автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Анализ и синтез автоматизированного технологического процесса получения машиностроительных заготовок из дисперсных отходов

На правах рукописи

Харисов Ленар Рустамович

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗ ДИСПЕРСНЫХ ОТХОДОВ

Специальность: 05.13.06 «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (машиностроение)»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Набережные Челны - 2003

Работа выполнена в Камском государственном политехническом статуте

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Сафронов Н.Н.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Дмитриев С. В. кандидат технических наук Панфилов Э.В.

Ведшая организация.

Департамент развития и внедрения новых разработок ОАО *Камский автомобильный завод»

Зашита диссертации состоится 21 ноября 2003 года в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212 309 01 в Камском государственном политехническом институте, по адресу 423810, Республика Татарстан, г. Набережные Челны, пр. Мира, 68/19

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Камского государственного политехнического института

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу 423810. Республика Татарстан, г Набережные Челны, пр Мира, 68/19, диссертационный совет Д 212 309 01

Автореферат разослан 20 октября 2003 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.309.01 кандидат технических наук, доцент

СимоноваЛ А

ЗЛЛЗа з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное промышленное производство машиностроительных за! ото во к греб) ет применения в технологическом процессе автоматизированных систем управления, обеспечивающих стабильность заданных эксплуатационных свойств конструкционных материалов, а также высокие экономические показатели производственною процесса. Большинство автоматизированных систем управления технологическими процессами изготовления литых заютовок построены по принципу программного управления или обратной связи по температуре.

Технологический процесс получения конструкционных ферросилидов имеет ряд особенностей, связанных с использованием в шихте дорогих первичных материалов, таких как. ферросилиций, ферромарганец, чугун, сталь углеродистая Указанные ма-(ериалы нуждаются в предварительной подготовке перед вовлечением их в технологический процесс, поэтому ферросилид, полученный традиционным способом, имеет очень высокую стоимость, что ограничивает область его возможного использования.

Применение метода прямого синтезирования, основанного на алюмотермиче-ском восстановлении окисленных элементов, особенности которого рассматриваются в работе, позволяет получать конструкционный ферросилид для изготовления машиностроительных заготовок из композиции дисперсных отходов. Однако, для получения указанного результата не разработаны модели, описывающие эксплуатационные и технологические свойства ферросилида в зависимости от состава гранульной композиции, что затрудняет производство машиностроительных заготовок из дисперсных отходов в автоматизированном режиме. Поэтому исследование процессов алюмотер-мического восаановления окисленных элементов, разработка моделей зависимости свойств продуктов переработки от состава гранул, разработка специализированного электротермического агрегата и системы управления технологическим процессом для получения машиностроительных заготовок с заданными эксплуатационными и технологическими свойствами, являются актуальными задачами автоматизации производства на базе вторичного сырья

Цели и задачи работы. Целью диссертационной работы является анализ и синтез автоматизированного технологическою процесса получения машиностроительных заготовок из композиции дисперсных отходов в специализированном электротерми-

ческом агрегате. НАЦИОНАЛЬНАЯ

&И&ЛИОТЕКА

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие научные задачи:

• экспериментальные исследования закономерное (ей процесса алюмотермиче-ского восстановления окисленных зтементов дисперсных отходов,

• поиск магматических моделей зависимости эксплуа1ационных свойств машиностроительных заготовок от состава гранчльной композиции и параметров процесса прямою синтезирования;

• разработка авюматизированного технологического процесса получения конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок;

• разработка системы управления специализированным электротермическим агрегатом, вспомогательных систем, алгоритмов и программного обеспечения, необходимых для ее работы.

Положения, выносимые на защиту и обладающие научной новизной:

• алгоритмы для построения системы управления специализированным электротермическим агрегатом, работающей в режиме реального времени и обеспечивающей высокие эксплуатационные свойства машиностроительных загоювок;

• закономерности процесса прямого синтезирования конструкционных и технологических материалов из дисперсных отходов, зависимости между составом гранульной композиции и свойствами машинострошельных загоювок, и? которых следует превалирующее влияние содержания восиановигеля на величину скорости коррозии синтетического конструкционною материала (ферросилида), определяющею эксплуатационные свойства конечных продуктов;

• математические модели для алгоритмов оптимизации сос(ава гранул, построенные на основе расчета параметров процесса прямого синтезирования и устанавливающие взаимосвязь эксплуатационных свойств машиноароительных заготовок от содержания отдельных компонентов гранульной композиции;

• технологические принципы и схемы автоматизированного процесса прямого синтезирования конструкционных и технологических материалов, состоящие в приготовлении гранульной композиции из дисперсных отходов и последующей их обработке в специализированном электротермическом агрегате, позволяющие реализовать производство качественных машиностроительных заготовок в ресурсосберегающем режиме.'

