Введение

Процесс термообработки металла (нагрев перед горячей прокаткой, отжиг, нормализация и т.д.) в значительной степени определяет качество продукции, энергоемкость производства и его производительность. Печи различных конструкций используются в металлурги­ческом производстве очень широко. Они применяются для нагрева металла пе­ред прокаткой или его последующей термообработки. К ним относятся на­гревательные колодцы, методические печи, колпаковые печи и т.д. В каждом из этих агрегатов используются системы автоматического регулирования (САР) температуры, расхода, давления и других параметров. На примере нагреватель­ного колодца рассматриваются общие подходы к разработке математических моделей нагревательных печей по различным каналам управления.

Предлагаемые способы расчета и моделирования могут быть использованы для печей других конструкций и принципов работы.

Нагревательные печи проходного типа, в частности методические, могут рассматриваться в виде совокупности нескольких относительно независимых зон нагрева, через которые перемещаются заготовки. В печах садочного типа (колодцах, колпаковых печах) необходимый режим термообработки осуществляется последовательным изменением заданной температуры печи, а в методических печах – последовательным переходом заготовки через зоны с разной температурой.

АСУ ТП нагрева обычно строятся по двухуровневому принципу. На верхнем уровне рассчитываются уставки температуры и выдаются в качестве заданий на локальные регуляторы. На нижнем эти задания отрабатываются локальной автоматикой. Для расчета заданий, которые зависят от марки стали, размеров заготовки, режима нагрева и т.д., используются достаточно сложные математические модели. В задачи данного пособия не входит рассмотрение этих вопросов. Локальные САР реализуются в настоящее время на базе программируемых контроллеров различных типов.