1.4 Анализ известных вариантов сар

Для рассмотрения данного вопроса были найдены в архивах библиотеки ОАО “Северсталь” следующие патенты.

Патент № 723340 – Устройство управления нагревательной печью мелкосортного стана. Изобретение относится к прокатному произ­водству и может быть использовано, например, для управления режимом нагрева заготовок в нагревательной печи непрерывного мелкосорт­ного стана многониточной прокатки. Известно устройство управления нагреватель­ной, печью мелкосортного стана, содержащее измеритель производительности печи, датчики наличия заготовок в нитках стана, регулиру­ющую заслонку подачи энергоносителя в печь, исполнительный механизм, термопару, регуля­тор температуры с задатчнком, корректирующий вход которого соединен с выходом измерителя производительности печи. Целью изобретения является стабилизация температуры заготовок перед прокаткой при переходах от многоннточной к однониточной прокатке и наоборот. Это достигается тем, что измеритель произ­водительности печи выполнен в виде кинемати­чески связанного с валком первой клети стана тахогенератора, снабженного делителем напря­жения, и суммирующего усилителя, каждый из одинаковых входных резисторов которого контактами каждого датчика наличия заготов в нитке соединен с делителем напряжения тахогенератора.

Патент № 1322057 – Способы управления нагревом металла. Изобретение относится к области метал­лургии, в частности к управлению нагревом металла, и может быть использовано в про­цессе нагрева заготовок в печах непрерывного действия. Цель изобретения повыше­ние качества нагрева и снижение окалинообразования. Согласно изобретению при управ­лении нагревом металла устанавливают за­дание в системе стабилизации теплопоглощения металла и начальный расход топли­ва, текущее теплопоглошение, измеряе­мое тепломером, сравнивают с заданным и при отклонении текущего теплопоглощения от заданного до 15–20 % увеличивают рас­ход топлива. Способ управления нагревом металла в проходных печах, включающий последова­тельное регулирование во времени расхода топлива, подаваемого в каждую из регули­руемых рабочих зон печи в зависимости от отражающего динамику нагрева металла параметра, отличающийся тем, что, с целью повышения качества нагрева металла и сни­жения окалинообразования, в качестве отра­жающего динамику нагрева металла пара­метра используют теплопоглощение металла, по которому устанавливают задание в системе стабилизации теплопоглощения и на­чальный расход топлива.

Патент № 1455198 – Способы управления температурным режимом многозонной нагревательной печи. Изобретение относится к области ме­таллургии, в частности к способам управ­ления тепловым режимом проходных много­зонных печей, и может использоваться при их автоматизации. Цель изобретения – сни­жение удельного расхода топлива и повыше­ние равномерности нагрева металла. Способ управления температурным режи­мом многозонной нагревательной печи, вклю­чающий регулирование температуры в зоне предварительного нагрева по температуре отходящих из печи продуктов горения и расхо­ду топлива и стабилизацию температуры в зонах нагрева и томления на заданном уров­не, отличающийся тем, что, с целью сниже­ния удельного расхода топлива и повышения равномерности нагрева металла, температуру в зоне предварительного нагрева изме­няют пропорционально расходу топлива на печь, а температуру в зоне нагрева под­держивают равной 1,05—1,10 температуры в зоне предварительного нагрева.

Патент № 1236284 – Самонастраивающееся устройство стандартизации для поддержания заданной температуры нагрева проката на выходе проходной печи. Изобретение относится к устройствам управления и контроля температуры нагре­ваемого материала, механически переме­щаемого в печах, и ориентировано на тех­нологию поштучного нагрева подкатов в печи. Цель изобретения – повышение точности нагрева. Система содержащит дат­чики температуры проката, установленные на входе и выходе из печи, компаратор, выход которого соединен с блоком управ­ления транспортным механизмом, программно-задающий блок, генератор, выход кото­рого соединен с первым входом счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности нагрева, в него введены блок кор­рекции постоянной времени нагрева проката и блок определения текущей температуры проката, к входам блока коррекции посто­янной времени нагрева проката подсоеди­нены датчик температуры проката на выходе печи, выходы программнозадающего блока и счетчика, а выход подсоединен к первому входу блока определения текущей темпера­туры проката, к другим входам которого подсоединены датчик температуры проката, на входе печи выходы генератора про­граммно-задающего блока, выход блока определения текущей температуры проката подсоединен к первому входу компаратора, а выход программно-задающего блока к его второму входу, выход компаратора подсоединен также к второму входу счет­чика.

