Введение к работе
Актуальность темы. Современное агломерационное производство характеризуется повышением требований к качеству продукции, снижению ее себестоимости и улучшению экологической обстановки. В этих условиях одним из важнейших направлений совершенствования производства агломерата является повышение качества управления, в том числе на этапе процесса охлаждения.
После окончания процесса спекания шихты среднемассовая температура агломерата обычно находится в пределах 7008000С. Высокая температура агломерата создает трудности при последующей его обработке на аглофабрике, транспортировке и загрузке в доменную печь. В связи с этим на современных аглофабриках агломерат охлаждают на охладителях различного типа, в том числе на прямолинейных, что облегчает условия работы обслуживающего персонала и оборудования. На практике известны случаи возгорания транспортерных лент при транспортировке агломерата в доменный цех.
Благодаря фундаментальным работам большого круга ученых, достигнуты значительные успехи в области совершенствования технологии производства агломерата. Наибольший вклад в развитие теории и технологии агломерационного процесса внесли работы ученых Бабушкина Н.М., Тимофеева В.Н., Коротича В.И., Пузанова В.П., Фролова Ю.А., Майзеля Г.М., Братчикова С.Г., Базилевича С.В., Вегмана Е.Ф., Белоцерковского Я.Л., Бабошина В.М.,
Шкляра Ф.Р., Сигова А.А., Шурхала В.А. и др. Однако, практически все известные методы ориентированы на прогнозирование процесса спекания шихты. Поэтому в настоящее время разработка метода, позволяющего прогнозировать процесс охлаждения агломерата на прямолинейном охладителе в системе управления агломерационным производством, представляется актуальной научно-технической задачей.
Объект исследования: процесс охлаждения агломерата на прямолинейном охладителе.
Предмет исследования: математические модели, методы, процедуры обработки информации в системе прогнозирования процесса охлаждения агломерата на прямолинейном охладителе.
Целью диссертационной работы является разработка метода и алгоритмов обработки информационных сигналов в системе прогнозирования процесса охлаждения агломерата на прямолинейном охладителе, которые позволяют установить параметры технологического процесса, обеспечивающие заданную температуру отходящего газа.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи:
- анализ существующих математических моделей и методов прогнозирования хода технологических процессов агломерационного производства;
- разработка метода прогнозирования, основанного на математической модели процесса охлаждения агломерата на прямолинейном охладителе;
- разработка алгоритмов обработки информационных сигналов, позволяющих прогнозировать технологические параметры;
- проведение экспериментальных исследований работоспособности и
эффективности предложенных метода и алгоритмов.
Методы исследований. Для решения поставленных задач в работе использовались теоретические основы газодинамики и теплотехники агломерационного процесса; методы статистической обработки информации; методы математического моделирования. Математическое моделирование производилось путем разработки численной модели для реализации в среде разработки Delphi 7. Достоверность полученных результатов подтверждена путем сравнения с экспериментальными данными.
Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту:
1. Математическая модель охлаждения агломерата, учитывающая не только тепловые, но и газодинамические процессы, что позволяет более точно прогнозировать температуру отходящего газа и материала.
2. Метод прогнозирования процесса охлаждения агломерата на прямолинейном охладителе, основанный на использовании математической модели охлаждения агломерата.
3. Алгоритмы прогнозирования скорости движения охлаждаемого слоя и давления газа в дутьевой камере прямолинейного охладителя, обеспечивающие такие значения технологических параметров, при котором температура отходящего газа поддерживается на заданном уровне.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
1. Разработана компьютерная модель охлаждения агломерата, которая позволяет получать комплексную оценку параметров тепловых и газодинамических процессов.
2. Разработано программное обеспечение системы прогнозирования процесса охлаждения агломерата, реализующее метод и алгоритмы обработки информационных сигналов.
Реализация результатов работы. Разработанные метод и алгоритмы обработки информационных сигналов, реализованные в системе прогнозирования процесса охлаждения агломерата, прошли опытно-промышленную эксплуатацию в агломерационном производстве на Череповецком металлургическом комбинате (ЧерМК) ОАО «Северсталь».
Теоретические результаты внедрены в учебный процесс на кафедре программного обеспечения ЭВМ ГОУ ВПО «Череповецкий государственный университет» по дисциплине «Основы теории управления».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на 4-ой международной научно-технической конференции «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2008), Всероссийской научной конференции «Молодые исследователи - регионам» (Вологда, 2009) и на постоянно действующем научно-техническом семинаре кафедры программное обеспечение ЭВМ Череповецкого государственного университета.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 2 статьи опубликованы в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 88 наименований и приложений. Работа содержит 127 страниц, 50 рисунков и 17 таблиц. Приложения включают 6 страниц.
Похожие диссертации на Метод и алгоритмы обработки информации в системе прогнозирования охлаждения агломерата на прямолинейном охладителе
