Введение к работе
,:,:.; ./..;гЗ
.сс-'тЛцЯ^З уальность работы. Принятый в насгоя-щее'врёмя'курс на интенсификацию производства и ускорение развития научно-технического прогресса предъявляет повышенные требования к внедрению автоматизированных систем в различные сферы хозяйственной деятельности, и з первую очередь, в проектирование, управление оборудованием и технологическими процессами на базе средств вычислительной техники.
Одной из важнейших сфер народного хозяйства является производство стали как основного вида конструкционных материалов. В производстве стали массового назначения первостепенную роль играет кислородно-конвертерный процесс.
Структура и физико-механические свойства выплавляемой в конвертере стали определяются.ее химическим составом и температурой в момент окончания плавки. Поэтому для получения стали с заданными свойствами необходимо осуществлять непрерывный контроль данных технологических параметров и управлять режимом плавки таким образом, чтобы их значения.не выходили за пределы допустимых интервалов в процессе производства стали.
На Карагандинском металлургическом комбинате (КарМК) впервые в отечественной практике освоена технология конвертерного передела фосфористых чугунов,' содержащих более 1% фосфора. Данный технологический процесс имеет свои особенности, определяемые различными термодинамическими условиями окисления углерода и фосфора в металле.
Нак показывает промышленный опыт, существующие системы и методы управления режимом конвертерной плавки в условиях передела фосфористого чугуна не в полной мере обеспечивают получение стали с заданными химическим составом и температурой в конце плавки, что приводит к ухудшению качества металла и других технико-экономических показателей производства. Поэтому разработка и внедрение системы управления кислородно-конвертерным процессом при переделе фосфористого чугуна, позволяющей повысить точность управления конвертерной плавкой, и тем самым, обеспечивающей снижение количества шіавок с послеплавочными корректирующими воздействиями, является актуальной задачей.
Цель работ-ы заключается в. разработке математических моделей технологических процессов, протекающих в кислородном конвертере при переделе фосфористого чугуна, созда-
- 4 -ний алгоритмического и программного обеспечений для автоматизированной системы управления конвертерной плавкой, обеспечивающей допустимые отклонения химического состава и температуры выплавляемой стали от их заданных значений.
Научная новизна результатов диссертационной работы заключается: в разработке математических моделей процессов нагревания, обезуглероживания и дефосфорации металла в кисло-сродном конвертере при переделе фосфористого чугуна, отличающихся структурой и составом используемой в них информации об объекте управления, позволяющих непрерывно оценивать изменение температуры металла и содержание в нем углерода и фосфора по ходу плавки; в разработке новых алгоритмов на основе метода общего параметра (МОП), отличающихся обобщением алгоритмов МОП для идентификации разработанных математических моделей кислородно-конвертерного процесса; в разработке способа управления режимом плавки, отличающегося использованием трех математических моделей кислородно-конвертерного процесса, две из которых используются для оценки текущего и конечного состояний металла в конвертере, а одна - для определения управляющих воздействий, необходимых для получения стали заданной марки.
Практическая ценность и реализация результатов заключается в следующем: разработанные в настоящей, работе математические модели кислородно-конвертерного процесса позволяют определить текущие значения температуры металла и содержания в нем углерода, фосфора по ходу плавки, а также определить необходимые значения управляющих воздействий на ход плавки, что обеспечивает получение стали с заданными свойствами; новые алгоритмы идентификации, построенные на основе МОП, являются его дальнейшим развитием, и кроме того, они могут быть использованы для решения прикладных задач из других сфер производства; развитые в работе идеи и алгоритмы использованы при разработке автоматизированной системы управления конвертерной плавкой при переделе фосфористого чугуна и внедрены в кислородно-конвертерном цехе КарМК (акты о внедрениях результатов работы приведены в приложении).
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на ІУ, У и УІ Республиканских научно-технических конференциях по автоматизации в черной метал-
лургии (г.Караганда, 1984, 1986 и 1989 гг.), ХП Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (г.Те-миртау, 1984 г.), Республиканской научно-технической конференции по проблеме комплексной роботизации к внедрения автоматических и автоматизированных систем управления в народное хозяйство Казахстана (г.Алма-Ата, 1985 г.), Всесоюзной научно-технической конференции по повышению эффективности металлургического производства (г.Москва, 1986 г.), Всесоюзном семинаре по опыту эксплуатации систем и средств автоматизации сталеплавильного производства и перспективам внедрения АСУ (г.Киев, 1986 г.), на научно-технических совещаниях КазПГЙ им.В.И.Ленина (г.Алма-Ата).
Публикации". По теме диссертационной работы опубликовано 18 печатных работ, в том числе б авторских свидетельств.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.