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迁钢1580热轧蓄热式加热炉一键式烧钢控制系统的设计与实现

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 加热炉一键式烧钢控制系统的设计要点

1.3 基础控制级和过程控制级系统

1.4 加热炉自动化控制技术的国内外研究现状

1.5 本文主要工作

第2章 加热炉工艺及主要参数

2.1 加热炉工艺

2.2 加热炉主要性能参数

第3章 控制系统总体设计

3.1 基础控制级设计

3.2 过程控制级设计

3.3 系统硬件设计

3.4 系统HMI软件设计

3.5 系统安全及网络安全设计

第4章 基础控制级功能的实现

4.1 钢坯的测长测宽计算

4.2 钢坯的布料计算

4.3 钢坯在入炉C辊道上的自动定位

4.4 装钢控制

4.5 步进梁控制

4.6 燃烧控制

4.7 出钢控制

第5章 过程控制级燃烧模型的建立及功能实现

5.1 物料温度计算模型

5.2 物料出炉温度预测模型

5.3 过程控制级模型的性能测试

第6章 结论与展望

参考文献

致谢

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摘要

加热炉一键式烧钢控制系统的设计,其目的是为了实现钢坯入炉、炉内加热、出炉过程的自动化控制,减轻操作者的劳动强度、降低生产成本,减少烧钢过程中的人为干预,大幅度提高钢坯加热效果,从而为轧线生产高质量产品打下坚实基础。目前随着计算机科学、通讯总线技术、控制理论、数学模型等在冶金行业的广泛应用,让控制精度和实时性得到普遍提高,使得加热炉一键式烧钢技术成为现实。
  本文以河北首钢迁安钢铁有限责任公司热轧厂1580热轧蓄热式加热炉一键式烧钢控制系统为背景,在查阅了大量国内外相关文献的基础上,综述了加热炉自动燃烧控制系统的发展历程,对一键式烧钢的动静态控制进行了以下两方面的设计:
  (1)基础控制级自动控制系统,主要设计内容是钢坯在入炉辊道照合完毕后如何实现自动炉前定位,装钢机判断炉内是否有空位实现自动装钢,步进梁系统根据目标出炉温度、轧线轧制节奏、钢坯在炉设定时间进行正循环、负循环、停中位和踏步动作,出钢机根据轧线要钢信号判断是否满足条件进行出钢等自动化控制功能,同时加热炉本体燃烧DCS系统以最快响应速度达到过程控制级系统燃烧模型计算下发设定值,完成以温度为目标的燃烧控制。
  (2)过程控制级自动燃烧控制技术,主要设计在不同轧制规格和不同入炉温度的钢坯的燃烧温度模型设定,以数学公式为手段,计算出在各种因素影响下加热炉各个燃烧段的最佳加热温度,为保证过程控制级燃烧模型的正常投入,钢坯在炉内的基础控制级跟踪是基础,基础控制级燃烧系统的快速响应是条件。
  本课题的成果将标识着大型蓄热步进式加热炉国际先进控制水平,为加热出低耗、优质的合格钢坯提供了数据,为我们进一步优化生产工艺和控制系统提供了宝贵经验。

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