Практическая полезность работы:

• предложен автоматизированный технологический процесс получения конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок на базе вторичного сырья;

• разработана конструкция автоматизированного электротермического агрегата для получения конструкционного (ферросилид) и технологического (высокоглиноземистый цемент) материалов для машиностроительных заготовок из дисперсных отходов;

• разработана, изготовлена и испытана автоматизированная система управления специализированным электротермическим агрегатом;

• получен программный комплекс, реализующий алгоритмы оптимизации эксплуатационных параметров конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок.

Методы исследований. В работе в качестве основных применены методы статистического анализа для обработки экспериментальных данных при проведении планового эксперимента, методы построения математических моделей и теории дифференциального исчисления.

Реализация результатов. Разработанная автоматизированная система управления технологическим процессом получения машиностроительных заготовок из дисперсных отходов использована для производства опытно-промышленной партии задвижек (ЗОчббр) с последующим их испытанием на Набережночелнинской ТЭЦ. Созданные АСУ и программный комплекс используются в учебном процессе в КамПИ на специальности 2102 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Апробации работы. Основные положения и результаты, полученные в работе, опубликованы в 12 печатных работах, доложены и обсуждены на международных научных и научно-практических конференциях: «Композиты и глубокая переработка природных ресурсов» (Набережные Челны, КамПИ 1999 г.), «Автоматизация и информационные технологии» (Набережные Челны, КамПИ, 2002 г.), «Проблемы жизнеобеспечения больших промышленных городов» (Набережные Челны, КамПИ, 2002 г.).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы, включающего 124 наименования, 19 приложений, содержащих схемы, листинги

программ. Работа изложена на 174 страницах машинописного текста, в том числе приложений на 29 страницах, содержит 20 рисунков и 26 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении освещена актуальность темы, рассмотрено состояние вопроса, сформулированы цели и основные задачи диссертационной работы, показана научная новизна и практическая ценность диссертации.

В первой главе приводится краткий обзор существующих систем автоматического регулирования, принципов управления, показателей качества систем. В главе исследованы возможности создания автоматизированного технологического процесса получения машиностроительных заготовок из дисперсных отходов методом прямого синтезирования. Следует отметить, что систематического исследования этого перспективного метода для получения машиностроительных заготовок автоматизированным способом не проводилось. Анализ работ по изучению метода прямого синтезирования показал, что главным фактором, влияющим на качество машиностроительных заготовок, является состав гранульной композиции дисперсных отходов. Однако ранее не исследовались закономерности процесса прямого синтезирования для получения конструкционных и технологических материалов, что затрудняет создание автоматизированного технологического процесса получения машиностроительных заготовок. Выявлено, что пока не создано систем автоматического управления специализированным электротермическим агрегатом для проведения процесса прямого синтезирования, а также датчиков непрерывного контроля угара элементов. Показана целесообразность разработки автоматизированной системы управления специализированным электротермическим агрегатом для проведения процесса прямого синтезирования, а также необходимость разработки технологического процесса для получения конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок из дисперсных отходов.

Во второй главе приводятся методики исследования, включающие в себя современное оборудование и приборы по определению эксплуатационных свойств конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок. Представлена методика постановки, проведения и обработки результатов планируемого эксперимента. Для оптимизации эксплуатационных свойств конструкционного (фер-росилида) и технологического (высокоглиноземистого цемента) материалов маши но-

строительных заготовок, полученных в специализированном электротермическом агрегате, можно применить метод планируемого эксперимента. Было решено в качестве исследуемых факторов принять состав гранульной композиции, (% мае.) и параметры технологического процесса получения машиностроительных заготовок из дисперсных отходов. Для реализации полного факторного эксперимента, в котором реализуются все возможные комбинации рассматриваемых факторов, варьируемых на двух уровнях, гребуется провести 16 опытов, каждый из которых необходимо повторить трижды. В результате проведенного исследования было установлено, что эффекты взаимодействия отсутствуют, т.е. между входными исследуемыми факторами отсутствует корреляционная связь или она настолько мала, что ею можно пренебречь. Поэтому использовать полный факторный эксперимент неэффективно, т.е. полный факторный эксперимент обладает избыточностью опытов. Более рационально использовать дробный факторный эксперимент или реплику 23~', которая позволяет сократить количество опытов за счет информации, которая не очень существенна при построении линейных моделей. '

Разработка математической модели процесса управления специализированным электротермическим агрегатом проводилась на основе массива экспериментальных данных. Коэффициенты математической модели определялись с заданной точностью

методом покоординатного спуска Разработан алгоритм управления специализиро-

/

ванным электротермическим агрег атом, представленный на рис.1.

Третья глава посвящена разработке технологии и оборудования для проведения процесса прямого синтезирования. Исходным сырьем для получения конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок в специализированном электротермическом агрегате с автоматизированной системой управления является гранульная композиция дисперсных отходов, сформированная из бигхаузной пыли, улавливаемой при плавке чугуна в электрических дуговых печах, стружки алюминиевого сплава АК9ч, измельченного графита и порошкообразной извести.

