автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка математических моделей и системы управления конвертерной плавкой

Нацюнальна академш наук УкраТни 1нститут електрозварювання ¡м. С.О.Патона

1 и 01

2 НО"

БОГУШЕВСЬКИИ Володимир Святославович

УДК 669.184.244.66.001.57-52

РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ I СИСТЕМИ УПРАВЛ1ННЯ КОНВЕРТЕРНОГО ПЛАВКОЮ

05.13.07 - автоматизащя технолопчних процесив

автореферат дисертаци на здобуття наукового ступени доктора техшчних наук

КиТв -1997

Дисерташею е рукопис

Робота виконана в Державному науково-виробничому гпдприемств1 "АСУ ТЕРМО" Науково-виробничоТ корпорацц "Кшвський ¡нститут автоматики"

Офщ1йш опоненти:

Доктор техшчних наук, академ1к HAH УкраТни Тимофеев Борис Борисович. 1нститут електрозварювання ¡м. е.О.Патона HAH УкраТни, головний науко-вий спещалют,

Доктор техшчних наук, член-кореспондент HAH УкраТни Перелома BiTaniii Олександрович, ФЬико-технолопчний ¡нститут меташв i сплав1в HAH УкраТни, головний науковий сгнвроб1тник

Доктор техшчних наук, професор Шумшов Кирило Андршович, Державне наукове-виробниче шдприемство "АЛГОРИТМ " Науково-виробничоТ кор-пораци "Кшвський ¡нститут автоматики", директор

Провшна установа: Нацюнальний техшчний ушверситет УкраТни "КГО", кафедра автоматизаци теплоенергетичних процеав ТЕФ

Захиств'щбудеться "10 груВнЯ 1997 р. о i0 годиш назасщанш cneuiani30BaH0i вченоТ ради Д 50.02.01 при Тнституп електрозварювання ¡м. е.ОЛатона HAH УкраТни за адресою: КиТв, вул. Боженка, 11

3 дисертащею можна ознайомитись у б'|блютец1 при 1нституп електрозварь вання ¡м. С.О.Патона HAH УкраТни

Вчений секретар спещаппованоТ вченоТ ра кандидат техн. наук

Бернадський В.М.

ЗЛГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть проблем». У 60-80-х роках у зв'язку з введениям до Д11 нових та модершзаци дночих конвертер1в, як1 обладнаш системами автоматизацн з р1з-ними давачами контролю технолопчних параметр1в, пост!йно удосконалювались як теор1я конвертерного процесу, так 1 технолопя, устаткування, АСУ, засоби до-слщжень та вим1рювань. Але вщом! теоретичш модел1 мало придатш для практичного використання, тому що реальний процес проходить в умовах, яю далек! в\д р1вноваги. Це призводить до великих вщхилень при управлшн!. ЕНдом1 модет для практичного використання створювались за вщсутноеп системного пщходу до розробки модел1 та техшчних засоб1в для п функцюнування, включаючи засо-5и одержання точноУ та надшноУ ¡нформацп про хщ процесу, та використовува-тись, в основному, для теоретичних дослщжень на експериментальних агрегатах га плавках.

Широке розповсюдження у практищ розробки математичних моделей та ггворенш АСУ конвертерним процесом одержали методи математичноУ статисти-си, що засноваш на теоретичних розрахунках та непрямих засобах контролю ос-говних параметр1в процесу з наступним коректуванням у процеа експлуатащУ юделей, настройкою та поетапним налагодженням АСУ при освоенш техноло-¡чного процесу. Але спрощеш критерП" управления, що охоплюють о крем! перю-(И та окрем! режимш параметри конвертерноУ плавки, недостатня техшчна база [е дозволили до цього часу створити математичну модель, яка адекватно вщобра-<ае процес та забезпечус можлив'ють перейти до системи замкнутого управлшня.

У зв'язку з цим постае необхщшсть виршення проблеми створення матема-ичноТ мод ел ¡, що забезпечуе можливкть управлшня конвертерним процесом з еобхщною точшстю, розробки нових науково обгрунтованих 1 практично реаль уемих ?иетод1В втирювання окремих параметр1-в процесу, використання яких ¡двищуе ямсть управлшня, та створення на цш баз! АСУ для в!тчизняних 1 за-ордонних металургшних тдприсмстп.

Зважаючи на складшсть та швидкоплиншсть процес1в, що проходять у кон-гртернш вант, для виршення поставлено!' проблеми треба уточнити критерш лравлшня в напрямку його оптим1зацн, створити модель, що охотное ус1 перю-л плавки, теоретично обгрунтувати та розробити засоби одержання достов!рно1 I надшноТ шформацГУ про х1д процесу й на цш основ! створити АСУ плавкою.

Мета та задач! дослщжень. Метою дисертаци е комплексне використання де-:рм1нованих, ¡мов!рних та евристичних засоб!в, у тому числ1 теорн та метод1в >зп!знавання образ!в I автоматичноУ класифжащУ для пол!пшення якосп керу-[ння киснево-конвертерним процесом, розробка вщповщних алгоритм1в, засобш штролю параметров процесу та створення на цш основ! системи контролю та [равлшня з автоматичним вибором структури математичноУ модел! й настрой-то и параметр1в для безперервного функцюнування у режим1 статичного, дина-чного та замкнутого управлшня.

У в1дпов'1дност1 з щею метою розв'язувались так! задач!:

- проведения пор1вняльного аналЬу математичних моделей конвертерного процесу виплавки стал! у режим1 статичного, динам!чного та замкнутого управ-лшня;

- визначення на оснош теоретичного аналпу та експериментальних дослщ-жень фактор1в, яю впливають на крнтерш оптимального уирашшшм;

- наукове обгрунтування, дослщження, розробка та впровадження у конвер-терне виробництво математичноТ модели засоб'1В контролю параметр! в I одержан-ня достов1рноТ ¡нформаци про хщ процесу, алгоритму контролю та управлжня;

- розробка та впровадження автоматизовано'Т системи управлшня плавкою.

Методи дослщжень. При побудов1 математичноТ модел1 конвергерноТ плавки

використовувались основш положения теорп металургшних процеав та практики конвертерного виробництва, основи математичного 1 ф1зичного моделювання, те-ори автоматичного керування та розшзнавання образ!в. Алгоритм контролю та управлшня розроблено з використанням теорп ¡мов1рносп та математичноТ статистики. Для ¡дентифжацн модел1 застосовувались результата попередшх плавок позитивноТ вибфки, стандарта 1 методи випробувань та контролю якосп стал1, по-еднання безпосередшх вим1рювань режимних параметр1в конвертерноТ плавки э контролем псно пов'язаних з ними непрямих показниюв. Обробка експериментальних даних виконувалась на персональних ЕОМ.

НаУкова новизна роботи полягае у створенш нового напрямку у виршенш актуальноТ' проблеми - розробки математичних моделей та системи управления складним металургшним об'ектом - кисневим конвертером:

- запропоновано та досшджено новий шдх1д до проблеми побудови математичноТ модел! технологичного процесу, що заснований на сукупному застосуванш детермшованих, ¡мов1рних та евристичних мeтoдiв, у тому чист теорп та засоб1£ розшзнавання образ1в i автоматично'/ класифшацп, з наступною ¡дентифжащек модел! у процеЫ експлуатаци на плавках позитивного досвщу, що включае авто-матичний вибф структури 1 настройку парам етр1в для безперервного функцюну-вання у режим! статичного, динам1чного та замкнутого управлшня;

- удосконалено метод автоматичноТ класифжацп з застосуванням позитивного досв!ду, з урахуванням внутршньокласових вщхилень параметр1в вщ Тх зна-чень у плавф позитивного досвщу;

- запропоновано I дослщжено новий шдхщ до побудови цшьовоТ функцг критер1ю оптимального управлшня з мнпм1защею соб1вартосп стаин, що поляпи у подш параметр1в на три групи - витрачених на плавку матер'1ал1в, початковю та кшцевих умов плавки, а також керуючих параметр1в, як1 не зв'язаш явно з со б1вартютю стал1, з наступною ¡дентифкащею функци у кожшй груш окремо;

- удосконалено I дослщжено модель явищ переносу у ванш конвертера, щ( дозволило теоретично обгрунтувати зв'язок ампл1тудно-частотних характеристш вихщних параметр!в з режимними параметрами процесу та полшшити Тх конт роль;

- отримали подальший розвиток засоби контролю основних режимних пара метр ¡в процесу - швидкосп зневуглецювання, температури, р1вня ванни та режи му шлакоутворення - шляхом включения у в"|дпов1дш модели параметрт робот!

водоохолоджуючого устаткувания, слектроф1зичних властивостей продукт!в плавки, характеристик граничних шарш футеровки, параметрш газу, що в'щходить;

- удосконалена методолопя контролю I управлшня режимними параметрами конвертерноУ плавки з використанням результате прогнозу основних технолопч-них параметр1в за розробленими ма!ема1ичними моделями,

- удосконалена методолопя визначення техшко-економ1чних показник!в (ТЕП) АСУ конвертерним процесом.

Новизна перел1чених розроблених I випробуваних на практищ засоб!в, тех-нолопчних та техшчних ршень пщтверджена патентами й авторськими евщоцт-вами.

На захист виноситься:

- принцип побудови математичноТ модел1 технолопчного процесу, що засно-ваний на сукупност1 детермшованих, !мов!рних та евристичних метод1в, у тому чиаги теори та засоб1в розшзнавання образ1В 1 автоматично!' класиф1кацп, з нас-гупною ¡дентиф1кац!ею модел1 у процеа експлуатацп на плавках позитивного цосшду, що включае автоматичний виб!р структури 1 настройку параметр!в для эезперервного функцюнування у режим! статичного, динам1чного та замкнутого управлшня;

- метод автоматично!' класиф1кащ1 з застосуванням позитивного доевщу, з фахуванням внутр1шньокласових в1дхилень параметр!в В1Д Ух значень у плавщ юзитивного доевщу;

- математичну та фЬичну модель явищ переносу у ваши конвертера;

- модель управлшня технолопчним процесом плавки у конвертер!, що побу-девана на баз1 детермшованих, ¡мов1рних та евристичних метод1в I використовуе ¡асоби автоматично!" класифшацП" та позитивний Д0СВ1Д попереднього керування;

- методолопю контролю та управлшня режимними параметрами конвертер-гоТ плавки з використанням результате прогнозу основних технолопчних пара-1етр1в за розробленими математичними моделями;

- метод побудови цшьовоТ функцп критерпо оптимального управлшня з мшь нзащею соб!вартосп стати, що полягае у подшенш параметр!в на три групи - ви-рачених на плавку матер!ал1в, початкових та юнцевих умов плавки, а також ке-:уючих параметр1в, що не зв'язаш явно з соб1варт1Стго стал!, з наступною ¡денти-нкащею функцпу кожшй груш окремо;

- результата дослщжень використання модел1, алгоритмов, засоб1в контролю а керування режимними параметрами й АСУ конвертерного плавкою.

Практична значуццеть робота. Доцшьшсть проведених дослщжень, розро-ок та впроваджень полягае в усуненш характерних недолшв попередньо! прак-ики створення математичних моделей та систем управлшня конвертерною плавок). Одержан! так! результата:

- створена модель управлшня технолопчним процесом плавки у конвертер!, № побудована на баз1 детермшованих, ¡мовфних та евристичних методов 1 вико-истовуе засоби автоматично!" класиф!каци та позитивний досв!д попереднього грування;

- доведена можливють ¡стотного збишшення точност! управлшня за рахунок введения у модель зворотного зв'язку за непрямими параметрами процесу;

- збйпьшена точшеть та розширеш можливосп швидкого та надшного визна-чення режимних параметр!в процесу;

- одержан! чиелоы значения цшьоьоУ функцп оптимального управлшня з M¡HÍMÍ3auiera соб1вартост1 стал i;

- розроблеш та випробуваш у виробничих умовах алгоритми контролю та анашзу параметр!в технолопчного процесу;

- розроблена АСУ конвертерною плавкою, що реалвуе статичне, динам^чне та замкнуте управлшня конвертерною плавкою.

Реашзащя та впровадження результат1в. Модел1, алгоритми контролю та управлшня, що одержан! у npoueci проведения дослщжень, реамзоваш в АСУ конвертерною плавкою, яка впроваджена в експлуатацио на Снакшвському металур-гшному завод! (GM3), металурпйних комбшатах Кривор1зькому (КМК), "Азов-сталь" та ¡м. Гшича. Засоби контролю режимних параметр1в конвертернох плавки реал-13ован1 в дослщних зразках, що випробуваш та впроваджеш у склад! АСУ.

Впроваджеш результати роботи дозволили здшенити надшний контроль та управлшня конвертерною плавкою. Промислова експлуатащя АСУ дозволила ic-тотно покращити яюсть управлшня та ТЕП процесу: зменшити тривашеть продувки на 1,5 хв., скоротити вигар зал1за на 0,5 % та брак до 1 %; шдвихцити стш-KicTb футеровки конвертер1в, зменшити витрату вогнетривш на 3 %; шдвищити кшькшть контрольованих плавок на 10 %; збшьшити долю плавок, що злит! бе; корекци, на 18%.

Апробашя роботи. Матер1али дисертацшнох роботи доповщались пошукува-чем на Всесоюзних науково-техшчних конференщях та семшарах: "Використан-ня ЕОМ в металургГГ' (м. Москва, 1973 р.); "Досвщ експлуатацп систем та 3aco6¡E автоматизацй' в сталеплавильному виробництв! та перспективи впровадженш АСУ" (м. КиТв, 1974 р., 1980 р.); V та VI конференщях "Теорхя та практика кисне-во-конвертерних процеав" (м. Дншропетровськ, 1977 р., 1981 р.); IV копференцг "Досвщ створення АСУ в чоршй металурпГ' (м. Дншропетровськ, 1978 р.); "Про-блеми розробки та впровадження математичного, програмного та ¡нформацшногс забезпечення АСУ технолопчними процесами" (м. Чершвш, 1982 р.); "Досвц експлуатацп систем i засоб1в автоматизащТ" (м. КиТв, 1983 р., 1989 р.); "Сучасн: процеси зневуглецювання та дегазацп легованих сталей та сплав1в" (м. Дншропе-тровськ, 1987 р.); "Проблеми автоматизащТ металургй" УкраТни" (КиТв, 1995 р.) IV конференцп з автоматичного управлшня (м. Черкаси, 1997 р.).

Публканп. Ochobhí положения дисертацшноТ роботи надруковаш в 3 моно-граф1ях, 78 статтях у наукових журналах i зб1рниках наукових праць, 8 патента> та 31 авторському евщоцтв! на винаходи. Перелш основних наукових праць наведено в автореферат!.

Структура та обсяг дисертаци. Дисертацшна робота складаеться з вступу, семи роздшв, заключения (загальних bhchobkíb), списку використаних джерел : 188 найменувань та 7 додатк!в. Обсяг роботи становить 346 CTOpiHOK, з яких основного тексту 295 сторшок, 16 таблиць, 67 малюнкш.

Особпстий пиесок поигукувача полягае у розробщ та досл!дженш нового гнд-ходу до проблеми створення математичноТ модел*1 технолопчного процесу, роз-робщ на Ц1Й основ! критерно, математичних моделей контролю та управл'шня конвертерною плавкою, нових засобш контролю основних параметр1в плавки та системи упрашиння, а також учает! у впроваджеш в експлуатащю АСУ.

ЗМ1СТ РОБОТИ

У встуш обгрунтовано актуалыпсть теми, викладеш наукова новизна та практична цпппсть одержаних результате.

У роздш 1 наведена характеристика киснево-конвертерноТ плавки як технолопчного об'екта керування. Проведено огляд ¡снуючих моделей контролю та уп-равлшня конвертерною плавкою, наведена \х класифшащя. Розроблеш принципи алгоритм1чного забезпечення АСУ, що об'еднують задач! статичних, динам1чних га замкнутих моделей. Даеться постановка задач! проведения у рамках роботи до-слщжень, що забезпечують точний та своечасний контроль складу шихтових ма-гер1ал1в, урахування неконтрольованих збурюючих вплив1в, вщтворення моделей проходження конкретних плавок, створення засобгв та пристрош Тх контролю 1 АСУ конвертерною плавкою.

У роздш 2 наведен! характеристики об'екпв доашджень, умови проведения :ксперимент1в, техшчн! характеристики засоб1в контролю, що використовувались / дослщженнях, методика проведения дослщжень та обробки результатов.

Роздш 3 присвячено розробш критер1ю управлшня конвертерною плавкою. Лроведено декомпозищю приблизного критерно роботи конвертерного цеху. Множину керуючих вплив!в роздшено на впливи, що визначаються до початку 1 нд час продувки, в перюди коректування плавки та и розкислення. Доведено, що декомпозищя задач! ¡стотно не впливае на попршення загального критерно.

При статичному управлшш плавкою керуюч! впливи - маса, т, брухту (тд), [авуну (отч), вапна (ти), вапняку (тик), плавикового шпату (тш), к1льк1сть кисню т плавку (V, м3), середньоштегральна за продувку вщстань торця фурменого кш-(евика до р!вня спокшного металу (Н, кал1бр1в) можна представите сумою ¡мощностей (Р) додувки, охолодження теля першоТ повалки та проведения корек-уючих олерацш з перепризначенням плавки на ¡ншу марку:

1{тл, тч, ти, тик, тш, Г,Н) = ахР [(/,< (и<(3), (С^С3), (З^Б,)] + + а2Р[(*2<Ь*<и), (Са£С3), (Б^Б^)] + а3/5[(См<С2), (/,</м<^), (Бл^,)] + а^[((м<(2), (Сл^Сз), СЗ<Б2>] + а5Р[(^з), (С^С3), (Б^а/^ аьР [(1Ар>(з), (См<С2), (Б^), (1)

де (Х| ...аб - вагов1 коефвденти;

(\, 13 - вщповщно нижня та верхня допустим! меж! температури металу для пиву з конвертера, °С;

С], Сз - вщповщно нижня та верхня допустим! меж! за вуглецем у метал!, %;

Si - верхня допустима межа за юлыистю cipKH в метал!, %; Í2, С2, S2 - меж1 вщповщно температури, юлькост! вуглецю та арки шел* першоТ повалки, що потребують проведения коректуючих операцш з перепризна-ченням плавки на ¡ншу марку стал!. Критерш (1) наводимо ршнянням

де а.-].. .а9 - коефщ^енти, як1 залежать вщ масштабш змпших, що входять дс критер1ю, а також в!д сшввщношення частот додувок на вуглець, температуру т: арку вщповщно;

М - знак математичного оч!кування;

С*, 8* - "точки прицшу" за вуглецем, температурою та аркою в метал! що визначаються методом експертних оц!нок в залежност! вщ технолопчноТ си туац!!' на початку продувки (наявшеть замовлення, готовн!сть сталерозливногс ковша, розливноТ площадки, установки нетчно! обробки та ¡н.).

Апр!ор! можна припустити, що частота корекц!й за окремими компонентам! не е незмшною, а залежить в1д початкових умов плавки. Так, якщо поставлеш завдання отримати високовуглецеву марку стал1 з першоТ повалки, то масштаб ко ф!ц!ента ал зб!льшуеться за ¡нших р!вних умов, аналопчно зб!льшаться масштаб! коефвдента а8 при незбалансованост! плавки за теплотою та а9 при великш к!ль кост! с!рки у чавуш. Проведен! досл!дження дозволили знайти вплив початковш умов плавки на частоту корекцш по окремих компонентах та зв'язане з цим зна чення згаданих коеф1цкнт!в.

При визначенш масштабу зм!нних правоУ частини ршняння (2) нормал1зацЬ за вуглецем та температурою проведена для р1зниц1 меж вщхилень останн1х в ок ремих марках. Клльшсть с1рки в марц! мае т!льки верхню межу. Тому нормал!за ц1ю для не! провели, анал!зуючи додувки, як1 для збшьшення температури та зме ншення кшькост1 с!рки в метал! проводять, збшьшуючи вщетань торця фурмено го кшцевика до р!вня спокойного металу або зменшуючи !нтенсивн!сть продувки.

При наявносп пром1жних вим!рювань температури та складу ванни прово дять повторний розрахунок управлшня плавкою. Аналог!чно проводять розраху нок додувки. Керуюч! впливи обираються шляхом м!н!м!зац!1 критер1ю

де y¡ - ваговий коеф!ц!ент, що визначае ваяслив!сть досягнення i-i характери стики стал! у мить повалки конвертера;

L¡T- í-й компонент вектора стану конвертерноТ плавки пщ час повалки; ~L¡- - i-а "точка прицшу", яка визначаеться для кожноТ марки стал! методок експертних оцшок.

1(тл, тч< ти, тш, тш, V, Н) = а-,М(См - С*)2 + + a8M(/A/-/*)2 + a9M(SAÍ- S*)2,

(2;

п

о:

Розрахован! значения керуючих вплив^в забезпечують найв'фогщшше попадания у допуетиму зону за х|мскладом 1 температурою до моменту закшчення пронесу, що дае максимальний вщсоток плавок, як! проводять без корекцп.

Розрахунок розкислювачш проводиться за аналопчною формулою. Керую-чим впливом е маса окремих компонентов розкислювач1в, а вектор стану визна-чаеться х!мскладом стал! теля розкислення. Початковий стан залежить вщ х!м-складу металу на повалщ.

В реальному процес! неможливо безпосередньо вим!рювати вих!дн! коорди-нати - вим1рюють деяю величини, що е функциями координат. Кр1м того, щ вели-чини контролюють з помилкою, тому вони е деякими ¡мов!рними змшними. Це призводить до того, що ми нжоли не будемо знати точних значень фазових координат ! управлшня повинн! шукати не як функщУ останн!х, а як функщУ Ух стати-стичних оц!нок.

Кшьмсть вигорптого вуглецю за перюд часу В1Д (т) до (т + 1) (змшш у ф1гур-них дужках формули (4)) е сумою двох значень швидкост! зневуглецювання, що вим1*ряна ^(т + 1) та прогнозована Яус(т), як! взят! з деякими ваговими коефвден-гами. Аналог!чний результат отримаемо ! для температурного р!вняння (для тоеУ частини швидкост! змши температури, що зв'язана з процесом зневуглецювання).

тс{х +1) = /ис(т) - {ВДт)[1 - КсШ + ЫШ^ + 1)}, (4)

де тс - оцшка концентрацн вуглецю, %;

КСМ - коеф!ц!ент тдеилення в р!внянш зневуглецювання, що залежить вщ mcnepcii' помилки оц!нки концентращУ вуглецю та характеру залежность

BaroBi коефщ!енти обох значень зм!нюються в залежност! в!д сшввщношен-ш М1Ж диспераею шуму в самому об'ект!, в канал! внм!рювання та поточною wcnepcieic оц!нки шс(т). Анал13 формули (4) показус, що при точному значенш ючатковоУ концентраци вуглецю та при точному вим!рюванн! швидкост! зневуг-1ецювання достатньо на кожному крощ з попереднього значения тс(х) в!дняти 1им!рювану юльтсть вигор!лого вуглецю, тобто алгоритм урахоиуе т!льки апо-терюрну шформащю - вим!рюване значения швидкост! зневуглецювання, а при [аявносто поганих динам!чних вим!рювань - anpiopHy. При точному значенш по-атковоУ концентращУ вуглецю та за вщсутносто перешкод в об'ект! (за повноУ декватност! модел! об'екта) вим^рювана швидк!сть зневуглецювання стае марою, тому що у цьому випадку достатньо апрюрноУ ¡нформащУ.

Оц!нка е алгебраУчною сумою двох значень: перше з них - субоптимальний рогноз змшних (KiiibKicTb вуглецю), а друге - поправка, яка з деяким коефщкн-ом КС1 обчислюе р1зницю м!ж власним вим!рюванням та субоптимальним його рогнозом. Таким чином, спочатку обчислюеться прогноз змшних за реальним ¡внянням на даному крощ та з урахуванням вЫеУ попередньоУ !нформац!У, що ¡ститься в тс (т), пот!м цей прогноз коректуеться за динам!чними вим!рювання-и на кожному крощ. Величина поправки обчислюеться по-р!зному в залежност!

g

в'щ того, що е основною причиною помилки - шум у об'еюп чи невизначешстЕ оцшки на попередньому крощ. Коли внесок у помилку обох складових приблизнс однаковий, треба oobcim утримуватися вщ внесения поправки.

Маючи шформацпо про вектор стану конвертерноУ плавки в кожну мить пц час продувки, можна управляти об'ектом. Припустимо, що програмна траекторЬ системи задана. При вщхиленш вщ програми можна обчислити керуюч1 вплив1 та повернутися на задану траекторио або побудувати нове програмне управлпшя яке приведе систему до необхщного кшцевого результату. Перший 3aci6 - корек-шя за заданою програмою, другий - корекщя за кшцевим станом.

TpaeKTopii основних парамстр1в конвертерноТ ванни (зневугледювання, наг-piß, окислешсть та in.) ni6n "зануреш в середу", Kpi3b яку вони можуть впливатх одна на одну. Так, наприклад, при змш1 за яких-небудь причин траекторн зневуг-лецювання змшюються траекторп HarpiBy та окисленосп. Нав'язування об'екту i таких умовах заздалегщь заданих програмних траекторш та спроба шдтримати Т> методом регулювання за вщхиленням приводить до неоптимальних результате.' навпаки, використання особливостей внутршнього саморуху системи (власни> функцш об'екта), Bn6ip резонансних управлшь дозволяе добитися кшцевих ре зультат!в з малими витратами на управлшня. 3 щеТ точки зору бшьш сприятли вим е другий 3aci6.

Але треба зважити на те, що ф13ико-х1м1чш процеси конвертерноТ' ванни зна чною Mipora визначаються процесом шлакоутворення. Вимоги до режиму шлако утворення можна звести до таких: найскорша наводка рщкорухливого шлаку ш початку продувки, тдтримування оптимального характеру змши окисленосп т: основност! шлаку з максимально можливим його pißHeM на протяз1 ycieY операцн Тому управлшня процесом шлакоутворення доцшьно здшснювати вщповщно дс першого засобу.

Як узагальнений критерш ефективност1 функцюнування об'екта з АСУТТ розглянута питома соб1варт!сть продукци необхщноТ якостс за заданою виробни чою програмою. Оптим1зована цшьова функщя С}{х,) включае розраховаш н< одиницю маси годноТ erani складов! и coöißapTocTi в1д витрат на матер1али, енер горесурси, футеровку конвертера та працю, як! виражеш лшшною функшею ви параметр1В (х,) - початкових умов та керуючих впливш:

л п

/=(Оо+Z аЛ)/(ро+Е Рл); (5)

1=1 ¡=1

. X, е тл, тч, тищ, тИ], тШ], V, Si4, Mny, S4, t4, t3, С3, N, хп, Я, v,rmj, Tffj, xuij, Тар, С с, Mnc, Sic, So > Po ^кеМп> ^Fesi, ^siMn,

де I - функцюнал питомоТ соб1вартосп стал1, грн./т;

ао - вшьний член, що включае загалыюзаводськ1 (умовно-незмшш) витрати яш залежать вщ керуючих вплив1в, грн.;

а„ ßo,ß, - коефщ'юпти;

п - кшьюсть параметр!в;

Sii/, Mlle/, Sv - вагова частила вщповщних елемент1в у чавуш, %;

¡ч - температура чавуну, °С;

Xßp, iß, T)/Kj, inj, Тц/j - rpuna.nicTb продувки, простою i часу вщ початку продувки до введения добавок вапняку, вапна та плавикового шпату, хв.;

V - ¡нтенсившсть дуття, м3/хв.;

Ce, Sic, Мпс - точки прищлу за масовими частками вуглецю, кремшю та марганцю в CTani, %;

S с, Pc " допустим! значения масових часток арки та фосфору в CTani, що визначаються и маркою, %;

N - число плавок за футеровкою;

wFeMnj wFeSi> OTsiMn - маса на плавку вщповщно феромарганцю, феросшпцио i сшпкомарганцю, т.

Завдання програмування полягае в знаходженш значень керуючих вплив1в,

що приводять I = С >{х,) -» min при обмеженнях та граничних умовах, як! забез-

печують загрузку завдано'1 маси металошихти у конвертер ти = Дтл + тч)\

i

збшьшену переробку брухту 0 < X "'iikj ^ 0,5; необхщну масу шлаку muj >

j* i

я

економпо плавикового шпату ]Г тШ] <1,5; окисления необхщноТ кшькосп вугле-

1->

цю, кремшю та марганцю Уф>У; тдтримання висоти фурми над р1внем спокшно-го металу в межах, що визначеш технолопчною шструкщею, НШц <Н< Ншкс ; проектну продуктившсть конвертера vwfI <v< vMAKC ; засвоення ванною сипучих матерал1в Тцк> 0,5тщ> i 0,5тя/>; масу марганцю та кремшю в сташ л»мпл/+'имп/> = =ттс i msiP ~ ms,c • Тут l,p,q - кшьюсть добавок вщповщно вапняку, вапна та плавикового шпату; Уф - фактичний об'ем кисню на плавку, м3; Тя - трива-nicTb часу вщ початку продувки до введения останшх добавок вапняку та вапна у конвертер, хв.; ии mSLp - з урахуванням вигару маса вщповщно марганцю та кремшю у розкислювачах, т; тМпС, ms,c - маса вщповщно марганцю та кремнио в :тал], т.

Для вирниення задач i оптимального управлшня необхщно одержати матема-гичний вираз цщьово'Г функцп в явному виглядь Параметри д:, розд^ляемо на три -рупи. В першу включаемо керуюч1 впливи, що являють витрачеш на плавку макали тл, тч, тик, m и, тш, ^РсМп. mFeSi, m siMn i У- Значения коеф1щагпв при них i, е цшою матер^ал^в. У другу групу включаемо початков! та кшцев1 умови плав-;и Sii/, Мп</, Sч, t4, t}, Ci, N, тп, Ce, Млс, Sic, Sc i Pc- Значения коефщешчв при 1их е вплив цих параметр1в на питому соб1варт1сть металу. В третю групу вклю-[аемо керуюч1 параметри, H, v, хИКр Тяу, Xwj i trip з вщповщним ваговим впливом с, на питому соб'шарт1сть сташ.

Пщсумков1 залежност! для конвертера смюстю 130 тонн параметр1в третьо\' рупи мають вигляд

Су{Н) = 2,04 - 0,091 Н + 0,237ехр[-0,39(Я - 1)] - 0,459ехр[- 0,44(Я -1)]; (6) Су(уу) = 7,81 - 1,8у^+ 2,06ехр[- 2,66(у,-2,5)] + 1,62ехр[-1,97(^-2,5)]+

+ 1,07ехр[-0,69^-2,5)]; (7)

С^тм/т^р) = - 0,834 + 9.42т,,/тпр - 10,8(т„/тда)2; (8)

СЫ^пр) = 2Жхик!хПР- 0,5); (9)

Су(тш/хПР) = 2,16 - 2,4хш/Х/7р, (Ю)

де V, - питома витрата дуття, м3/(т хв.).

Оптимальш значения керуючих параметров знаходили засобом найшвидкь шого спуску за допомогою ПЕОМ. На плавках, в яких виконаш рекомендацп по змш1 керуючих вплив!в, одержан! у пор!вшшш з плавками валового виробництва так! результата: збшынен! переробка брухту на 4 %, спйюсть футеровки - на 2%, знижеш наднормативш простоТ агрегату та тривалкть продувки вщповщно на 7,8 ! 5,2 %, забезпечено економпо плавикового шпату на 6 %, збшьшено вихщ годного на 0,5%. У гпдсумку питома соб1варт1сть стал! знизилась у середньому на 0,74 %.

Роздш 4 присвячено розробщ модел! явищ переносу в ванн! конвертера. Сталеплавильна ванна як багатозв'язаний об'ект е трьохфазна, багатокомпонентна система, в якш проходять аерог!дродинам!чш, масо-, теплообм!нн!, х!м!чш та ниш необоротш процеси, що визначають к 1 нетику раф!нування.

При продувц! у режим! зануреного струменя, що приводить до штенсивного барботажа ванни, в кожний момент формуеться кваз!гомогенна метало-шлако-га-зова емульая об'емним спучуванням пузирями СО у розплавь При цьому в ванш, як у робочому тш ¡деального зм!шувача, можна зневажити перепадом масовм!сту компонентов ! температури в об'ем! та розглядати процеси переносу для випадку ф!зично "тонкого" (нульм'фного) об'екта, що дозволяе виключити з його матема-тичного опису геометричш координата.

У перюд активного зневуглецювання ванни маса емульси кваз!незм!нна, тому що н зменшення внаслщок вигоряння дом1шок мае тенденц!ю до компенсаци збшьшенням маси завдяки брухту, що проплавляеться, ! шлаку, що утворюеться. Так як невуглецев! домшки чавуну окислюються при великому надлишку кисню, щ хшшш реакцн можна в!днести до реакц!й першого порядку (л!ншш), для яких швидк!сть пропорцшна добутку масових часток елемент!в, що реагують.

Таким чином, маемо кваз!гомогенний, просторово ¡зотропний об'ект з зосе-редженими параметрами, в якому проткають х!м!чн! реакщ1 першого порядку та функцюнуе !мпульсний режим з штенсивним впливом газових пузирш. Беручи це до уваги, одержуемо звичайне диференщальне р1вняння першого порядку з по-ст!йними коеф!ц!ентами

(П/Н)-с^Шх + Ц1 = Ц1уст, (11)

яке розв'язуеться як кшетичне р!вняння шерцшноТ ланки першого порядку:

V = Ууст [1 - ехр(-т/т.)],

(12)

де Q - смюсний onip робочого тша з урахуванням початкових умов, фазових ! х1м!чних перетворень, хв./м;

Н - вщносний коефщент обмшу;

V. Vv<m - потенщал переносу та його значения, що установилося;

dy/dx - швидмсть змши збурюючого впливу;

т. = Q/Я - незмшна часу перехщного процесу, хв., повна тривалкть якого

хуст » 3 т., хв.

Через невизначешсть протжання термох1м1чних реакцш у ванн! за участю вуглецю i загиза для Yx математичного опису ця модель неефективна. 1_Ц задач! ви-piuieHi за допомогою модел1 зневуглецювання, що ураховуе термодинам^чний стан газу, що вщходить, та статистичноУ модел1 контролю вигоряння зализа, що отримана на ochobi велико"! виб!рки експериментального материалу.

При перем!щенн! ¡деальноУ рщини у посудин! единою силою е сила ваги. Bi-домо, що усяка система, що знаходиться в силовому потенцшному пол!, схильна до в'1льних коливань. Можлив'1 частота коливань р'щини залежать вщ форми посу-дини.

Як резонатор Гельмгольца конвертер обумовлюе вшьн! коливання ванни, мо-дулюючи в нш теоретично безконечно великий спектр частот (и). У режим! вшь-них коливань ванна поводить себе як лшшниб осцилятор. Кожному значению п вщповщае своя форма поздовжшх коливань рщини: при п = 1 за д!аметром посу-дини укладаеться одна п!вхвиля, при п = 2 - дв! п!вхвил! i т.д. Хвил! непарних ¡ндекс!в зм!щують центр ваги рщини в!д вертикал!. При цьому рух, що залежить в'щ цих хвиль, впливае на стшку посудини. Хвил1 ж парних шдекав симетричн! в!дносно oci цилшдра, не перем!щують центр ваги рщини в горизонтальному нап-рямку, завдяки чому вони не впливають на стшку. Власш непарн! коливання рщини приводять до утворювання вщповщних хвиль, як! впливають на стшку посудини. Коливальний характер процеав у ванн! залежить також вщ нестац!онарного характеру вит!кання окислювача.

Експериментально частота коливань параметр!в ванни визначалася за частотою коливань фурми у перюд продувки з зануреною теч!ею. Контактуючи безпо-середньо з ванною, фурма сприймае вплив в1д динам^чних навантажень пульсую-чих поток!в, що обумовлюють iT реакц!ю як коливання вщносно точки закршлен-ня. Ця експериментальна ампл!тудно-частотна характеристика фурми практично вщповщае перш!й головн!й гармошц'1 вимушених коливань ванни, тому що май-же вся енерг!я пульсащйного руху останньоУ м!ститься на частот!, що вщповщае основному тону.

При розгляд! явищ переносу отримано лшеаризоваш р!шення монотонних i эсцилюючих пол!в кисневовм!сту та температури ванни, виведен! сшввщношення по KiiiCTnni перехщних процес!в, проведена ¡дентифжащя показниюв кшетики за гкспериментальними даними. Дана оц!нка коливального вкладу параметр!в у лро-дес рафшування.

1дентиф'[кац!я показник^в кшетики процесу за експериментальними даними 1!дтвердила постульован! ппотези теоретичних викладень. Комплексний п!дх!д

дозволив одержати теоретичш результати, ям використаш в АСУТП для контролю 1 управлшня плавкою, що ¡стотно покращало якчсть управлшня та ТЕП проце-су.

В роздЫ 5 проведено дослщження технолопчних закономхрностей для контролю й управлшня плавкою, вшючшочи контроль початкових 1 граничних умов, комплексних 1 режимних параметр1в плавки.

Складовою частиною статично!' модога управлшня конвертерною плавкою е розрахунок шихти. Металева частина шихти визначаеться до отримання шформа-цн про Х1м1чний склад чавуну (перед виливом його у ювш \ взяття проби на ана-лЬ), тому необхщно прогнозувати склад останнього. Алгоритм прогнозування хи мшного складу чавуну мае балансову (склад та кшькють чавуну, що заливаеться та виливаеться з мжсера, з зворотним зв'язком за масою 1 х!мекладом в мжсер! при кожному вилив1) 1 статистичну частину (враховуе, що перекпшування чавуну в м1ксер1 е дифузшним процесом, який залежить вщ температури розплаву, його в'язкосп та тривалосп витримки новоТ порцп в м!ксер1).

Контроль маси чавуну в мжсер1 здшсшовали за кутом повороту мжсера в мить появи течи металу з корекщею на зношення футеровки, що визначаеться за струмом навантаження приводу мжсера, та на в'язкостш властивосп чавуну, як1 контролюють за характером виливу. Випробування показали, що вщносна помил-ка цього методу доршнюе 4 %.

Початкове значения температури розплаву в конвертерг залежить вщ трива-лост1 простою конвертера I чавунов!зного ковша. Розроблена модель теплових втрат для агрегат ргзноУ емкост1, яка враховуе зношення Тх футеровки.

Визначено зв'язок неконтрольованих збурюючих вплив!в (попадания теку та окалини з брухтом, мжеерного шлаку з чавуном, вологи при теч1 фурми й охо-лоджувача конвертерних газ ¡в (ОКГ)) на кшцев! параметри продувки, як! досяга-ють за вуглецем 0,05 % та температурою 15 °С В1Д кожноУ складовоТ. Отримаш результати використаш в алгоритмах статичного 1 динамичного управлшня з зворотним зв'язком за фактичними результатами рашш проведених плавок шляхом адаптацп вшьних члешв системи р1внянь з урахуванням причин, що призвели до коливань вихщних параметр!в. Ця процедура дозволяе збшьшити точшеть контролю й управлшня вихщними параметрами продувки. Кшыасть плавок, що випу-щеш з першоУ повалки, збшьшилась на 7 %.

Граничш умови плавки ("точки прицшу") знайдеш в залежност1 вщ роботи АСУ, портфеля замовлення 1 стану устаткування.

Для забезпечення поршняльних умов продувки та досягнення високоТ точности розрахунку юнцевих параметр1в плавки необхщно утримувати дуттьовий режим шляхом стабшзаци комплексного параметра - глибини реакцшноУ зони, що виражена через ефективну витрату кисню. Математична модель визначення ефек-тивноУ витрати кисню за ¡нформащею про тепловий потж на кесон (за розходом 1 р1зницею температури охолоджуючоУ води) як зворотного зв'язку, який мае ви-гляд п'щштегрального коректуючого фактора, що виражае ефект догоряння конвертерного газу за ходом продувки, мае вигляд

V-, = 1 {0,482 у[р /[А + 0,667Н- 23,7/(18 + 6,06ЛИУ.) -

- 0,008от] + 1,09 л[Ок

де V-) - ефективний об'ем кисню, що ¡де на реакцпо зневуглецювання ванни

т - тривалють продувки, хв.; р - тиск кисню теля регулюючого клапану, Па;

А - коефщкнт, який залежить в1д довжини фурми та д1аметра сопла фурме-ного кшцевика, р1вний для 130-тонного конвертера 3,56, м; ()к - тепловий потж на кесон, кВт.

Випробування моде л! на СМЗ показало, що статичний розрахунок ефектив-ного об'ему кисню дозволив збшыыити точшеть визначення масовоУ частки вуг-лецю на ± 0,012% на плавках, як! проведен! без порушення технологи.

На ефективний об'ем кисню впливае режим введения шлакоутворюючих добавок плавикового шпату. Виявлено нелшшшеть, яка при несприятливому зб1гу обставин може привести до помилок у визначенн! масовоУ дол! вуглецю до 0,2 %. Тому лшшну модель процесу зневуглецювання необхщно доповнити нелшшни-ми сп!вв!дношеннями.

Серед непрямих вим!рювань характеру ходу продувки досл!джеш параметри газу, що вдаодить, тепловоУ роботи водоохолоджуючого устаткування, вШрацш-них характеристик об'екта. В загальному випадку ц! параметри е функщею зм!ни х!мскладу ванни та шлаку, температури металу. Так, теплов! потоки на фурму (дф) та кесон (д^), тиск газу, що в!дходить, в перехщному газоход! (р) визначаються як

де а0,..., а9 - коеф!щенти;

ус - швидюсть зневуглецювання, %/хв.;

Усо - масова частка вуглецю ванни, що окислюеться до СО у порожнин! конвертера за рахунок кисню дуття, що чисельно зб!гаеться !з значениям об'емноУ частки;

8р - розрщження у нижн!й порожнин! кесона, Па.

Можлив! два шдходи до визначення вих!дних параметр!в: побудова багато-канальноУ системи розп!знавання технолопчних ситуацш або складання системи р!внянь контролю ходу продувки з використанням кшькох параметр!в.

При використанн! принципу двохр!вневого розп!знавання на нижньому ршш зд!йснюеться розп!знавання ситуацп окремо по кожн!й вим!рюван!й зм!нн!й, а ос-таточне р1шення формуеться на другому еташ з урахуванням загальноУ к!лькост1 непрямих параметр!в, що обробляються, та ¡»формативное^ кожного з них.

(при нормальних умовах), м3;

цф = а0 + а^с + а2/; = П:(аз + а4ус + а5/); р = а6(Гг+ 273)ус/[т,,ус<а7 - а8усо) + а95р],

(14)

(15)

(16)

Збшьшення надшност! розгпзнавання досягасться за рахунок структурноУ иадм'фНост1 багатоканапьних систем контролю i незалежносп виб'фки шдивщу-альних piuieHb за вс1ма ¡нформацшними каналами.

Перший пщхщ використано для визначення моменту переходу до перюду зневу) лецювання при ниаьких маиииих часчках, коли остаточна частка вуглецю пропорцшна швидкосп його окисления. Як параметри використовувапи точки кривоУ змши швидкосп зневуглецювання, що визначаеться за складом i тиском газу, який вщходить, поверхневою щшьшстю теплового потоку на фурму та ке-сон. Як ситуащУ прийняли наявшсть переходу до перюду зневуглецювання нижче критичних масових часток. Цей пщхщ дозволив збшьшити точшсть контролю ма-совоУ частки вуглецю в метал! в межах його кшькосп 0,20...0,45 % на 0,015 %.

Реашзащя другого пщходу здшснена при визначенш динам1чних параметров плавки. Система р1внянь включае чотири р1вняння, що складен! на ochobí балансу кисню i теплових баланав ванни конвертера, ra3ÍB на виход! з горловини конвертера i для частини перехщного газоходу ОКГ. Розв'язуючи УУ, знаходимо швид-kictb 3míhh температури ванни, швидкосто зневуглецювання металу i вигоряння зал ¡за та коефвдент, що характеризуе стушнь допалювання СО до С02. Експери-ментальна перев1рка динамшноУ м одел i показала задовшьне вщображення системою процеЫв, kk¡ проходять у ваши конвертера.

Безперервне визначення вихщних параметр1в плавки дозволяе оргашзувати оптимальне управлшня останиьою. Змша керуючих парамстр'ш може привести до 30bcím pÍ3Hoí змши вихщних параметр1в процесу, наприклад залежшсть в.мкту (FeO) в шлащ вщ параметр1в дутгьового режиму (штенсивносп продувки i вщ-сташ торця фурменого кшцевика до р'шня спокшного металу) мае екстремальний характер.

OÍ3HK0-xÍM¡4Hy основу виробництва стати в конвертер! складають процеси окисления домшок чавуну, в першу чергу вуглецю. Але контроль зневуглецювання за моделлю без зворотного зв'язку приводить до помилок у випадку порушень в технолопчному npoueci, що викликае змшу ступеня окисления вуглецю внас-лщок перерозподшу кисню mí ж вуглецем та ¡ншими долпшками чавуну.

Дослщжена можлив!сть контролю швидкостс зневуглецювання ванни конвертера за шформащею про ампл¡тудно-частотну характеристику газ1в, що в1дхо-дять. Модель контролю мае вигляд

vc = 0,169 10-6(F«+ KrJApt/l - 0,536tóp, (17)

де VKC, Vr - об'еми вщповщно кесона та пщйомного газоходу, м3;

Ар\ - ампл1туда коливань тиску газу в верхшй части ni пщйомного газоходу,

Па;

fi - частота коливань тиску газу в верхшй частиш пщйомного газоходу, Гц;

к - коефщент пропорцшносп, що визначае кшькють повпря, яке пщемокту-сться при нормальних умовах в залежносто вщ розрщження у нижнш порожниш кесона, Па.

Для зменшення впливу перешкод i одержання максимального сигналу bumí-ри проводять на частот!, що вщповщае резонансшй вьпьного об'ему конвертера.

Доошджена також можлив!сть контролю швидкост! зневуглецювання за ¡н-формащею про температуру газу в перехщному газоход!, що вим1рюеться nipo-метром селективного поглинання в ближнш шфракраснш 30hí випромшювання, теплову роботу газового тракту ОКГ, перепад тиску газу в переходному газоход!, 3MÍny маси конвертера в процеа продувки. Застосування вщповщних моделей зменшило помилку визначення швидкосп зневуглецювання.

Складен i алгоритми визначення масовоТ частки вуглецю у ванн! конвертера, що засноваш на сшввщпошеннях балансових, за характером змши швидкосп зневуглецювання або ¡нших вихщних параметр!в, а також комбшаци обох ознак (ос-танн! мають найменшу помилку). Комбшована модель визначення масово'1 частки вуглецю у ванш 130-тонного конвертера по ходу продувки для СМЗ мае вигляд

С = а,К-(1 /тч) J (0,00356 -0,00155«гл + 0,0026\тик +

(г)

+ 0,00193 отя + 0,0186тш + 0,00443ctvv + 0,00164а„с/7 -

- 0,000127гг)А] + а2[- 0,25 + 0,539>pKvMaJpMaKCvK +

+ 0,012 HJH„aKC + 0,01(l//w)¿p/¿x + 0,131 trJtrMaKC\, (18)

де аь аг, av, а„с - коефвденти впливу на bmíct вуглецю сшввщношень балансового та за швидк1стю зневуглецювання i на швидюсть зневуглецювання балансу за киснем та за вуглецем;

£ - коефщ!ент, що визначаеться неконтрольованими повшьно змшюваними параметрами з урахуванням досв1ду попередшх плавок, %;

tr - температура газу в перехщному газоход!, °С.

Тут шдекси "к" i "макс" вщповщають значению параметра в шнц! продувки та у мить досягнення максимуму тиску.

При умов! виконання рекомендацш по шихтовц! i виключенню плавок, що проведен! з порушенням технолопТ продувки, стандартне в!дхилення параметра склало 0,024 %.

Важливим параметром конвертерноТ плавки е температурний режим продувки. Для безперервного контролю температури розроблено шрометричний прист-piñ, що складаеться з рад!ац!йного шрометра, який зв!зований кр!зь OTBip у футе-ровщ конвертера на поверхню металу. Для запоб!гання заметалювання в!зирно! труби ÍT продувають сум!шшю окислювального (пов!тря) та нейтрального (аргон) газу.

Дослужена також можлив!сть безперервного контролю температури ванни конвертера за шформащею про швидюсть поширення ультразвуку в металевому розплав!. Джерело та приймач ультразвукових коливань встановлювали в отворах футеровки конвертера на горизонт!, який шддаеться мшшальному зношенню (для 130-тонних конвертер!в - 5-й, 6-й ряд цеглин в!д днища). Як джерело i приймач випром!нювання використали п'езомагн!тний складений в1братор з насадкою

з Д1бориду циркошю, частота випромпповання 49 кГц, потужшсть 100 В А в ¡мпульсь

Промислов! випробування методу показали, що помилка контролю темпера-тури ванни у пор!внянш з вимфами зондом не перевищувала 26 С.

Запропоноваш методи безперервного контролю температури ванни конвертера дуже трудом1стю, 1 тому Ух доцшьно використовувати тшьки при дослщжен-нях процесу для вщпрацювання новоТ технолоп'1.

Результата дослщжень параметр1в шихти, дутгьового режиму 1 газу, що вщ-ходить, використаш для складання р1вняння розрахунку поточно'1 температури ванни за ходом продувки:

6

1 = М + 0,78/7-+ , (19)

¿=1

де А/ - поправка за досвщом попередшх плавок, °С;

Сиклр - приведена маса вапняку на плавку, т;

^ - вщповщно функщТ", що визначаються процесом тепловоТ обробки брухту в конвертернш ванш, в'щстанню вщ фурменого к'шцевика до piвня споюй-ного металу, розходом та об'емом кисневого дутгя, вихщними динам1чними параметрами газу, що вщходить, тепловтратами на нагр1в конвертера, °С (значения функцш наведено в дисертацп).

Модель розрахунку поточно!" температури ванни за ходом продувки впровад-жена в експлуатащю на КМК 1 комбшат! ¡м.Ггшча. Вона показала добру зб1жшсть з експериментальними даними 1 забезпечила точшсть одержання розплаву зада-ноТ температури не нижче 1 %.

Ф1зико-Х1М1чш процеси, що вщбуваються в конвертернш ванн!, в значнш м1-р1 визначаються процесом шлакоутворення. Динамжа формування реакцшноздат-ного гомогенного шлаку запежить в5д його рщкорухливосп, що регулюеться параметрами дуттьового режиму 1 шихтовкою плавки. Неоптималыпй виб'ф цих па-раметр1в призводить до утворення густих гетерогенних шлак1в з великими значениями вмюту кремнезему 1 в'язкость

Основним недол1Ком вщомих метод1в контролю шлакоутворення е те, що для прогнозування складу шлаку використовуються початков! умови (х'шшний склад, температура I маса шихтових матер1атв) та керуюч1 параметри процесу (штенсившсть продувки, вщстань сопла фурми до ршня спокшного металу та ¡н.).

Дослщжеш вихщш параметри процесу, що можуть бути використаш для контролю режиму шлакоутворення як зворотний зв'язок (параметри теплово! робота водоохолоджуючого устаткування 1 газу, що вщходить, шлакове нашаруван-ня на фурму 1 внутршню порожнину конвертера, электроошр прикордонних ша-р|в футеровки).

