Устройство для регулирования нагрева металла

Дата опубликования описания 05.04.80 С. М. Николаев, Е. И. Казанцев, С. П. Ефименко, Ю. Л. Курбатов, С. Н, Игнатьев, В. И. Илющенкои Г. Г. Пятышкин(72) Авторы изобретения Рокецкий ордена Трудового Красного Знамени политехническийинститут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛА Изобретение относится к металлургической промышленности и может найти применение при автоматическом управлении нагрева металла в нагревательных печах, например, в рекуперативных нагревательных колодцах.Известно устройство для регулирования нагрева металла, содержащее термопару, встречно включенный с ней задатчик температуры, блок памяти, блок сравнения, исполняющий роль двухпозиционного регулятора, вывод которого подключен к ис-, полнительному механизму, кинематически связанному с регулирующим органом расхода топлива.15Недостатками известного устройства является то, что оно не обеспечивает высоких технико- экономических показателей и производительности нагревательных колодцев.Целью изобретения является повыпение технико-экономических показателей и производительности нагревательых колодцев. Поставленная цель достигаетсяза счет того, что устройство для регулирования нагрева металла дополнительно снабжено термопарой, включеннойвстречно основной термопаре, делителемнапряжения и релейным блоком с устройствами выдержки времени на замыкание и размыкание контактов выходного реле, причем вход релейного блокаподключен к выходу блока сравнения,дополнительная и основная термопарыподсоединены ко входу блока памяти через замкнутые контакты выходного релерелейного блока с выдержкой временина размыкание и встречно подключенык выходу блока памяти через делительпри помощи нормально разомкнутых конта.ктов выходного реле с выдержкой вреЬмени на замыкание, а задатчик температуры соединен с блоком сравнения черезнормально замкнутые контакты выходногодар, установленных в заранее выбранных при фиксированном расходе топлива "хо- " лодной и горячей" точках рабочего пространства колодца, при этом переключение расхода топлива на другое фиксированное положение, например, с максимального на минимальйый,приводит к тому, что холодная и горячая" точки меняются местами. Существующий к этому моменту градиент температур уменьшается 10 за счет теплообмена и излучения, температурное поле выравнивается (более"холодные участки прогреваются, более "горячие" - остывают), Так в каждый момент автоматически учитывается темпе ратурное состояние колодца, зависящее от температуры посаженного металла, его марки, первоначальной температуры колодца, и т.д., и не требуется хранения многочисленной информации о предыду щих нагревах.В процессе разогрева колодца, осущест 4 вляемого на максимальном расходе топлива, постоянно изменяется разность температур между термопарами О, и О и в момент достижения одной из них заданной температуры (например,6за; устройство запоминает перепад температур ьО = -Ои одновременно переключает отопление колодца на минимальный режим работы, При этом изменяется аэродинамика пространства колодца, факел укорачивается, эонамаксимальной температу- ры факела перемещается к передней стенке, где расположено горелочное устройство. Происходит выравнивание температуры рабочего пространства как эа счет теплообмена"между участкамй"колодца, имеющими градиент температуры, так и за счет подогрева укороченным факелом более холодного участка вблизи газого,релочной вставки.Сигнал на включение максимальногорасхода топлива выдается устройствомв момент равенства температур И и 6или же при достижении заданного перепада АО 6 - 6 , определяемого как46 = ь 9 ф К, где К - задаваемый (Ок1) коэффициент пропорциональности между перепадами температур д 6и д О в моменты огключеиия и включения максимального расхода топлива,Затем цикл, повторяется, Новое увелйчение температур в пространстве печи55(в том числе 9 и 6 ) будет происходить с более высокой температуры, но с меньшим перепадом между ними по срав нению с предыдущим циклом. 726198Устройство запоминает новый перепад температур обв момент достижения,О - 9 од переключает расход топлива на минимальный режим работы, апри выравнивании температуры рабочего пространства печи с перепадом ь 9,== ОК вновь переключает расход топлива на максимальный режим и т, д.На фиг. 1 изображена блок-схема длярегулирования нагрева металла; на фиг,2 - схема блока сравнения; на фиг. 3 -процесс нагрева металла при использовании изобретения.Устройство для регулирования нагрева металла включает в платино-платинородиевые термопары 1 и 2, блок 3 сравнения, блок 4 памяти, делитель 5, задатчк 6 температуры, промежуточные реле7 (Р 1) и 8 (Р 2), исполнительный механизм 9 и регулирующие органы 10, 11расхода газа и воздуха.