Основным отличием разработанной технологической схемы получения машиностроительных заготовок, объекта исследования, является использование дисперсных отходов, а в известных схемах применяются кусковые шихтовые материалы, что значительно повышает стоимость машиностроительных заготовок.

Рис.1. Алгоритм управления специализированным электротермическим агрегатом

Важнейшим фактором, обеспечивающим высокие эксплуатационные характеристики машиностроительной заготовки, является химический состав конструкционного и технологического материалов Химический состав ферросилида и высокоглиноземистого цемента определяется составом гранульной композиции. Для оптимизации состава гранульной композиции был использован метод планируемого эксперимента.

На основе обработки экспериментальных данных было получено 6 регрессной-

ных моделей. Разработанные модели позволяют описывать эксплуатационные свойства конструкционного (ферросилида) и технологического (высокоглиноземистого цемента и цементной смеси) в зависимости от состава гранульной композиции и технологических факторов. Исследовались жидкотекучесть, линейная усадка, скорость коррозии синтетического ферросилида, прочность высокоглиноземистого цемента, прочность, газопроницаемость цементной смеси на основе высокоглиноземистого цемент

Модели зависимости жидкотекучести мм>, линейной усадки (у2, %) и коррозионной стойкости (у1, г/м2хчас> синтетического ферросилида от состава композиции дисперсных отходов и температуры заливки сплава имеет вид

где х, - количество алюминиевой стружки в композиции % (мае.) от количества биг-хаузной пыли; х2 - количество измельченного графита в композиции % (мае.) от количества бигхаузной пыли; х3 - температура заливки сплава в форму, К.

Модель зависимости прочности высокоглиноземистого цемента (к,, МПа), прочности (у3, 105 Па) и газопроницаемости (у& ед.) цементной смеси на основе связующего из высокоглиноземистого цемента от состава композиции дисперсных отходов и содержания цемента в формовочной смеси имеет вид

где х4 - количество порошкообразной извести в композиции % (мае.) от количества бигхаузной пыли; х5 - содержания высокоглиноземистого цемента в формовочной смеси, % (мае.).

Для приготовления расплавов конструкционных и технологических материалов из дисперсных отходов разработан новый специализированный электротермический агрегат, оснащенный системой автоматизированного управления, которая обеспечивает непрерывную подачу гранульной композиции и максимальную глубину переработки дисперсных отходов. Разработан алгоритм управления, представленный на

у, = -10769,65 + 1,49*/ + 44,74*; + 7,43*.,; >.2=-12,17- 0,014х,- 0,25*,+ 0,01*,; Уз = 13,94 - 0,3*, + 2,24хг,

(1) (2) (3)

у4 = 48,8 + 0,6*/ - 0Д8*,;

у,=-7,46 + 0,336х, - 0,062*, + 1,32*,;

Уь = 356,72 - 1,095л, + 0.41 1*,- 18,84т,,

(4)

(5)

(6)

рис.1. На основании алгоритма предложена структурная схема управления специализированным электротермическим агрегатом (рис.2).

АГРЕГАТ

I----------------1

ДАТЧИК УГАРА

Рис.2. Структурная схема управления специализированным электротермическим агрегатом

Важнейшим условием получения качественного конструкционного материала является обеспечение постоянства температуры выдаваемого расплава на уровне

1520 К Температура плавильной ванны регулируется посредством изменения расстояния между концом электрода и поверхностью металла. Входным сигналом автоматизированной системы управления служит температура металла, измеряемая термопарой, встроенной в плавильное пространство горячим спаем. Объектом управления является длина дуги специализированного электротермического агрегата. В случае разогрева металла до 1570-1620 К, сигнал с термопары, через блок сравнения и управления поступает на контроллер электродвигателя механизма подъема электрода. Для разработки автоматизированной системы управления необходимо исследование электрических параметров дуги специализированного электротермического агрегата.

В результате проведения серии экспериментов была построена вольт-амперная характеристика дуги различной длины (от 30 до 70 мм) и падающая вольт-амперная характеристика генератора тока (рис.3).

■О 4 0П

80

300

500

700

900

1100

1300

Сипа тока, А

Рис.3. Вольт-амперная характеристика генератора тока и статические характеристики дуги специализированного электротермического агрегата:

1 - жесткая характеристики дуги (длина дуги 30 мм);

2 - жесткая характеристики дуги (длина дуги 50 мм);

3 - жесткая характеристики дуги (длина дуги 70 мм);

4 - вольт-амперная характеристика генератора тока

Точки пересечения вольт-амперных характеристик определяют напряжение и силу тока дуги данной длины. Известно, что для дуги с жесткой характеристикой на-

пряжение пропорционально ее длине

где длина дуги; а ч р - коэффициенты регрессии.

Для определения а и р использовался метод наименьших квадратов. Оценки параметров могут быть найдены из решения задачи безусловной минимизации

Ф (а, /?) = Х(1/(Я-/ЖЛ-а)2-> шт.