Патент № 1789045 – Способ управления нагревом заготовок в многозонной пламенной печи. Изобретение относится к автоматиза­ции производственных процессов в черной и цветной металлургии, в частности для автоматизации многозонных пламенных на­гревательных печей с торцовым отоплением. Сущность изобретения: устанавливают в каждой зоне печи с торцовым отоплением горелки с регулируемой длиной факела и по две термопары в направлении развития факела: основную для регулирования темпера­турного уровня зоны, установленную в область, не зависящую от длины факела, и дополнительную - для контроля температу­ры кладки печи, установленную в область максимальных температур кладки, опреде­ляют распределение температур греющей среды по длине зоны нагрева, сопоставляя измерения основной и дополнительной тер­мопар и корректируют параметры матема­тической модели нагрева заготовок с учетом текущего распределения температуры гре­ющей среды, кроме того регулируют длины факелов в зонах печи, поддерживая их минимально возможными по рассогласованию между измеренными дополнительными тер­мопарами и заданными максимально допу­стимыми значениями температуры из условий стойкости кладки. Недостатками известного способа явля­ются; во-первых, низкая точность нагрева заготовок и возможные простои стана из-за остановок печи на подогрев, обусловленная неточностями моделирования процесса нагрева.

В данный момент управление тепловым режимом методической печи осуществляется с помощью систем автоматического контроля и регулирования, расположенных на тепловом щите. Для измерения температуры в печи используются датчики: термоэлектрические преобразователи платинородий – платиновые; термоэлектрические преобразователи хромель – алюменевые.

Температура в зонах печи автоматически поддерживается на заданном уровне с помощи регулирующих приборов типа РП2П3 (ПИ-регулятор), работающих в комплексе с регулирующими потенциометрами КСП-3, платинородий – платиновыми термопарами ТПП-П и исполнительными механизмами МЭО-100. При неисправности регулятора необходимо перейти на дистанционное управление температурой в зонах печи. В каждой зоне автоматически контролируется температура по ширине печи при помощи электронного потенциометра ЭПП-09, работающего в комплекте с платинородий - платиновыми термопарами ТПП-П. Глубина погружения в печь всех термопар 100 мм от внутренней поверхности кладки. Заданное соотношение расходов газа и воздуха на зоны печи автоматически поддерживается при помощи регулирующих приборов типа РП2П3 (ПИ-регулятор), работающих в комплексе с приборами ДМИ, ВФС и исполнительными механизмами МЭО. При неисправности регулятора соотношение расходов задается вручную.

Заданная величина давления под сводом томильной зоны автоматически поддерживается при помощи регулятора РП2ПЗ (ПИ-регулятор), работающего в комплексе с приборами ДКОФМ-01, ВФС и исполнительным механизмом МЭО. При неисправности регулятора следует перейти на дистанционное управление клапаном давления при помощи универсального переключателя. Температура труб первой секции рекуператора автоматически контролируется с помощью хромель-алюмелевой термопары ТХА-УШ и милливольтметра М-64. Для безопасной эксплуатации печи предусмотрена звуковая и световая сигнализация падения давления газа и воздуха, а также автоматическая отсечка газа в случае падения давления газа или воздуха ниже 0,98 кПа (100 мм вод.ст.).

Недостатками существующей САР нагрева металла в методической печи являются: неудобства обслуживания; моральное старение оборудования; неточность регулирования технологических параметров (температура, расход, давление и т.д.), следствие этого перерасход газа; частый выход из строя элементов САР; недостаток специалистов по обслуживанию данного оборудования; отсутствие технической базы подготовки специалистов по данным видам оборудования; большие погрешности приборов; большая инерционность САР; отсутствие возможности диагностики САР; невозможность визуализации технологического процесса. Существующая САР нагрева металла не отвечает уровню представлений современной автоматизации. Морально и физически устаревшая система управления печью не способна эффективно решать задачи качественного ведения нагрева металла, энергосбережения и экологии.