Автоматизация металлургических процессов
Для нагрева металла перед прокаткой на сортовых и листопрокатных станах широко распространены методические печи.
Продвижение заготовок, размеры которых составляют: толщина 0,06—0,4, ширина 0,06—1,85 и длина 1,0—12,0 м, осуществляется с помощью толкателей.
Металл в своем движении последовательно проходит зоны печи: методическую (зону предварительного подогрева), сварочные (нагревательные) и томильную (зону выдержки). Продукты сгорания движутся навстречу металлу. Количество зон определяется заданным температурным режимом нагрева.
В сварочной зоне происходит сжигание топлива, температура в ней постоянна по длине. В методической зоне происходит утилизация тепла уходящих газов, и ее температура снижается к окну посада. Задачей нагрева является получение допустимого перепада температур по сечению заготовки при заданной конечной температуре поверхности. Для уменьшения величины перепада необходимо приближать температуру сварочной зоны к конечной температуре поверхности, а для увеличения интенсивности нагрева необходимо стремиться к увеличению температуры этой зоны. Это противоречие разрешается при трехзонном режиме, где появляется специальная томильная зона, в которой поддерживают постоянную температуру, более низкую, чем в сварочной зоне: на 30—50° С выше необходимой температуры металла, и в которой происходит выравнивание температур по сечению. В ряде случаев при нагреве массивных заготовок на печах предусматриваются нижние сварочные зоны, которые позволяют интенсифицировать процесс за счет двустороннего нагрева металла.
Методические печи являются агрегатом непрерывного действия с распределенными по длине и постоянными во времени температурным и тепловым режимами (при определенной производительности).
Температура нагрева металла зависит от марки металла и составляет для рядовых марок стали 1200—1250° С. Для более глубокой утилизации тепла на печах устанавливают рекуператоры: керамические и металлические — для подогрева воздуха, металлические — для подогрева низкокалорийного газа.
Прокатный стан обслуживается несколькими печами, из которых нагретый металл через окно выдачи поступает на общий рольганг и подается к стану.
Методические печи работают в условиях переменной производительности стана, изменяющихся параметров загружаемого металла: температуры, размеров, марки.
Задача управления процессом нагрева металла в методических печах заключается в выборе и поддержании режима работы, обеспечивающего получение металла заданного качества с минимально возможным удельным расходом топлива в условиях переменной производительности агрегата. Температура в зонах печи измеряется термопарами 1-1, работающими в комплекте с потенциометрами
1-2. Напряжение выходных ферродинамических преобразователей потенциометров суммируется с напряжением, снимаемым с ферро-динамического дистанционного задатчика ДЗФМ-1 1-3, которым устанавливается заданная величина температуры. Алгебраическая сумма напряжений поступает на вход И-регулятора 1-4. При несоответствии между заданным и фактическим значением температуры от регулятора исполнительному механизму 1-8 , через усилитель (1-7) поступает сигнал на открытие или закрытие регулирующей заслонки 1-9 на зональном подводе газа. Управление системой осуществляется ключами (1-5,1-
6).Система регулирования соотношения газ—воздух по зонам печи .Расходы газа и воздуха в томильной зоне контролируют диафрагмами (2-1,2-2) и дифманометрами (2-3,2-4) и вторичными самопишущими приборами ВФСМ-10 (2-5,2-
6). Заданное значение величины соотношения устанавливается задатчиком ДЗФМ-
5 2-7. Разность между текущим и заданными значением соотношения поступает на вход регулятора 2-8, который через усилитель 2-11 воздействует на исполнительный механизм 2-12, связанный с регулирующей заслонкой ДГ-550 2-
13 на воздухопроводе. Для сварочных зон схемы регулирования соотношения выполнены аналогично. Давление контролируется отборным устройством 3-1, манометром 3-2 и вторичным самопишущим прибором 3-3. Заданное значение этого давления устанавливается задатчиком ДЗФМ-4 3-4. Разность между текущей и заданной величинами давления на вход регулятора 3-5, который воздействует на исполнительный механизм 3-9 дымового шибера 3-10. Величина давления фиксируется на вторичном самопишущем приборе -ВФСМ-10 3-3.
Качество регулирования давления в печи хорошее.
Регулятор.
ПИ-регулятор предназначен для работы с измерительными приборами, снабженными реостатными датчиками сопротивлением 120 ом.
Измерительная схема регулятора состоит из двух электрических мостов: в один мост входят обмотка трансформатора и датчика измерительного прибора
Rиз, в другой — реостат обратной связи Ro.с, исполнительный механизм ИМ и переменное сопротивление R2. Напряжение рассогласования Uc между заданным и действительным значениями регулируемой величины в диагонали первого моста складывается с напряжением Uo.с в диагонали второго моста (моста обратной связи).
Напряжение Uc поступает на вход И-части регулятора, а разность напряжений
(Uc—Uo) подается на вход П-части регулятора, причем соотношение между напряжениями Uc и Uo с определяется положением движка переменного сопротивления R5 с помощью которого настраивают коэффициент передачи регулятора. П-часть регулятора состоит из каскада предварительного усиления напряжения, выполненного на правой половине двойного триода Л1 и электронного нуль-реле, выполненного на двойном триоде Л2.
При появлении напряжения рассогласования одна из пар контактов реле замыкается и включает исполнительный механизм, который перемещает регулирующий орган и одновременно движок реостата Ro.c до тех пор, пока разность Uc — Uo.с не станет равна нулю.
И-часть регулятора представляет собой двухкаскадный усилитель, состоящий из каскада усиления напряжения, и каскада усиления мощности. Анодной нагрузкой лампы Л3 является управляющая обмотка асинхронного конденсаторного двигателя Д-32. Выходной вал двигателя перемещает движок реостата R2, благодаря чему измерительная схема регулятора будет разбалансирована и исполнительный механизм переместится в ту же сторону, что и при работе П-части.