Дослщження, що проведен! на 130-т конвертерах, дозволили отримати за-лежшсть м1ж прирощенням вщношення пром1жку часу реакци вщповщно электроопору (Т|) 1 температури прикордонних шар1в (тг) на р1зкий температурний

вплив у агрегат-! у пор'шнянш з початковим значениям, яке визначено при заливщ чавуну, 1 станом шлаку:

(РеО) = 29,5 - 308[0,252 - Д(т,/т2)]2. (20)

Залежнють (20) використана в алгоритм! управлшня режимом шлакоутворен ня. Промислов! випробування алгоритму проводились на СМЗ ! комбшат! "Азов-стапь" 1 дали таю результати: кшьюсть контрольованих плавок збшьшилась на 12 %, к!льк!сть плавок, що супроводжувались слабкими та сильними викидами, зменшилась в\дпов'щно на 1015%, маса шлакоутворюючих матер1ал1в зменши-лась на 15 %, а витрати вогнетрив1в на 3 %.

Для контролю р!вня ванни конвертера розроблена модель, яка зв'язус цей параметр з в!бращею фурми 1 виштовхуючою силою. Використання модел! збшьши-ло юлыасть плавок, що попали в задан! меж1, на 5 %.

В роздш 6 наведено розробку математичноГ модел! управлшня технолопч-ним процесом плавки . Основою математичного опису технологи киснево-кон-вертерноУ плавки е розрахунок шихти ("статичне управлшня плавкою"). Маючи

-> -у

виб1рку траектор1Й управлшня устшно проведених плавок (С/\ [т],..., IIл[т]),

- >

можна видшити в реальнш траектор1У управления С/,■ [т] дв1 складов!: програмну

* —>

частину и/ иДт] ! додаткове управл!ння А £/,■ [х], що зв'язане як з неточним виз-наченням початкового стану плавки, так ! з дкю перешкод. Таким чином, стра-тепя управл!ння не може бути зведена т!льки до детерм!нованоУ, а метить детер-м!новану частину по вибору програми I стохастичну для додаткових керуючих вплив!в.

При проведен! плавок, спостер!гаючи за д1ями р!зних перешкод на яшсть ме-талу ! оц!нюючи по непрямих спостереженнях вщхилення ходу плавки в]д нормального, дистрибуторщик досл!дним шляхом знаходить додаткове управлшня - *

ДС/[т], яке найефективн!ше Д1С в кожному окремому випадку. Цей досвщ дист-

рибуторщика заф!ксовано за допомогою матриц! !мов!рностей вибору додатково-_ ->

го управл!ння Д и, [т] при наявносп визначеного впливу Д 2 [х]. Алгоритм роботи системи визначае виконання таких етатв:

1. На першому етап! здшснюеться фшьтращя плавок з недостов1рною шфор-мащею. Критер!ями достов!рност1 даних при цьому е меж1 змёни параметров.

2. На другому етап! на основ! бази даних, що не мктить недостов!рноТ шфор-маци, зд!йснюеться виб!р масиву плавок позитивного досв!ду за такими критерь ями "близькост!", як шихтовка плавки ! необхщш вихщн! параметри металу на повалщ.

Масив плавок, що одержано, використовуеться при реал!зац!Т статичноУ та динам!чноУ модел! прогнозу. Для уточнения модел! прогнозу плавок, яю вщно-сяться за критер!ем "близькост!" до одного класу, враховували прирощування па-раметр!в модел! у поршнянш з середшми значениями в клась

Модель включае ршняння розрахунку шихти, що складеш у прирощеннях параметр1В з використанням досвщу кращих дистрибуторщиюв. Для забезпечен-ня однакових умов протчкаиня продувки також визначають заданий дутгьовий режим. Для виключення впливу параметр1в, що повшьно змшюються (розгар 1 заро-стання горловини, зношення фурменого кщцсвика ш ¡п.), в р'шняння введен! по-правочш коефвденти по об'ему дуття на плавку, масп вапняку, вапна 1 шпату, яы дор1внюють за абсолютною величиною помилш розрахунку вщповщних компоненте на попереднш плавщ та протилежш за знаком.

Багатокомпонентне порцшне дозування сипучих матер ¡ал ¡в проводиться в залежноеп вщ температурних умов процесу. Температурний режим на початку продувки визначаеться юлыастю теплоти, що акумульована футеровкою конвертера ! витрачаеться на розплавлення брухту за ¡нформашею про число плавок по футеровщ 1 насипну щшьшстю брухту. ГПсля вим^ру температури ванни ! визна-чення масовоУ частки вуглецю зондом (в цехах, де установлено вимфювалышй зонд) при необхщност1 розраховуеться добавка вапняку, що коректуе плавку.

Випробування модел1 проводилось на 160-тонних конвертерах СМЗ. При ви-конанш рекомендацш по шихтовц1 та вщсутност1 порушень в технолопУ плавки система показала таю результата: для сталей з масовою часткою вуглецю нижче 0,12 % середньоквадратичне вщхилення склало 0,042 %, причому у 85 % проведе-них плавок помилка не перевищувала ± 0,05 %. Кллыасть плавок з вщхиленням за температурою ± 15 °С склала 72 %. Контролем охоплювалось близько 90 % плавок, рекомендацп виконувались на 85 % плавок. Юльюсть плавок, що не вимагали коректуючих додувок, збшьшилась з 43,6 до 66 %.

В ход! продувки як керуюч1 впливи розраховувались штенсившсть продувки, вщстань кшцевика фурми до р1вня спокшного металу, добавки шлакоутворюю-чих та охолоджуючих матершлж як за масою, так ! за моментом введения 1х у конвертер. Вихщш параметри, по яких ведеться управлшня продувкою, - шлак заданоУ рщк'орухливост1 та маси. Найбшьш тшно зв'язаними з цими параметрами виявилися сигнали акустично'Т характеристики продувки 1 кшькост1 теплоти, що винесена з водою, яка охолоджуе фурму.

Алгоритм управлшня продувкою в динам1чному режимI з елементами замкнутого управлшня складено з урахуванням позитивного досвщу по каналах штен-сивност1 продувки, положения фурми 1 дозування сипучих матер1атв.

Управлшня штенсившстю продувки зводиться до визначення п фжсованих значень по ходу продувки. Виходячи з умов нормального шлакоутворення 1 виключення переокислювання ванни при переход! до пер ¡оду ¡нтенсивного зневугле-цювання визначаеться максимально можлива ¡нтенсившсть продувки (ун, м3/хв.) у перший перюд за ¡нформашею про ф!зичну 1 х1м1чну теплоту чавуну, а також юльюсть теплоти, що вщбираеться на плавления брухту:

де у1 - коефщкнт, що визначаеться насипною щшыпстю брухту 1 доршнюе нулю для важного брухту, - 25 для середньоУ щшыюсп та - 50 для легковагового брухту, м3/хв.; 0 - ¡ндекс параметра у плавщ позитивного досвщу.

Подальше управлшня штенсившстю продувки здшсшоеться за швидюстю зневуглецювання, що визначаеться одним на приведених у роздш 5 методом. 1н-тенсившсть продувки у перюд швидкого зневуглецювання змшюють, виходячи з умов пропускноГ спроможност1 газовщвщного тракту, яку контролюють по температурному лшшному розширенню екранних труб газоходу ОКГ (Д/, мм):

V = у0 + 982 (V® - ус) + 39,4(А/° - Д/). (22)

Алгоритм управлшня положениям фурми складено для випадку проведения плавок з залишенням частини кшцевого шлаку попередньо!' плавки. Цей шлак ха-рактеризуеться високим вм!стом компонентов, що сприяють прискоренню наведения шлаку на початку продувки. При цьому забезпечуеться високий ступшь за-своення вапна ¡, отже, десульфуращУ, збшьшення виходу годного 1 стшкосто футеровки конвертера, зменшення кшькосто шлакоутворюючих.

У першому перюд1 продувки вщстань кшцевика фурми над р1внем спокшноТ ванни (Яя, кал1бр) визначаеться в залежносто вщ маси залишеного шлаку (тшл)> насипноТ щшьносто брухту 1 штенсивносто продувки:

Н„=Н°н- 0,85{тшл_тшл°)+ У2-У2°)+0,Щ^-(23)

де Уг - коефвдент, що визначаеться насипною щшьшстю брухту \ дор1внюе 3 у випадку легковагового брухту, 0 - при середнш щшьносто брухту 1 - 0,75 для важковагового брухту, кал!бр;

Д// - поправка в положения фурми, кашбр.

Тривал1сть першого перюду визначаеться за об'емом продутого кисню, який пор1внюеться з заданим значениям.

Хщ шлакоутворення контролюеться по сигналах про акустичну характеристику продувки (р1вень метало-шлако-газово'1 емульсп") 1 нашарування шлаку на фурм! (його консистенщя). Свщченням наведения шлаку е наявшсть сигнашв

(АГАИ)< 0; (24)

Дтя - Дх < 30, (25)

де Л - сигнал акустичноТ характеристики продувки, %;

Дт#, Дх - початкове I поточне значения пром1жюв часу М1Ж рпкими змшами температурного режиму в робочому простор! конвертера 1 в1дп0в1дними змшами температурного перепаду охолоджуючо'1 води на фурм1, с.

У другому пер1од1 вщстань кшцевика фурми в'щносно р'шия спокшиоТ ванни установлюють р1Вною значенню у плавщ позитивного досвщу Н = Л°. У випадку ¡вдхилення режиму шлакоутворення вщ плавки позитивного досвщу коректуеться положения фурми:

АН = - 3,8 + 0,36(А - А0) - 0,022[Дхя - Ах) - (Дх„- Дт)°]. (26)

При дуже рщкому шлаку разом ¡з зменшенням положения фурми вводиться добавка вапна питомоТ маси туИ- 0,0025 + 0,\65туШЛ 1 збшьшуеться штенсив-шсть продувки v = 1,15у°, При дуже густому - разом ¡з зб1льшенням положения фурми вводиться добавка плавикового шпату тущ - 0,0025 - 0,072тущд.

Юнцеве значения положения юнцевика фурми вщносно р1вня спокшноТ ванни установлюють на р!вш плавки позитивного досвщу.

Розраховану масу залишеного в конвертер! шлаку визначаемо за формулою

г]:? гпр

пГиш = 0,0523( 1 Айх- ¡А^Т) + т°шл > (27)

г111 г111

де X] 1 р початок останнього (третьего) перюду продувки поточно!' плавки, хв.

Синхрошзащя процес1в окисления вуглецю та нацмву ванни досягаеться так. Вщомо, що для сприятливого ходу процесу рафшування температура металу шд-тримуеться в* межах вщ 40 до 100 °С над лЫею лжвщусу по д!аграм! стану Бе-С. Такий перегр1в металу створюе найбшьш ефективш умови для х1м1чних реакцш крш того, забезпечус нормальний стан футеровки конвертера.

У ход1 продувки безперервно визначають вщхилення температури ванни вщ нормально!'. Остання розраховуеться як сума температури лквщусу й оптимального перегр)ву. У свою чергу, температура л1кв!дусу однозначно визначаеться ма-совою часткою вуглецю у ванн! конвертера.

Модель впроваджена у конвертерному цеху СМЗ.

В результат! доашджень ! досв!ду промисловоТ експлуатаци АСУ установлено, що використання модел1 управлшня конвертерною плавкою дозволяе змен-шити тривал!сть плавки на 1,5 хв., вигар зал!за на 0,5 % ! брак на 1 %, зб!льшити стшюсть футеровки конвертера ! зменшити юльюсть вогнетрив!в на 3 %, збшь-шити кшьюсть контрольованих гшавок на 10 % 1 зменшити кшьмсть феросплав'ш на 1 %.

Доводка розраховуеться в два етапи. На першому по плавц! позитивного дос-В1ду розраховуються ямсш характеристики керуючих вплив^в, таю, як положения фурми (додувка з пщнятою фурмою або з фурмою в нормальному положенн!), введения охолоджувачей, необхщпсть проведения додувки. На другому еташ розраховуються к!льк1сш характеристики так!, як об'ем кисню (Д^, м3) ! к!льк!сть охолоджувачей (ДиЖЙ):

АтИКд = Ат°Жд - 0,045(Д/° - А/) - 4,5(ДС° - ДС);

(28)

ДГ* = А К"- [ДО -лад (29)

АНд = АН° -0,066{Атик.д-АтЧ1Кг); (30)

Дтй = Д^ - 0,5(Дидка -Дт(°,м); (31)

Д Гя* = А+ 318 (Дт - Д 4), (32)

де Д/- потр1бна змша температур» при додувщ, °С;

АС - псщлбна змша частки вуглецю при додувщ, %;

АНд - прирощування вщсташ в!д кшцевика фурми до р1вня спокшного металу при додувщ, яю екв!валентш по охолодженню добавщ вапняку, м;

Ахд - триватсть коректуючого нагр!ву при додувщ, хв.;

АУцд - об'ем кисню на нагр1в при додувщ, м3.

При наявност! пром1жних вим1р1в частки вуглецю та температуря ванни, на-приклад, зондовим засобом можна провести коректуючий розрахунок продувки. Плавку коректують шсля повного розплавлення брухту, тобто на заключному етап1 продувки, тому що з цього моменту шформащя про температуру розплаву 1 масову частку вуглецю характеризуе усю ванну. Коректування проводиться за р1вняннями (28)...(32).

Модель розкислення м!стить розрахунок грубоТ та точноТ дози розкислювачт 1 безперервне коректування коеф!щента засвоення елемента розкислювача за плавками позитивного досвщу. Модель реалвована в АСУТП конвертерноТ плавки на £МЗ 1 комбшат! ¡м. 1лл1ча. К викориетання дозволило забезпечити еконо-мш феросплав!в в середньому на 25 кг на плавку, що при частщ витрат на розки-слювач1 в соб!вартосп виплавки стал1 до 1,5 % складае вагому суму.

Наведен 1 модел1 оперативного та перюдичного коректування р!внянь.

В роздш 7 наведет результата розробки та впровадження автоматизовано! системи управлшня конвертерною плавкою.

На основ1 широкого викориетання ушфжацп 1 титзащУ проектних р1шень розроблена багатор1внева ¡ерарх1чна система управлшня киснево-конвертерним виробництвом стал!, що реалпуе функцн АСУТП 5 АСУП, як! поеднаш по цшьо-вому критер!ю I процедурах обробки шформащ'1.

Система управлшня спроектована за децентралвованим принципом I вщр!з-няеться вщ аналопв засобами, моделями та пристроями контролю 1 управлшня параметрами, ткним зв'язком розрахунку шихтових матер!агпв з управлшням дуттьовим 1 температурним режимом, а також режимом шлакоутворення, що пе-редбачае зв'язане регулювання в замкнутому режим! керуючих вплив!в по розхо-ду кисню, положению фурми та ритму подач 1 сипучих.

Система управлшня технолопею киснево-конвертерноТ плавки в статичному режим! здшенюе зв'язане регулювання дуттьового, температурного I шлакового режим1в на основ! ¡нформацн про початков!, поточи! та юнцев! параметри проце-су. Перша система статичного управлшня була розроблена нами в 1964 рощ для конвертерного цеху КМК з конвертерами емкктю 50 тонн. Система являла собою аналоговий пристрш (АП )"Кислород", що розм!щувався на кожному конвертер!!

виконувався на феродина\ичшй апаратурь 1нформащя про початков! й задан! кш-цев1 параметри продувки вводилась в пристрш вручну, ¡нформац'ш про положения фурми, ¡нтенсивн!сть дуття та його тиск - автоматично. АП реал!зовував ба-лансово-статистичний алгоритм, який являв собою систему р!внянь, що описують материальный ! тепловий бапанси плавки з урахуванням статистичних залежнос-тей. Система р!внянь доповнена р'шняннями к!лькост! стат, а також ефективносп продувки ! сумарноУ ефективноУ кшькост! кисню.

До початку продувки оператор вводив за допомогою вщповщних задавач!в, що розмодеш на передшй панел! пристрою, х!м1чний склад! температуру чавуну, масу чавуну ! брухту, значения вм!сту вуглецю та температури стал!, основност! к!нцевого шлаку ! ефективност! продувки. Остання задавалась за досвщом попе-редн!х плавок. 1нформащя про кшькють плавок за футеровкою ! тривал'ють простою конвертера визначалась пристроем автоматично.

АП розраховував потрШну кшьккть руди, вапна ! кисню на плавку; видавав рекомендащУ на момент введения друго'Т добавки; прогнозував момент закшчення продувки на заданому значенн! частки вуглецю в стал!, УУ температури ! основност! кшцевого шлаку. По ходу продувки по шформацп про тиск кисню перед фурмою та ТУ положения вщносно конвертера автоматично визначали ефективн! вит-рати кисню! ф!ксували на вим!рювальному прилад!. За показниками приладу оператор за допомогою задавача розходу кисню керував дутгьовим режимом, тдтри-муючи поточний розхщ кисню при визначеному положенн! фурми у межах, при яких коефвдент ефективннх витрат кисню дор!внював тому, що прийнятий при розрахунку шихти.

Промислов! випробування системи показали, що ^¡льюсть плавок з помил-кою у визначенн! вмкту вуглецю, яка не перевищувала 0,05 % [С], склала 72,1 %, з помилкою у визначенн! температури, що не перевищувала 15 °С, склала 74,3 %, що злит! з першо'Т повалки, склала 56,8 %. Вщхилення по основност! не переви-щувало ±0,18. Час напрацювання на в1дмову склав понад 5000 годин.

У 1968 рощ аналопчна система впроваджена на 100-т конвертерах СМЗ.

Фактором, що !стотно знижував як1сть управл!ння, була в!дсутн!сть в!ропд-ноТ !нформацн по багатьох вхщних параметрах, зокрема по мае! брухту. При об-робц1 результат!в експлуатацп АП визначено, що понад 19 % плавок мали в!д'ем-ний тепловий баланс, тобто при шихтовц! плавки в конвертер вноситься недоста-тня кшьисть тепла. Це мало мкце в тому випадку, коли шихтовка вм!щувала над-лишок брухту при низьких значениях частки кремшю в чавун! та його температури.

Плавки з надлишком брухту попршували ТЕП робота конвертера ! знижува-ли точн!сть управл1ння за допомогою автоматизованоУ системи. Дослщження показали, що основна кшькють випадюв невиконання рекомендац!й системи приходиться на плавки з надлишком брухту в шихт!.

При зам'1ш АП на цифрову обчислювальну машину (ЦОМ) УМ-1 реагпзоваш б!льш складн! алгоритми розрахунку шихти. Для розрахунку кисню, руди, вапна! плавикового шпату використана система р!внянь, що складен! на основ! балансо-вих сшввщношень за киснем, теплом I шлакоутворюючими з уточнениям шляхом

регргсшного анашзу. Для виключення збурюючих вплив'ш, що повиьно змнио-ються, ртняння складеш в приростах параметр!в по вщношенню до попередньоУ плавки. KpiM того, для управлшня плавками, що не збалансоваш за теплом, розра-ховуеться тривашсть narpiBy ванни шляхом змши парамerpiB дутгьового режиму, а для зменшення юлькосп таких плавок проводиться розрахунок юлькосп Gpyxty для завантаження у совки.

KpiM ¡нформацп, що вводилась в АЛ, в ЦОМ автоматично вводилась ¡нфор-машя про масу брухту i чавуну, його температуру i температуру стал!, масу сипу-чих матер1ал!в i розкислювач1в, температуру i гаек газ ¡в, що вдаодять. 1нформа-щя про х!м1чний склад чавуну i стал! вводилась з пулыпв ручного вводу (ПРВ), що розьнщеш у квантометричнш та експрес-лабораторшх.

УМ-1 працювала в режим! "порадника" оператора. При виконанш рекомен-дацш по шихтовщ i вщсутносто порушень в технологи плавки система показала так! результати: для сталей з вмктом вуглецю нижче 0,12 % середня абсолютна помилка склала ± 0,042 %, причому на 85 % плавок помилка не перевищувала ± 0,05 %; для сталей з вм!стом вуглецю до 0,30 % абсолютна помилка ± 0,05 % була у 80 % плавок. Кшыасть плавок з вщхиленням по температур! ± 15 °С склала 72 %. Контролем охоплювалось близько 90 % плавок, рекомендацп виконувались на 85 % контрольованих плавок. Без застосування системи к1льк1сть плавок, що вимагали коректування по вуглецю, склала 43,6 %, а загальна шльюсть плавок, яга вимагали додувки для коректування плавки, - 66 %.

Подальше удосконалення статично!' системи йшло в напрямку доповнення и алгоритмом та техшчними засобами для розрахунку розкислювач!в, зам1ни тех-Hi4Hoi бази ЕОМ (посшдовно зам!нювалась на М-6000, СМ-2М, СМ1810). Зараз проводиться в!дпрацювання системи збору i обробки ¡нформаци на управляючо-му обчислювальному комплекс! (УОК) на ochobi ПЕОМ IBM PC/AT.

Перша система з елементами динам!ки розроблена для безперервного контролю вм!сту вуглецю в ванн! конвертера. В основ! системи мктився бапансово-статистичний метод контролю, при якому вм!ст вуглецю визначали по балансу кисню з урахуванням досв1ду попередн!х плавок i з поправкою, що об'еднуе в статистичному р!внянн! контрольован! BxiflHi i вихщш параметри плавки, що ¡стотно впливають на швидшеть зневуглецювання в конвертернш ванн!. Система реал!зована на АП "Углерод" на 50 - i 130 - тонних конвертерах КМК вщповщно в 1964 i 1966 роках i на 100-тонному конвертер! металурпйного комб!нату iM. 1лл!ча в 1964 рощ. Системи уешшно експлуатувались на протяз! 5 роюв. В 1968 рощ в конвертерному цеху СМЗ впроваджена на АП система контролю BMicry вуглецю, що використовувала як бапансово-статистичний метод, так i метод, який засновано на контрол! характеру змши вихщних параметр!в плавки в кшщ продувки. АП виконано в блочному BapiaHTi. Блоки завдання й показания розм!щеш в посту управлшня конвертером на пульт! оператора. 1нформащя про масу металошихти i сипучих вводилась в пристрш оператором з використанням ручних задавач!в. Дан! про температуру i тиск газ!в, розхщ кисню i положения фурми вводились автоматично за допомогою феродинам!чних перетворювач!в, що умонтован! в прилади контролю цих параметрш. Результати розрахунку по-

точного вмюту вуглецю в ваши выводились на шкалу блока показания, який видас сигнал про момент закшчення продувки. Система дозволяла провести повалку з точшстю ± 0,05 % [С] приблизно на 80 % плавок.

У 1972 рощ впроваджена система контролю вмкту вуглецю на баз! ЦОМ УМ-1 Система додатково здшснюе автоматичний опит давач1в температури чаву-ну 1 стал!, маси чавуну 1 сипучих матер!ал!в. Х1мсклад чавуну 1 стал1 вводився в систему з ПРВ, що розм!щеш в квантометричнш лабораторн. Досвщ попередшх плавок враховувався за бщьш складним алгоритмом. Збшьшилась точшсть систе-ми, але через низьку наробку на вщмову УОК з УСО надшшсть системи спала.

У 1973 рощ на 130-тонному конвертер! СМЗ впроваджена система з елемен-тами динам1ки на баз1 АП "МДК". Алгоритм унравлшня включав статичний роз-рахунок шихти, контроль зм'ши х!м*1чного складу 1 температури ванни в процеа продувки, управлшня дуттьовим ! температурним режимами плавки для одержан-ня заданих значень температури I х1м!чного складу металу. Розрахунок шихти виконували перед продувкою за сукупшстю р1внянь теплового ! материального балансу на основ! шформацн про початков! та кшцев1 параметри процесу.

Контроль динам!ки засновано на використанш безперервноТ !нформац!У, яку ' одержують за допомогою давач!в тиску газ!в в перехщному газоход! ОКГ, темпе-1 ратури факелу на виход! з горловини конвертера, теплових поток!в на фурму 1 ке-сон, розходу ! чистоти кисню та ¡н. У процес! продувки безперервно розв'язуеться система диференщальних р!внянь, що характеризують баланс кисню в порожниш конвертера, теплов1 баланси ванни, газ!в на виход! з горловини конвертера ! в перехщному газоход! ОКГ. Як результат визначалась кшьк!сть вуглецю, що виго-' р1в, прирощування температури ванни ! кщькост! залЬа в шлац!. На основ! розра-' хунк1в система видавала рекомендац!ю про присадку вапна або шпату в залежно-ст1 в'щ поточного значения окисленост1 шлаку, а також про присадку руди або ;: шдйом фурми, якщо температурний х!д процесу вщр!знявся в!д оптимального.

Промислов! випробування системи показали так! результати. Середня по-милка досягнения заданого вм!сту вуглецю склала 0,034 %, задано 1 температури -10,2 °С; кшьюсть плавок, в яких помилка не перевищувала заданих меж, склала за вуглецем 86,9 %, за температурою 88,8 %, з одночасним одержанням заданих значень параметр!в 82,8 % (на плавках, що проведен! без порушення технологи). Зас-тосування системи дозволило збшьшити на 15 % кшьюсть плавок, що випущен! з першоТ повалки, у пор!внянн1 з статичною системою ! на 35 % у пор!внянш з руч-ним управл!нням. Так1 ж результати отриман! при використанн! АП, що реатзуе алгоритм з елементами динамши, на 130-тонному конвертер! КМК.

У 1981 рощ система управлшня плавкою з елементами динамки на баз-1 спе-ц!ал!зованого двохпроцесорного УОК М-6000 реашзована на конвертерах СМЗ. Кр!м параметр!в, що контролювались АП, безперервно вим!рювали склад ! розхщ газ!в, що вщходять, автоматично вводили масу чавуну та його температуру, масу брухту, температуру стал!, з ПРВ - шформацно про х!мсклад чавуну, стал! ! шлаку, номер совка з брухтом при зважуванн!, номери ковш!в з чавуном. При збор1 й первинн!й обробщ ¡нформаци здшснюються вим!ри параметр!в (35 вим!р1в на

один конвертер), фшьтращя сигнал1В, обробка ¡нформацн вщ вим1рювальних пе-ретворювачт та ПРВ, nepeeipKa В1ропдност1 ¡нформацн, ¡нтегрування й усеред-нення параметр1в, вив1д ¡нформацн на цифров1 шдикатори (Щ) i в локальш систе-ми управлшня, анатз ¡нформацн. Введения аналогових сигналов здшсшосться вщ струмових або частотних перетворювач1в, що знаходяться в первинних приладах. Введения ¡шщативних i паеивних дискретних сигналов здшснюеться вщ локаль-них схем з ртнем дискретного сигналу "сухий контакт".

Замкнута система управлшня реал1зована у вигляд1 трьохр'тневоУ iepapxi4HOi техшчноУ структури. Bn6ip р'шшв управления визначався принципом ix ¡HBapiaHT-hocti. Нижшй ртень - шформацшно-вимфювальш пристроУ (давач^ перетворю-вач5, ПРВ, Щ та ¡н.) - реашзуеться на ун!фжованих сершних приладах аналоговоУ плки державноУ системи прилад1в. Цей р1вень е автономним i дозволяе продовжу-вати управлшня об'ектом в ручному режим! у випадку виходу з ладу середнього i верхнього piBHie.

Середнш piBeHb складають функцюнально i територ^ально роздшеш локальш шдсистеми управл'шня, що об'еднаш единою cirno з верхшм р^внем i виконан!, наприклад, для GM3 на елементнш баз! КТС ЛИУС-2 (зараз замшеш на СМ1810). Передбачена також автономна робота цифрових локальних пщсистем управлшня розходом кисню, положениям фурми, дозуванням i завантаженням сипучих мате-pianiB i феросплав!в як у режим! стабипзаци вих!дних параметр!в, так i в режим! програмного управл!ння у випадку виходу з ладу верхнього р!вня.

Верхня ланка iepapxiT включае багатомашинний УОК на ПЕОМ IBM PC/AT з великою номенклатурою перифершного i допом1жного устаткування для збору, обробки i подання технолопчноУ ¡нформац!У, у тому нисм для настройки, навчан-ня i видач! завдань в нижн! piem системи. Управл!ння зд!йснюеться в суперв!зор-ному режим!.

Система Bnpiuiye так1 задач!:

а) прогнозування х!м1чного складу чавуну в MiKcepi з виданням !нформац!У на Ц1 майстра шдготовки виробництва;

б) розрахунок завантаження конвертера з виданням завдань на дисплейний модуль (ДМ) оператора вщпов!дного конвертера по Maci брухту i сипучих матер!ал!в;

в) розрахунок об'ему кисневого дуття для виплавки заданоУ марки стал! з виданням рекомендац!й на ДМ;

г) контроль параметров процесу i управл!ння дуттьовим, температурним режимом i режимом шлакоутворення;

д) визначення моменту припинення продувки;

е) розрахунок i дозування маси феросплав1В з виданням ¡нформацн на Щ майстра цеху;

ж) формування i видання ¡нформацн на мнемосхему i прилади щита майстра пщготовки виробництва;

з) друкування паспорта плавки i плавильного журналу;

к) оперативну ! перюдичну корекщю коеф!ц!ент!в р!внянь.

Техшчш характеристики системи таю: Кшыасть, шт.:

параметр1в, що вводяться в УОК...........................................................315

у тому числ1

аналогових .............................................................................................. 125

дискретних ..............................................................................................190

параметр1в, що вводяться в систему

автоматично ...................................................................................... 220

регульованих .......................................................................................... 15

управляючих вплив'ш в режим! ПЦУ, що передаються на виконавч!

мехашзми ............................................................................................... 6

на задавач! САР ..................................................................................... 9

задач, що розв'язуються УОК................................................................ 33

форм документ1в .................................................................................... 13

Цикл, с:

опитування давач1в ................................................................................. 2

розрахунку управляючих вплив!в ..........................................................15

Об'см пам'ят!, що зайнятий ¡нформацшною базою 1 програмами функщонування, байт ............................................................................ 2 М

Економшний ефект АСУТП конвертерного виробництва досягаеться за раху-нок випуску_ плавок за заданими марками сташ, зб!лыпення виходу годного, пок-ращання якосп продукцп (зменшуеться масова частка азоту в меташ), економй" матер1ал1в, часу продувки 1 робочо1 сили, а також шдвищення ефективносп уп-равлшня внасладок покращання шформацшного забезпечення експлуатащйного персоналу. Це приводить до шдвищення ритм!чност'| 1 координащУ роботи авто-матизованого технолопчного комплексу, попередження виникнення аваршних ситуацш, скорочення тривалост1 простою агрегат!в з оргашзацшних причин, п!д-вищення коефщента використання устаткування та ¡н. Крш того, функщонуван-ня АСУ приводить до важливих сощапьних наапдюв, вивильняючи обслуговую-чий персонал вщ важкоТ рутинно1 роботи, полшшуючи умови пращ 1 змшюючи н характер.

ЗАГАЛБН1 ВИСНОВКИ

1. Анашз В1Домих математичних моделей, як1 описують поведшку конвертер-Н01 плавки, показуе, що на цей час е досвщ вщтворювання на модел1 деякоТ' "сс-реднын" плавки. Завдання вщтворення конкретних плавок принайми!, на порядок складшше через необхщшсть врахування велико! юлькост! апрюрно невщомих випадкових фактор!в, яш впливають на хщ плавки. АСУТП, що побудоваш на ба-з1 вщомих зарубшних 1 вггчизняних моделей, усшшно працюють тшьки при усе-редненш шихтових матер1ал1в по Х1мскладу, температур! \ насигппй щ1льност1.

2. Проведена декомпозищя задач! контролю та управлшня конвертерною плавкою - множина керуючих вплив'ш розбита на Т1, що розраховуються до початку продувки, в процеа продувки, в перюди коректування плавки ! п розкис-

лення в ковш!. Запропоновано новий ш'дхГц до визначення масштабних коефщ1-ент'ш щльово! функцп, що полягае у визначенш впливу на неТ окремих коректую-чих операцш по доводц! плавки у випадку непопадания и в задан! меж1 ш'сля першоУ повалки. Удосконалено критерш замкнутого управлшня плавкою, що за-безпечуе побудову ново!" траектор!Т управлшня при вщхиленш в!д ошимальних процес!в зневуглецювання, наф!ву ! окисленост! ванни та повернення процесу до старо!" траекторГУ при управлшш процесом шлакоутворення.

3. Запропоновано 1 дослщжено новий шдоид до побудови цшьовоУ функцп критср!ю оптимального управлшня з мш1м!зац!ею соб1вартосп стат, що полягае в подии параметр!в на три групи - витрачених на плавку матер!ал!в, початкових 1 ганцевих умов плавки, а також керуючих параметров, яи не зв'язан! явно з соб!-варт!стю стат, з подальшою ¡дентифшацкю функцп в кожнш груш окремо. Одержан! чисельш значения Ц1ЛьовоТ функцп оптимального управления з мшм1-зац!ею соб!вартосп стал!. Реал!зац!я оптимальних значень керуючих параметр!в, як! визначен! методом найскоршого спуску за допомогою ПЕОМ, дозволила знизити соб!варт!сть стал! в середньому на 0,74 %.

4. На основ! теоретичного й експериментального досл]дження процес!в хви-леутворення в ванн! конвертера доведено зв'язок цих процеав з ампл!тудно-час-тотними характеристиками вих!дних параметр!в ! можлив!сть Ух використання в АСУТП конвертерноУ плавки для контролю режимних параметр!в.

5. На основ! системного розгляду явищ переносу одержан! стввишошення по к!нетищ масо-! теплообм!ну, що використан! в алгоритмах контролю 1 управ-лшня киснево-конвертерним процесом з зворотним зв'язком за результатами ра-н!ш проведених плавок. 1дентиф!кац!я показник!в к!нетики процесу за експери-ментальними даними шдтвердила постульован1 ппотези теоретичних викладок.

6. Одержали подальший розвиток методи контролю основних режимних па-раметр!в процесу - швидкосп зневуглецювання, температури, р!вня ванни ! режиму шлакоутворення. Як вихщш параметри, що мають пений зв'язок з температурою ! масовою часткою компонент!в ванни, використан! параметри газу, що вщ-ходить (х!мсклад, розхщ, тиск, температура, акустичний ефект, ампл!тудно-час-тотн1 характеристики пульсацш, электроф!зичн1 властивост!), водоохолоджуючо-го устаткування - фурма, кесон, екрани ОКГ (температурив л!н!йне розширення поверхонь нагр!ву 1 об'емне розширення для теплонос!я, температура холодоаген-ту, теплов! потоки, в!брац!У).

7. Розроблена комбшована модель контролю швидкост1 зневуглецювання ! вм!сту вуглецю у ванн! конвертера, особлив!стю якоУ е зм!нна структура по контролю обох параметрш, що використовуе балансово-статистичний метод ! характер зм!ни вих^дних параметр!в у процес! продувки як багатоканальиу систему р0зп1знавання технолопчних ситуац!й. Модель забезпечуе на плавках, що прой-шли без порушення технолог^У, стандартне в!дхилення 0,024 % [С].

8. Розроблена модель контролю ! управл!ння температурою ванни, яка в!др!з-няеться В1Д в!домих тим, що включае теплов! втрати конвертера 1 чугунов!зного ковша при наднормативному простоТ останшх та параметри непрямого вим!ру температури 1 забезпечуе точн!сть не нижче 1 %.

9. Розроблеш методи контролю режиму шлакоутворення, яю вщрвняюгься тим, що включають характеристики пограничних шарш футеровки, застосування яких в модел'1 управлшня плавкою дозволило зб'шьшити юльюсть контрольованих плавок, зменшити кшьккть плавок, що супроводжуються викидами, знизити ви-трати шлакоутворюючих матер1агпв 1 вогнетрив1в.

10. Розроблеш нов1 методи контролю р!вня ванни конвертера за в1бращею фурми 1 виштовхуючою силою, ям збшьшили кшьюсть плавок, що попадають в задаш меж1, при використанш модел1 управлшня на 5 %.

11. Запропоновано \ дослщжено новий шдхщ до проблеми побудови матема-тично!" модел1 технолопчного процесу, що заснований на спшьному застосуванш детермшованих, ¡мов^рних 1 евристичних метод ¡в з наступною ¡дентифшащею модел1 в процес1 експлуатацн по плавках позитивного досвщу. 3 використанням цього подходу розроблеш:

- статична модель управлшня, що включае розрахунок шихти, стабшзащю глибини реакцшно!" зони, режиму введения охолоджуючих 1 шлакоутворюючих матер1ал1в в конвертер;

- динам1чна модель управлшня, що включае розрахунок параметр1В дуттьо-вого режиму по ходу процесу, а також коректуючих присадок шлакоутворюючих матер!алш за безперервною шформащею про шлакоутворення в ванн! конвертера. Модель складена для найбшьш загалыюго випадку - продувки з залишенням частини шлаку вщ попередньо!" плавки;

- модель доводки плавки, що включае розрахунок юлькосто дуття для доведения плавки по вм1сту вуглецю, а також параметр!в дуттьового режиму при не-обхщносто нагрки плавку та охолоджуючих матер1ашв - при необхщност! и охо-лодити;

- модель процесу розкислення, що включае розрахунок грубо!" I точно!' дози розкислювачш з безперервною корекщею коефщатв вигару за результатами ра-шш проведених плавок;

- принципи оперативно!' 1 периодично!" корекцн коефщотв моделей, що вра-ховують змши неконтрольованих збурюючих вплив1в I граничних умов, яю прог-нозуються в залежное™ вщ роботи АСУ, портфеля замовлень I стану устаткуван-ня, I збшьшують юльмсть плавок, що випущеш з першо!" повалки, на 7 %.

12. Розроблеш 1 впроваджеш:

- системи статичного управлшня киснево-конвертерною плавкою, що реаш-зують зв'язане регулювання дуттьового, температурного ! шлакового режим1в на основ'1 шформацн про початков!, поточш 1 кшцев1 параметри процесу;

- системи з елементами динамки 1 замкнутого управлшня, що використову-ють шформацпо про непрям! параметри плавки. Особливють шдходу до проблеми створення замкнуто!' системи управлшня полягае в комплексному пов'язанш на ВС1Х стадшх рафшування, включаючи доводку плавки, ф1зико-Х1м1чних, аероди-нам'шних 1 теплообмшних процеав. Система синтезуе багатопараметричне опти-мальне управлшня плавкою за узагальненою щльовога функщею, яка забезпечуе м!н'1мум соб1вартост! стал1 шляхом зв'язаного регулювання вплив'ш по розходу

дуття, положению продувноТ фурми, ритму введения сипучих MaTepianiß i розкис-лювач1в.

13. Промислова експлуатащя АСУТП на СМЗ, КМК, комбшатах "Азовсталь" та ¡м. 1лл1ча дозволила ¡стотно полшшити яюсть управлпшя i ТЕП процесу: ско-ротити тривашсть продувки на 1,5 хв., зменшити вигар зашза на 0,5 %, брак до 1%; збЬьшити стшюсть футеровки конвертерш, зменшити юльюсть вогнетрив1в на 3 %; збшьшити кшькшть контрольованих плавок на 10 %; зменшити кшыйсть феросплав1в на 25 кг на плавку; збшьшити частку плавок, що випущеш без корек-цп, на 18 %.

3míct дисертацп опублжовано в таких основних роботах:

КНИГАХ:

1. Богушевский B.C., Рюмшин H.A., Сорокин H.A. АСУТП производства стали в конвертерах. - К.: Техшка, 1991. - 180 с.

2. Богушевский B.C., Рюмшин H.A., Сорокин H.A. Основы математического описания технологических процессов конвертерного производства стали.- К.: НПО "Киевский институт автоматики", 1992. - 168 с.

3. Богушевский B.C., Оробцев Ю.В., Рюмшин H.A., Сорокин H.A. Математическая модель АСУ конвертерной плавкой. - НПК "Киевский институт автоматики", 1995. - 212 с.

СТАТТЯХ:

4. Богушевский B.C. Исследование динамики кислородно-конвертерного процесса//Автоматизация металлургических производств. Динамическое управление кислородно-конвертерной плавкой. - К.: Ин-т автоматики, 1972. - С. 5 - 15.

5. Богушевский B.C. О возможности определения содержания углерода в ванне конвертера по скорости обезуглероживания//Автоматизация металлургических производств. Динамическое управление кислородно-конвертерной плавкой. - К.: Ин-т автоматики, 1972. - С. 49 - 53.

6. Богушевский B.C. О возможности представления процесса выгорания углерода линейной моделью//Комплексная автоматизация сталеплавильного производства. - К.: Техшка, 1973. - С. 5 - 7.

7. Богушевский B.C. Контроль температуры и содержания углерода в ванне кислородного конвертера//Комплексная автоматизация сталеплавильного производства. - К.: Техшка, 1974. - С. 11 - 15.

8. Богушевский B.C. Перспективы автоматизации конвертерного производст-ва//Разрабогка и эксплуатация эффективных систем и средств автоматизации сталеплавильного производства. - К.: Ин-т автоматики, 1982. - С. 3 - 9.

9. Богушевский B.C. Перспективы автоматизации конвертерного процесса// Науч. и метод, тр. Киев, политехи, ин-та. - 1994. - Т.2. - С. 6-11.

10. Богушевский B.C. Опыт эксплуатации и перспективы развития АСУТП в конвертерном производстве // Автоматизация производственных процессов. -1996.-№1.-С. 18-23.

11. Богушевский B.C.,Сорокин H.A., Гончаров А.Н., Сколобанов А.В.Управ-ление шлаковым режимом конвертерной ллавки//Сталь. - 1985. - №3. - С. 22 - 26.

12. Богушевский B.C., Сорокин H.A., Беляев Е.И. Замкнутое управление шлаковым режимом кислородно-конвертерной плавки//Изв. АН СССР. Металлы. - 1985,-№5.-С. 25-29.

13. Богушевский B.C..Сорокин H.A., Беляев Е.И. Определение скорости обезуглероживания в ванне конвертераУ/Изв. вузов. Чер. металлургия. - 1986. - №2.-С. 18-21.

14. Богушевский B.C., Сорокин H.A., Лигоцкий И.Л. Теплообмен холодной металлозагрузки с расплавом в ванне печи//Изв. АН СССР. Металлы. - 1989. - №3. -С. 15-20.

15. Богушевский B.C., Сорокин H.A. Расчет кислородно-конвертерной плавки с оптимизацией себестоимости стали//Сталь. - 1989. -№4. - С. 98 -101.

16. Богушевский B.C., Сорокин H.A., Церковницкий Н.С. Контроль обезуглероживания и шлакообразования кислородно-конвертерной плавки по амплитудно-частотным характеристикам газовой фазы//Изв. АН СССР. Металлы. -1990.-№6.-С. 15-20.

17. Богушевский B.C., Сорокин H.A., Лигоцкий И.Л., Церковницкий Н.С. Контроль обезуглероживания конвертерной ванны по термодинамическим параметрам состояния отходящего газа//Изв. вузов. Чер. металлургия. - 1990. - №8. -С. 87 - 89.

18. Богушевский B.C., Сорокин H.A., Миски-Оглу А.Г. Критерий оптимального управления конвертерной плавки // Автоматизация производственных процессов. - 1995,- №1. - С. 56 - 65.

19. Сорокин H.A., Богушевский B.C., Оробцев Ю.В. Математическая модель волнообразования в сталеплавильной ванне//Сталь.-1995.-№2.- С.15 - 20.

АВТОРСЬКИХ СВЩОЦТВАХ ТА ПАТЕНТАХ:

20. A.c. 857269 СССР, МКИ3 С21С. Устройство управления прекращением продувки конвертера/В.С.Богушевский (СССР).- №2847692/22-02; Заявлено 01.09.79; Опубл. 23.08.81, Бюл. №31. - 8 с.

21. Патент 7417 Укра1на, МКВ5 С 21 С. Пристрш контролю параметр! в ван-ни конвертера/В.С.Богушевський, М.О.Сорокш, 1.В.Присяжнюк, М.С.Церковни-цький (Укра!на). - №4618194; Заявл. 12.12.88; Вид. 29.09.95, Бюл. №3. - 6 с.

22. Патент 7421 УкраЫни, МКВ5 С 21 С. Пристрш контролю процесу шлако-утворення у конвертер1/В.С.Богушевський, А.М.Гончаров, М.О.Сорокш, М.С.Цер-ковницький (Укра!на). - №4672365/22-02; 3аявл.03.04.89; Вид.15.03.91, Бюл. №10.-10 с.

23. Патент. 2026360 Российской федерации, МКИ6, С 21 С 5/30. Устройство определения момента слива металла из конвертера./Богушевский B.C., Лигоцкий И.Л., Церковницкий Н.С., Сорокин H.A. (Украина). - №5016015/02; Заявл. 02.07.91; Опубл. 10.01.95. - 13 с.

24. А.с.775139 СССР, МКИ3 С 21 С 5/30. Способ контроля скорости обезуглероживания в ванне металлургического агрегата/ Ю.Л.Гребенчук, В.С.Богушев-

ский, Н.А.Сорокин, С.К.Соболев, В.М.Глуховская (СССР). - №2682570/22- 02; Заявлено 09.11.78; Опубл. 30.10.80, Бюл. №40. -3 с.

25. A.c. 909631 СССР, МКИ3 G 01 N 27/02. Способ контроля скорости обезуглероживания в металле в конвертере и устройство для его осуществления/ Ю.Л.Гребенчук, В.С.Богушевский, С.К.Соболев, Н.А.Цыбенко, Р.В.Ганефельд, А.И.Быстрый (СССР). - №2940003/02-22; Заявлено 13.06.80; Опубл. 28.02.82, Бюл. №8. - 5 с.

26. A.c. 908833 СССР, МКИ3 С 21 С 5/30. Устройство контроля количества чугуна в миксере/В.С.Богушевский, Н.А.Сорокин, Е.И.Беляев, С.К.Соболев,

A.В.Сколобанов (СССР).- №2822714/22-02; Заявлено 27.09.79; 0публ.28.02.82, Бюл. №8. - 5 с.

27. A.c. 870444 СССР, МКИ3 С 21 С 5/30. Способ управления положением фурмы кислородного конвертера/В.С.Богушевский, Н.А.Сорокин, С.К.Соболев (СССР) - №2855443/22-02; Заявлено 21.12.79; Опубл. 07.10.81, Бюл. №37. - 5 с.

28. A.c. 1002363 СССР, МКИ3 С 21 С 5/30. Устройство контроля момента появления шлака/В.С.Богушевский, Н.А.Сорокин, В.М.Глуховская, С.К.Соболев (СССР) - №3351579/22-02; Заявлено 08.10.81; Опубл. 07.03.83, Бюл. №9. - 3 с.

29. A.c. 1047962 СССР, МКИ3 С 21 С 5/30. Устройство контроля температуры металла в конвертере/В.С.Богушевский, Ю.Л.Гребенчук, Н.А.Сорокин,

B.А.Ясинский (СССР). - №3406279/22-02; Заявлено 02.03.83; Опубл. 15.10.83, Бюл. №38. - 8 с.

30. Патент 33039 УкраХна, МКВ5 С 21 С. ПристрШ контролю маси конвертера/ Богушевський B.C., Церковницький М.С., Гуща К.В., Сорокш М.О., Соболев С.К., 1ванов G.O., Ясинський В.О., Сорокш В.В., Степаненко М.Д. (Украл! на). - №95320327; Заявл. 19.08.93; Вид. 10.01.97, Бюл. №1. - 6 с.

31. A.c. 1097684 СССР, МКИ3 С 21 С 5/30. Устройство контроля содержания углерода в ванне конвертера/В.С.Богушевский, Н.А.Сорокин,В.М.Глуховская, Е.И.Беляев (СССР). - №3592714/22-02; 3аявлено20.05.83; Опубл. 15.06.84, Бюл. №22,- Юс.

32. A.c. 1073290 СССР, МКИ3 С 21 С 5/30. Устройство контроля температуры металла в конвертере/В.С.Богушевский, И.С.Кочков, Н.А.Сорокин, С.К.Соболев (СССР). - №2968281/22-02; Заявлено 01.08.80; опубл. 15.02.84, Бюл. №6. - 7 с.

АНОТАЦ1Я

Богушевський B.C. Розробка математичних моделей i системи управлшня конвертерного плавкою. - Рукопис.

Дисертащя на здобуття вченого ступеня доктора техшчних наук за спещаль-Hicno 05.13.07 - автоматизащя технолопчних процеав. - 1нститут електрозварю-ваиня ¡м. С.О.Патона HAH Украши, Кшв, 1997.

Дисертащя присвячена питаниям розробки математичних моделей, алгорит-Mie, cnocoöiß i 3aco6iB контролю параметр1в конвертерного процесу i створенню на ix основ! системи контролю i управлшня. Проведено декомпозищю задач! контролю i управлшня конвертерного плавкою, розроблено критерш управлшня.

У вщновщност! з критерк:м одержан! математичш модсл1 управлшня виробнид-твом конвертерно'1 стат. Наведет результаты доопджень технолопчних зако-номфностей процесу, визначеш параметри контролю i управлшня. Розроблена система управлшня конвертерною плавкою в статичному, динам1чному i замкнутому режимах. Основш результата робота впроваджеш в експлуатащю на ряд1 металургшних комбшат1в УкраТни.

Ключов1 слова: математична модель, алгоритм, контроль, управлшня, система, критерш, конвертер, плавка.

АННОТАЦИЯ

Богушевский B.C. Разработка математических моделей и системы управления конвертерной плавкой. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.07 - автоматизация технологических процессов. - Институт электросварки им. Е.О.Патона НАН Украины, Киев, 1997.

Диссертация посвящена вопросам разработки математических моделей, алгоритмов, способов и средств контроля параметров конвертерного процесса и созданию на их основе системы контроля и управления. Произведена декомпозиция задачи контроля и управления конвертерной плавкой, разработан критерий управления. В соответствии с критерием получены математические модели управления производством конвертерной стали. Приведены результаты исследований технологических закономерностей процесса, определены параметры контроля и управления. Разработана система управления конвертерной плавкой в статическом, динамическом и замкнутом режимах. Основные результаты работы внедрены на ряде металлургических комбинатов Украины.

Ключевые слова: математическая модель, алгоритм, контроль, управление, система, критерий, конвертер, плавка.

ABSTRACT

Bogushevsky V.S. Development of mathematical models and control system of BOF. - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree by speciality 05.13.07 - Automation of technological processes.- E.O.Paton Electric Welding Institute of National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 1997.

The dissertation is devoted to the development of mathematical models, algorithmes, control methods and means of the BOF's parameters, and to the creation of control system on their basis. The decompothition of problem of control by converter heat is fulfild. The control criterion is developed. The mathematical models of the steel-making process control are got in accordance with the criterion. The results of the re-seach of the technological, conformity of the process are adduced. The control parameters are defind. The control system for converter heat is developed in static, dynamic

:onditions and closed-loop control. The main results of this work commercialized at the lumber of metallurgical plants of Ukraine.

Key words: mathematical model, algoritm, control, system, criterion, converter,

leat.

ГКдп. до друку 22.10.97. Формат 60x84/16. flanip офс. Офс. друк. Ум. друк. арк. 1,86. Ум. фарбо-в1дб. 1,98. Обл.-вид. арк. 2,0. Зам. 412. Тираж 100.

Прим.__

Редакфйно-видавничий в1ддт з пол1граф1чною дшьницею 1нституту «¡бернетики ¡меж В.М. Глушкова HAH УкраТни 252022 КиТв-022, проспект Академжа Глушкова, 40