Термопара 1 включена встречно с эадат"чиком 6 температуры и соединена с блоком 3 сравнения. Причем задатчик 6подключен с термопарой 1 и блоком 3сравнения через нормально закрытые контакты реле (8) Р 2,Термопара 2 включается встречно с, термопарой 1 при помощи нормальнооткрытого контакта реле 8 (Р 2) и получаемая дифференциальная термопара 12 подключена ковходу блока 4 памятичерез нормально закрытые контакты Р 2с выдержкой времени на размыкание.Одновременно дифтермопара подключенавстречно с выходом блока 4 памяти через делитель 5 с помощью нормальноразомкнутых контактов Р 2 с выдержкойвремени на замыкание и с входом блока3 сравнения, Выход блока сравнения соединен с исполнительным механизмом9 и своими контактамиоткрыть ( 0 ),и "закрыть (фЗ) с промежуточными релеР 1 (см. фиг 2). Исполнительный механизм 9 соединен с помощью механическойсвязи с регулирующими заслонками подачи газа 10 и воздуха 11.Устройство работает следующим об-разом.В начале нагрева эадатчик 6 вклю-,чен встречно с термопарой 1 через нормально замкнутые контакты Р 2. Суммирующий сигнал подается на блок 3 сравнения, который выдает сигнал исполнительному механизму 9 для включения отопления на максимальный расход топлива.В момент достижения О, заданнойтемпературыОодблок 3 сравнения переключает расход газа на минимальный иодновременно включает промежуточное реле 8 - (Р 2), которое своими нормально замкнутыми контактами подключаеттермопару 2. Сигнал соответствующий раэ-.5ности температур О и О подается в блокпамяти 4 через нормально замкнутые контакты реле 8 - (Р 2), имеющие выдержку времени на размыкание.(в момент включения реле 8 - (Р 2) они замкнуты). ПосОле фиксации сигналаьВ, в блоке 4 памяти эти контакты, размыкаются, а нормально разомкнутые контакты Р 2, с выдержкой времени на замыкание, замыкаются.фиксированный сигнал иэ блока 4 памятичерез делитель 5, имеющий эадатчик:кратности деления сигнала, включаетсявстречно с помощью этих контактов с.дифтермопарой 1-2. Результирующий сигналподается на блок 3 сравнения которыйпри отсутствии его срабатывает и выдаетсигнал исполнительному механизму для переключения отопления на максимальныйрасход. Одновременно включается реле7 (Р 1), которое своими нормально замкнутыми контактами разрывает цепь реле8 (Р 2), которое в свою очередь разрываетцепь термопары 2 и подключает задатчик6 температуры, При этом происходит стирание предыдущего сигнала с блока 4 па-мяти,Затем цикл повторяется до тех пор,пока разность температур б 4 и В недостигнет максимально допустимой или станетравной О (фиг. 3).,35Использование изобретения для регулирования нагрева металла упрощает иудешевляет конструкцию по управлениюрасходом топлива, устраняет предваритель 40ный анализ нагревом металла и составпения расчетных программ регулирования. 1 Устройство для регулирования нагрева металла, содержащее термопару, встречно включенный с ней задатчик температуры, блок памяти, блок сравнения, исполняющий роль двухпозиционного регулятора,вывод которого подключен к испольнтельному механизмуь кинематически связанному с регулирующим органом расхода топлива, о т л и ч а ю щ е 6 с я тем, что,с целью повьпнения технико-экономичес-:,ких показателей и производительности нагревательных колодцев, оно дополнительлно снабжено термопарой включенной встречно основной термопаре, делителем напряжения и релейным блоком с устройствамивыдержки времени на замыкание и размыкание контактов выходного реле, причем .вход релейного блока подключен к выходублока сравнении, дополнительная и основная термопары подсоединены ко входублока памяти через нормально замкнутыеконтакты выходного реле релейного блока с выдержкой времени на замыканиеи встречно подключены к выходу блокапамяти через делитель при помощи нормально разомкнутых контактов выходногореле с выдержкой времени на замыкание,а задатчик температуры соединен с блоком сравнения через нормально замкнутые контакты выходного реле,Источники информации .,принятые во внимание при экспертизе1. Глинков М. А. и рр. "Сталь", 1973,4 2 ь с. 171-173. Применение изобретения повышает качество нагрева металла за счет снижения перепада температур, сокращает время нагрева садкИ, так как при максимальномрасходе топлива коэффициент теплоотдачпфакела металлу и кладке - максимальный, что приводит к увеличению произ-водительности и экономичности нагревательных колодцев и повышению газовой производительности прокатного стана на 1,"52%,формула изобретенияфффуф:ФфщЯф" .тьчсьжущвущщцрце ууажюь,; иъ;с 726198 симоворректор В,нипкая ков ное Редактор Е. БратчЗаказ 608/24ПНИИПИ Г по делам 11 Ж)35, Мо филиал ПППТираж 608 Подписсударственноео комитета СССРизобретений и открытийква, Ж, Раушская набд. 4