(8)

Для ее решения составляется система уравнений, полученных дифференцированием (I), для стационарной точки функции Ф (а, Р)

ор .=1 дФ X

да ы

(9)

3 3 3

г2

М 1=1 1=1

(Ю)

Ее решение с учетом экспериментальных данных: а - 67,63; р — 0,67. Матрица вторых производных целевой функции

ф" =

214

(=1 1=1

214» 6

(И)

Она, очевидно, положительно определена, и, следовательно, точка (а, Р) = (67,63; 0,67) является решением задачи.

ид= 67,63 + 0,67

(12)

Проверена адекватность полученного уравнения результатам наблюдений по критерию Фишера при а= 0,95 /гря„= 0,19 < , = 2,6.

Найденная зависимость позволила производить регулировку температуры расплава. В результате увеличения длины дуги напряжение на дуге возрастает, количество теплоты выделяемое на дуге уменьшается. Если этого уменьшения недостаточно для снижения температуры плавильного пространства, подъем электрода продолжается вплоть до полного затухания дугового разряда. Розжиг дуги происходит посредством опускания электрода. Зашита генератора тока от короткого замыкания осуществляется по величине тока /„ ,. На основе экспериментальных данных была получена математическая модель процесса управления специализированным электротермическим агрегатом: ^

£„ = 0,05е0 004' - 0,03Н. + 45,33, (13)

где Т - температура расплава, К; //„ расстояние от подины до зеркала металла, мм.

Коэффициенты математической модели определялись с заданной точностью методом покоординатного спуска.

Четвертая глава посвящена обобщению и практическому внедрению результатов исследования. Разработана конструкция специализированного электротермического агрегата и принципиальная схема системы автоматизированного управления, представленные на рис. 4. Гранулы загружаются в противоточный реактор указанного агрегата постоянного тока, в котором происходит окончательная сушка и прогрев гранул. Далее, поступая в плавильную ванну, гранулы расплавляются с одновременным протеканием апюмотермической металлизациии окисленных элементов бигхауз-ной пыли (Ре, 81, Мп, Сг) и образованием двух жидких фаз: металлической и шлаковой.

Для управления технологическим процессом специализированный электротермический агрегат впервые оснащен спектроанализатором непрерывного контроля состава отходящих газов, образующихся при плавке гранулированных дисперсных отходов. При этом, в отличие о г существующих спектроанализаторов, впервые в качестве источника возбуждения спектра использовался высоковольтный факельный разряд (ВФР), способный атомизировать мелкодисперсные аэрозоли с возбуждением спектра дымов. По составу отходящих дымов определяется угар железа.

VI

Рис. 4. Принципиальная схема системы автоматизированного управления специализированным электротермическим агрегатом

1 - гранулы; 2 - шнек: 3 - противоточный реактор; 4 - плавильное пространство; 5 - электродуговой разряд: 6 - графитовый электрод: 7 - кронштейн: 8 - противоэлектрод; 9 - система подвижки электрода; 10 -дымопровод; 11 - фильтр; 12 - заслонка; 13 - ВФР; 14 - поплавковый расходомер; 15 - переключающий кран; 16 - излучение; 17 - оптическая система: 18 - спектроана-лизатор; 19 - контроллер с цифровым преобразователем: 20 - атомизация эталонов; 21 - устройство управления электродвигателем; 22 - электродвигатель; 23 - реверсивный двигатель; 24 - термопара

Метод управления ведением плавки основан на контроле интенсивности аналитической линии железа (404,582 нм), при помощи спектроанализатора дымов и цифрового преобразователя. В зависимости от уровня сигнала аналитической линии железа принимается решение об изменении расхода гранульной композиции, подающейся в плавильную ванну. Увеличение скорости вращения подающего устройства -шнека, обеспечивающего подачу очередной порции гранульной композиции в плавильную ванну, производится при снижении величины сигнала аналитической линии железа ниже заданной. С накоплением гранульной композиции, не успевшей усвоить-ся поверхностью расплава, степень угара возрастает из-за переходов катодного пятна на близко расположенные к нему участки введенного материала, что обуславливает резкое возрастание сигнала аналитической линии железа.

Для предотвращения переполнения плавильной ванны разработана система аварийного отключения загрузочного устройства.

Было установлено, что шлак, полученный в процессе алюмотермического восстановления, в измельчённом состоянии имеет вяжущие свойства на уровне тех, которыми обладает высокоглинозёмистый цемент.

Применение автоматизированной системы управления специализированным электротермическим агрегатом позволило снизить безвозвратные потери конструкционного материала не менее чем на 15%, а также синтезировать ферросилид заданной температуры (1520 + 20 К), что обеспечило формирование качественной машиностроительной заготовки.

Апробация автоматизированной системы управления производилась при изготовлении серии корпусов задвижек из опытного сплава ЧС13, полученного в специализированном электротермическом агрегате из композиции дисперсных отходов машиностроения. Задвижка в опытном корпусе была установлена на водород-катионитовых фильтрах второй ступени установки химического обессоливания Набе-режночелнинской ТЭЦ. Срок службы серийно выпускаемой задвижки из сплава СЧ25 составляет 2950 часа, задвижка из опытного сплава потеряла герметичность после 5120 часов эксплуатации, что на 73% больше.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана автоматизированная система управления специализированным электротермическим агрегатом для получения конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок из дисперсных отходов с адаптивным принципом автоматического регулирования, отличающаяся от известных решений использованием спектроаналитического сигнала в качестве информативного параметра, регистрируемого в реальном времени технологического процесса.

2. Выявлены закономерности процесса прямого синтезирования конструкционных и технологических материалов из дисперсных отходов. Получены зависимости между составом гранульной композиции и свойствами машиностроительных заготовок Установлено превалирующее влияние содержания восстановителя на величину скорости коррозии синтетического конструкционного материала (ферросилида), определяющего эксплуатационные свойства конечных продуктов

3. Составлены математические модели для алгоритмов оптимизации состава гранул, построенные на основе расчета параметров процесса прямого синтезирования и устанавливающие взаимосвязь эксплуатационных свойств машиностроительных заготовок от содержания отдельных компонентов гранульной композиции.

4 Разработаны технологические принципы и схемы автоматизированного процесса прямого сишезирования конструкционных и технотогических материалов, состоящие в приготовлении гранульной композиции из дисперсных отходов и последующей их обработке в специализированном электротермическом агре1ате, позволяющие реализовать производство качественных машиносфоительных заготовок в ресурсосберегающем режиме.

5 Внедрение нового автоматизированного технологического процесса получения машиностроительных заготовок из дисперсных отходов позволит сократить на 53% затраты на основные материалы, что обеспечит снижение себестоимость производства машиностроительных заготовок на 24%

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Карих Ф.Г., Петров Д.М., Сафронов H.H., Харисов JI.P. Непрерывный контроль процесса плавки дисперсных отходов // Литейное производство. - 2003. - №7. -С.20-21.

2. Сафронов H.H., Харисов JI.P. Автоматизированный комплекс управления специализированным электротермическим агрегатом для получения машиностроительных заготовок из дисперсных отходов // Онлайновый научно-технический журнал «Информационные социально-экономические аспекты создания современных технологий». - 2003 - №1(11). - С.40-45.

3. Сафронов H.H., Харисов Л.Р. Автоматизированная установка для получения ферросилида и высокоглиноземистого цемента из дисперсных отходов машиностроения // Автоматизация и информационные технологии: Тезисы докладов Межвузовской научно-практической конференции. - Набережные Челны, 2002. - С. 13-14.

4. Сафронов H.H., Харисов Л.Р. Система автоматической подачи дисперсных отходов в специализированный электротермический агрегат для получения машиностроительных заготовок // Онлайновый научно-технический журнал «Информационные социально-экономические аспекты создания современных технологий». - 2003 -№1(11). -С.45-48.

5. Сафронов H.H., Харисов Л.Р. Получение ферросилида и глиноземистого цемента из композиций дисперсных отходов машиностроения // Композиты и глубокая переработка природных ресурсов: Тезисы докладов второго международного симпозиума. - Набережные Челны - 1999. - С.46-47.

6. Сафронов H.H., Хайруллин М.Р., Харисов Л.Р. Механические свойства синтетического чугуна из дисперсных отходов машиностроения // Литейное производство. - 2001. - №9. - С.6.

7. Сафронов H.H., Акст Е.Р., Харисов Л.Р. Эксплуатационные свойства синтетических ферросилида и высокоглиноземистого цемента из дисперсных отходов машиностроительных предприятий // Литейное производство. - 2002. - №2. - С.11.

8. Сафронов H.H., Хайруллин М.Р., Харисов Л.Р. Получение серых чугунов с компактной формой графитных включений // Онлайновый научно-технический журнал «Информационные социально-экономические аспекты создания современных технологий». - 2002. -№1(7). - С.28-33.

9. Сафронов H.H., Хайруллин М.Р., Харисов JI Р. Исследование механических свойств синтетического чугуна из дисперсных отходов предприятий машиностроительного комплекса II Онлайновый научно-технический журнал «Информационные социально-экономические аспекты создания современных технологий». - 2002. -№1(7). -С.34-38.

10. Сафронов H.H., Харисов Л.Р. Прямое синтезирование ферросилида и глиноземистого цемента из дисперсных отходов машиностроения // Онлайновый научно-технический журнал «Информационные социально-экономические аспекты создания современных технологий». - 2002. - №2(8). - С.11-15.

11. Сафронов H.H., Акст Е.Р., Харисов Л.Р. Термический метод переработки твердых бытовых отходов // Проблемы жизнеобеспечения больших промышленных городов: Материалы конференции. - Набережные Челны: Изд-во КамПИ, 2002. -С.338-339.

12. Сафронов H.H., Хайруллин М.Р., Харисов Л.Р. Получение графитовых включений компактной формы в структуре серого чугуна И Литейное производство. -2001.-№12. -С.8-9.

I

ЛР N 020342 от 7.02.97 г. ЛР№ 0137 от 2.10.98 г. Подписано в печать 20.10.03 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать ризографическая Уч.-изд.л. 1,0 Усл.-печ.л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ 1895 Издательско-полиграфический центр Камского государственного политехнического института

423810, г. Набережные Челны, Новый город, проспект Мира, 13

РНБ Русский фонд

2006-4 27127

1 8 ная 2003

Оглавление.

Введение.

1. Анализ информации об объекте исследования.

1.1. Автоматизированные системы управления.

1.1.1 Принципы управления.

1.1.2 Характеристики систем.

1.1.3 Устойчивость и качество систем.

1.2 Информационное обеспечение построения компонентов АСУ ТП.

1.2.1 Характеристика продукта объекта АСУ ТП (ферросилида).

1.2.2 Характеристика продукта объекта АСУ ТП (высокоглиноземистого цемента).

1.2.3 Область применения продуктов объекта АСУ ТП в машиностроении.

2. Выбор методов исследования.

2.1 Разработка математической модели.

2.1.1 Построение плана эксперимента.

2.1.2 Методика расчета коэффициентов уравнений регрессии.

2.2 Математическая обработка результатов эксперимента на ЭВМ.

2.2.1 Метод Гаусса-Зейделя.

2.2.2 Составление программного продукта.

2.2.3 Апробация модели с использованием вычислительной техники.

3. Разработка экспериментального оборудования.

3.1 Постановка задачи исследования.

3.2 Методика исследования и экспериментальное оборудование.

3.2.1 Система автоматизированного управления шнековым питателем

3.2.1.1 Спектроанализатор дымов (САД).

3.2.1.2 Система газоснабжения САД.

3.2.1.3 Оснастка САД.

3.2.1.4 Метод контроля процесса с применением видеоспектроанализа-тора.

3.2.2 Автоматизированная система обеспечения качества конструкционного материала.

3.2.3 Методика исследования свойств продуктов объекта АСУ ТП.

3.3 Составление плана эксперимента.

3.3.1 План эксперимента исследования скорости коррозии синтетического ферросилида и прочности высокоглиноземистого цемента.

3.3.2 План эксперимента исследования жидкотекучести и линейной усадки синтетического ферросилида.

3.3.3 План эксперимента исследования прочности и газопроницаемости цементной смеси на основе высокоглиноземистого цемента.

3.4 Обработка результатов эксперимента.

3.4.1 Обработка результатов эксперимента по исследованию жидко-текучести и линейной усадки синтетического ферросилида.

3.4.2 Обработка результатов эксперимента по исследованию скорости коррозии синтетического ферросилида и прочности высокоглиноземистого цемента.

3.4.3 Обработка результатов эксперимента по исследованию прочности и газопроницаемости цементной смеси на основе высокоглиноземистого цемента.

3.5 Оптимизация целевой функции.

4. Практическое внедрение результатов исследования.

4.1 Анализ условий эксплуатации опытного изделия.

4.2 Сравнительный анализ свойств машиностроительных заготовок.

4.3 Экономический эффект.

4.3.1 Расчет затрат на производство конструкционного материала по традиционной технологии.

4.3.2 Расчет затрат на производство конструкционного материала по альтернативной технологии.

Выводы.

Современное промышленное производство литых машиностроительных заготовок требует применения в технологическом процессе автоматизированных систем управления, обеспечивающих стабильность заданных эксплуатационных свойств конструкционных материалов, а также высокие экономические показатели производственного процесса. В настоящее время автоматизации в литейном производстве подверглись лишь процессы заливки сплавов и обработки отливок, а процесс приготовления сплавов часто ведется интуитивно. Существующие системы управления процессами приготовления металлов из кусковых шихтовых материалов построены по принципу программного управления или обратной связи по выходу. В качестве управляющего параметра обычно выбирается температура металла в плавильной ванне.

Технологический процесс получения конструкционных ферросилидов имеет ряд особенностей, связанных с использованием в шихте дорогих первичных материалов, таких как: ферросилиций, ферромарганец, чугун, сталь углеродистая. Эти материалы нуждаются в предварительной подготовке перед вовлечением их в технологический процесс. Поэтому ферро-силид, полученный традиционным способом, имеет очень высокую стоимость, что ограничивает область его возможного применения. Для устранения этого недостатка предлагается получать ферросилид из дисперсных отходов машиностроения по технологии прямого синтезирования в специализированном электротермическом агрегате. Для получения конструкционного материала из композиции дисперсных отходов был предложен новый технологический процесс.

Указанные отходы в большом количестве образуются на предприятиях машиностроительного комплекса. Существующие технологические процессы в машиностроении не позволяют эффективно использовать их в производстве. Сложность утилизации указанных отходов заключается в дисперсности материала, окисленном состоянии присутствующих элементов и сильном загрязнении отходов, поэтому они вывозятся в отвалы, что наносит значительный экологический ущерб окружающей среде, приводит к экономическим потерям производственных предприятий на захоронение отходов и штрафным санкциям природоохранных инстанций.

Сущность метода прямого синтезирования заключается в алюмотер-мическом восстановлении окисленных элементов композиции дисперсных отходов. В состав гранульной композиции входят бигхаузная пыль, улавливаемая при плавке чугуна в электрических дуговых печах, стружка алюминиевого сплава АК9ч, измельченный графит и порошкообразная известь. Анализ состава бигхаузной пыли позволяет сделать вывод о том, что указанный материал содержит все необходимые элементы и в достаточном количестве, чтобы синтезировать ферросилид, например марки ЧС13. Однако, эти элементы (Fe, Si, Мп) находятся в окисленном состоянии. Присутствующая в композитной грануле алюминиевая стружка является восстановителем указанных окисленных элементов бигхаузной пыли. Входящая в состав гранульной композиции порошкообразная известь выполняет двоякую роль. Во-первых, при формовании гранул из увлажнённой смеси и последующей их сушки порошкообразная известь инициирует процесс твердения, который обуславливает упрочнение гранул наряду с наличием вяжущих свойств у бигхаузной пыли. Во-вторых, наличие извести необходимо для формирования жидкоподвижного шлака из продуктов алюмотермического процесса металлизации элементов, составляющих синтетический ферросилид.

Синтезирование ферросилида по рассматриваемой технологии из дисперсных отходов машиностроения отличается от традиционной электродуговой плавки из металлических кусковых материалов большим количеством образующегося шлака. Было установлено, что данный шлак в измельчённом состоянии обладает вяжущими свойствами на уровне тех, которыми обладает высокоглинозёмистый цемент. То есть, данный продукт можно использовать в качестве технологического материала в производстве машиностроительных заготовок.

Однако, для получения машиностроительных заготовок из отходов не разработаны модели, описывающие эксплуатационные и технологические свойства ферросилида в зависимости от состава гранульной композиции, что затрудняет производство машиностроительных заготовок из дисперсных отходов в автоматизированном режиме. Поэтому исследование процессов алюмотермического восстановления окисленных элементов, разработка моделей зависимости свойств продуктов переработки от состава гранул, разработка специализированного электротермического агрегата и системы управления технологическим процессом для получения машиностроительных заготовок с заданными эксплуатационными и технологическими свойствами, являются актуальными задачами автоматизации производства на базе вторичного сырья.

Целью диссертационной работы является анализ и синтез автоматизированного технологического процесса получения машиностроительных заготовок из композиции дисперсных отходов в специализированном электротермическом агрегате.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие научные задачи:

• экспериментальные исследования закономерностей процесса алюмотермического восстановления окисленных элементов дисперсных отходов;

• поиск математических моделей зависимости эксплуатационных свойств машиностроительных заготовок от состава гранульной композиции и параметров процесса прямого синтезирования;

• разработка автоматизированного технологического процесса получения конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок;

• разработка системы управления специализированным электротермическим агрегатом, вспомогательных систем, алгоритмов и программного обеспечения, необходимых для ее работы.

Положения, выносимые на защиту и обладающие научной новизной:

• алгоритмы для построения системы управления специализированным электротермическим агрегатом, работающей в режиме реального времени и обеспечивающей высокие эксплуатационные свойства машиностроительных заготовок;

• закономерности процесса прямого синтезирования конструкционных и технологических материалов из дисперсных отходов, зависимости между составом гранульной композиции и свойствами машиностроительных заготовок, из которых следует превалирующее влияние содержания восстановителя на величину скорости коррозии синтетического конструкционного материала (ферросилида), определяющего эксплуатационные свойства конечных продуктов;

• математические модели для алгоритмов оптимизации состава гранул, построенные на основе расчета параметров процесса прямого синтезирования и устанавливающие взаимосвязь эксплуатационных свойств машиностроительных заготовок от содержания отдельных компонентов гранульной композиции;

• технологические принципы и схемы автоматизированного процесса прямого синтезирования конструкционных и технологических материалов, состоящие в приготовлении гранульной композиции из дисперсных отходов и последующей их обработке в специализированном электротермическом агрегате, позволяющие реализовать производство качественных машиностроительных заготовок в ресурсосберегающем режиме.

Практическая полезность работы:

• предложен автоматизированный технологический процесс получения конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок на базе вторичного сырья;

• разработана конструкция автоматизированного электротермического агрегата для получения конструкционного (ферросилид) и технологического (высокоглиноземистый цемент) материалов для машиностроительных заготовок из дисперсных отходов;

• разработана, изготовлена и испытана автоматизированная система управления специализированным электротермическим агрегатом;

• получен программный комплекс, реализующий алгоритмы оптимизации эксплуатационных параметров конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок.

134 ВЫВОДЫ

1. Разработана автоматизированная система управления специализированным электротермическим агрегатом для получения конструкционных и технологических материалов машиностроительных заготовок из дисперсных отходов с адаптивным принципом автоматического регулирования, отличающаяся от известных решений использованием спектроаналитического сигнала в качестве информативного параметра, регистрируемого в реальном времени технологического процесса.

2. Выявлены закономерности процесса прямого синтезирования конструкционных и технологических материалов из дисперсных отходов. Получены зависимости между составом гранульной композиции и свойствами машиностроительных заготовок. Установлено превалирующее влияние содержания восстановителя на величину скорости коррозии синтетического конструкционного материала (ферросилида), определяющего эксплуатационные свойства конечных продуктов

3. Составлены математические модели для алгоритмов оптимизации состава гранул, построенные на основе расчета параметров процесса прямого синтезирования и устанавливающие взаимосвязь эксплуатационных свойств машиностроительных заготовок от содержания отдельных компонентов гранульной композиции.

4. Разработаны технологические принципы и схемы автоматизированного процесса прямого синтезирования конструкционных и технологических материалов, состоящие в приготовлении гранульной композиции из дисперсных отходов и последующей их обработке в специализированном электротермическом агрегате, позволяющие реализовать производство качественных машиностроительных заготовок в ресурсосберегающем режиме.

5. Внедрение нового автоматизированного технологического процесса получения машиностроительных заготовок из дисперсных отходов позволит сократить на 53% затраты на основные материалы, что обеспечит снижение себестоимости производства машиностроительных заготовок на 24%.

1. Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов: теоретические основы и их практическое приложение. Пер. с англ. И.Л.Розенфельда.- М.:Машгиз, 1962.-254 с.

2. Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов. М.:Металлургия, 1968.-498 с.

3. Акимов Г.В. Теория и методы исследования коррозии металлов. -АН СССР, 1965.

4. Клинов И .Я. Коррозия химической аппаратуры и коррозионностой-кие материалы. М.Машиностроение, 1976. — 468 с.

5. Томашев Н.Д., Чернова Г.Л. Коррозия и коррозионностойкие сплавы. — М.:Металлургия, 1973. 232 с.

6. Кривошеев А.Е., Маринченко Б.В., Фетисов Н.М. Коррозионная стойкость немодифицированного и модифицированного чугуна // Литейное производство, 1983. — №3. — с. 6-7.

7. Томашев Н.Д. Теория коррозии и защиты металлов. -М.:Металлургиздат, 1960. 591 с.

8. Бобро Ю.Г. Жаростойкие и ростоустойчивые чугуны. — Москва-Киев: Машгиз, 1960. 170 с.

9. Шейко А.А., Зеленый Б.Г., Бондаревский В.Н. Повышение служебных свойств высоколегированных литых сталей и чугунов. — М.:3нание, 1987. — с. 112.

10. Ващенко К.И. Химически стойкие отливки из высоколегированных железоуглеродистых сплавов. М.:Машгиз, 1964. - 132 с.

11. Справочник по чугунному литью / Под.ред. Н.Г.Гиршовича. 3-е изд. — Л. Машиностроение, 1978. — 758 с.

12. Бобро Ю.Г. Легированные чугуны. М.:Металлургия, 1976.-288 с.

13. Гречин В.П. Легированное чугунное литье. — М.:Оборонгиз, 1952. —147 с.

14. Пивоварский Е. Зысококачественный чугун. Пер.с нем ./ Под.ред. И.Н.Богачева и Б.Г.Лившица. В 2-х т. — М.Металлург, 1965. Т.И 1184 с.

15. Справочник литейщика. Чугунное литье /Под.ред. Л.М.Мариенбаха. — М.:Машгиз. 1961.-774 с.

16. Александров Н.Н., Клочнев Н.И. Технология получения и свойства жаростойких чугунов. М.Машиностроение, 1964. 171 с.

17. Окнов М.Г. Металлография чугуна. М.:Металлургия, 1958. — 210 с.

18. Бунин К.П., Малиночка Я.Н., Таран Ю.Н. Основы металлографии чугуна. М.:Металлургия, 1969. 415 с.

19. Бунин К.П., Таран Ю.Н. Строение чугуна. М. Металлургия, 1972.170 с.

20. Юм-Розери В., Рейнтор Г.В. Структура металлов и сплавов. М.:Металлургиздат, 1960.— 391 с.

21. Троицкий Г.Н. Свойства чугуна. М.Машиностроение, 1961.-290 с.

22. Материалы в машиностроении: Справочник в 5 т./ Под.ред. И.В.Кудрявцева. М.Машиностроение, 1969. т.4. Чугун. - 248 с.

23. Довгалевский Я.М. Чугуны с особыми свойствами. — М.:Металлургиздат, 1952. 147 с.

24. Добровольский И.И., Жуков А.А., Пахнющий И.О. Расчет структуры и механических свойств нелегированных и легированных чугунов // Литейное производство. — 1988, №5. — с.69-72.

25. Пивоварский Е. Высококачественный чугун. Т. I, II. М.Металлургия, 1965. 1250 с.

26. Юкалов И.Н. