Автоматизация технологического процесса термообработки в роликовой печи | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №5 (191) февраль 2018 г.

Дата публикации: 02.02.2018

Статья просмотрена: 105 раз

Библиографическое описание:

Зеленский А. Н., Доронин Д. Э., Савчиц А. В. Автоматизация технологического процесса термообработки в роликовой печи // Молодой ученый. — 2018. — №5. — С. 24-26. — URL https://moluch.ru/archive/191/48158/ (дата обращения: 18.11.2018).



Процесс термической обработки труб в роликовой печи происходит следующим образом. Трубы, после охладительных столов участка горячего проката труб сбрасываются в накопительные карманы для набора пакетов. Затем электромостовым краном пакетно укладываются трубы в карманы складирования перед участком термической обработки труб.

Загрузка и выгрузка труб (наружного диаметра черновой трубы d=70.1мм) в роликовую печь осуществляется с помощью стационарных рольгангов, установленных перед печью и за печью. Нагрев труб обеспечивается за счет сжигания газа в двухпроводных горелках типа «труба в трубе» установленных равномерно (в шахматном порядке) по всей длине РП в боковых стенах и два ряда: над и под внутрипичным рольгангом. При этом нижние горелки на участках 7-м, 11–17 — м расположены в подподовых каналах, а в остальных участках — под печным рольгангом.

По тепловому режиму печь разбита на шесть зон: зона нагрева, зона выдержки, зона ускоренного охлаждения, зона нагрева, зона выдержки, зона замедленного охлаждения.

После нагрева трубы в зоне нагрева 1 до 950 оС, труба по роликам поступает в зону ускоренного охлаждения, где помещается в закалочную ванну 6 с температурой воды 5–6 оС, там труба охлаждается до 630–650 оС, далее происходит вновь нагрев и далее 6 циклов нагрева охлаждения.

Принцип работы горелок — газ и воздух горения подается в рабочее пространство РП двумя соосными потоками (газ — через центральное газовое сопло, воздух горения — через носик горения), в результате чего образуется растянутый диффузионный факел. Для стабилизации пламени служит горелочный туннель. Розжиг горелки производится запальником на выходе газовоздушной смеси из горелочного туннеля. [1]

Продукты сгорания удаляются из РП через дымоотборы (дымовые колодцы) расположенные в подине РП, через дымовые каналы, соединяющие дымоотборы с боровом РП и оборудованные шиберами, через главный коллектор боров и далее через дымовую трубу в атмосферу. Часть продуктов сгорания отбирается на рекуператор через отверстия, расположенные в своде РП (Рис.1)

Рис. 1. Технологическая схема процесса: 1 — Зона нагрева; 2 — рекуператор; 3 — горелка; 4 — ролики; 5 — воздухосборник; 6 — закалочная ванна; 7 — двигатель

Исходя из описания технологического процесса термообработки труб в роликовой печи, основным показателем эффективности является температура трубы на выходе из печи

Целью управления является температура трубы на выходе из печи 85015 0С, при оптимальной производительности печи — 5 минут полный цикл термообработки в роликовой печи, энергетических затратах на процесс. При этом процесс должен быть безопасным и безаварийным.

Одним и единственным показателем, который влияет на окончательный продукт, является поддержание температура в рабочей зоне роликовой печи.

Рассматривается двухконтурная САР температуры в рабочей зоне печи путем изменения подачи газа, с коррекцией температуры трубы на выходе их печи. Второй контур регулирования это САР температуры воды в закалочной ванне путем изменения подачи воды в ванну.

Данный метод регулирования выполнит основной показатель эффективности, так как температура горения смеси зависит от расхода газа, и как следствие температура в рабочей зоне печи. Согласно технологии после обжига в печи происходит ускоренное охлаждение, для оптимальной эффективности необходимо поддерживать определенную температуру в ванне. Для этого рассматривается система управления температурой воды в закалочной ванне.

Для выполнения второго показателя эффективности — это производительность печи, необходимо проанализировать возмущающие воздействие на печь. Таким является загазованность рабочей зоны печи. Рассмотрим САР давления в рабочей зоне печи, путем изменения положения шибера дымовых газов. Для более эффективной и безопасной работе в данной системе регулирования, необходимо предусмотреть коррекцию по содержанию СО, так как переизбыток дымовых газов ухудшает процесс горения, возникает риск отравления обслуживающего персонала угарным газом работающих в производственном помещении.

Также для производительности печи необходимо предусмотреть систему регулирования давления воздуха горения.

Для уменьшения энергетических затрат на процесс предусмотрено САР температуры воздуха горения и уровень воды в закалочной ванне.

Для обеспечения третьего показателя эффективности процесса, с целью уменьшения энергетических затрат на процесс термообработки труб в роликовой печи, необходимо регулировать соотношения газ/воздух путем изменения притока воздуха в печь, так как уменьшение притока воздуха будет приводить к неполноте сгорания топлива, а увеличение притока — к увеличению потери тепла с дымовыми газами [2].

На основе проведенного анализа регулируемых параметров и каналов внесения регулирующего воздействия, был разработан типовой вариант системы автоматического управления процессом термообработки труб и трубных заготовок в роликовой печи (рис.2).

Рис. 2. типовая схема регулирования процессом термообработки труб в роликовой печи

Разработанная система позволяет повысить качество выпускаемой продукции и эффективность производства, а так обеспечит безопасность и безаварийность работы.

Литература:

1. Гуляев. А.П. «Металловедение» — М.: Металлургия, 1977.

2. Дудников, Е.Г. «Автоматическое управление в химической промышленности» Учебник для вузов — М., Химия 1987.-368с.

Основные термины (генерируются автоматически): роликовая печь, закалочная ванна, Зона нагрева, рабочая зона печи, ускоренное охлаждение, процесс термообработки труб, основной показатель эффективности, зона выдержки, термическая обработка труб, воздух горения.


Похожие статьи

Автоматизированная система управления процессом...

Основные термины (генерируются автоматически): рабочая зона, температура трубы, печ, основной показатель эффективности, рабочая зона печи, регулятор температуры, воздух путем, изменение подачи воздуха, закалочная печь, термообработка труб.

Развитие автоматизированных систем металлургической...

Выбранный для описания типовой процесспечь для нагрева труб перед нормализацией с шагающими балками.

Автоматизированная система управления процессом термообработки труб в закалочной печи.

Исследование температурно-тепловых режимов нагрева металла...

Предварительный нагрев, м. 6. Длина зоны нагрева, М. 15,5. Внутренняя ширина, м. 1. Количество зон, шт.

Математическая модель процессов нагрева и окалинообразования. В силу незначительной термической массивности проволоки (Bi < 0,1; Sk < 0,15) [2]...

Передача тепла через стенки бытовой печи | Статья в журнале...

Автоматизация технологического процесса термообработки в роликовой печи. Исследование свойств дымовой трубы для бытовой печи. Выбор параметров трубы.

Минимизация выбросов отходящих газов от дымовой трубы...

Это приводит к тому, что процесс горения начинается в условиях недостатка воздуха с образованием сажистых частиц

Подача вторичного воздуха на горение осуществляется по периферийному каналу в верхнюю зону факела через отверстия в горелочном камне.

Модернизация автоматизированной системы управления...

Автоматизация процесса термообработки позволяет сократить материальные затраты и как следствие себестоимость итогового продукта, улучшает качество производимых

Каналом воздействия на основной показатель эффективности является расход горючего газа на печь.

Исследование свойств дымовой трубы для бытовой печи.

Тяга трубы и приводит в движение дымовые газы в печи.

Из-за нагрева входного воздуха его объем и скорость в каналах печи увеличиваются пропорционально температуре по формуле

4. Шевяков В. В. Конденсат в трубе бытовой печи при горении дров.

Учет риска прогара трубчатой печи при оптимизации процесса...

Прогар труб змеевиков печи возможен при превышении температуры в камере сгорания, что связано с частыми остановками циркуляционных компрессоров и печных насосов; при попадании газового

Автоматизация технологического процесса термообработки в роликовой печи.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Автоматизированная система управления процессом...

Основные термины (генерируются автоматически): рабочая зона, температура трубы, печ, основной показатель эффективности, рабочая зона печи, регулятор температуры, воздух путем, изменение подачи воздуха, закалочная печь, термообработка труб.

Развитие автоматизированных систем металлургической...

Выбранный для описания типовой процесспечь для нагрева труб перед нормализацией с шагающими балками.

Автоматизированная система управления процессом термообработки труб в закалочной печи.

Исследование температурно-тепловых режимов нагрева металла...

Предварительный нагрев, м. 6. Длина зоны нагрева, М. 15,5. Внутренняя ширина, м. 1. Количество зон, шт.

Математическая модель процессов нагрева и окалинообразования. В силу незначительной термической массивности проволоки (Bi < 0,1; Sk < 0,15) [2]...

Передача тепла через стенки бытовой печи | Статья в журнале...

Автоматизация технологического процесса термообработки в роликовой печи. Исследование свойств дымовой трубы для бытовой печи. Выбор параметров трубы.

Минимизация выбросов отходящих газов от дымовой трубы...

Это приводит к тому, что процесс горения начинается в условиях недостатка воздуха с образованием сажистых частиц

Подача вторичного воздуха на горение осуществляется по периферийному каналу в верхнюю зону факела через отверстия в горелочном камне.

Модернизация автоматизированной системы управления...

Автоматизация процесса термообработки позволяет сократить материальные затраты и как следствие себестоимость итогового продукта, улучшает качество производимых

Каналом воздействия на основной показатель эффективности является расход горючего газа на печь.

Исследование свойств дымовой трубы для бытовой печи.

Тяга трубы и приводит в движение дымовые газы в печи.

Из-за нагрева входного воздуха его объем и скорость в каналах печи увеличиваются пропорционально температуре по формуле

4. Шевяков В. В. Конденсат в трубе бытовой печи при горении дров.

Учет риска прогара трубчатой печи при оптимизации процесса...

Прогар труб змеевиков печи возможен при превышении температуры в камере сгорания, что связано с частыми остановками циркуляционных компрессоров и печных насосов; при попадании газового

Автоматизация технологического процесса термообработки в роликовой печи.

Задать вопрос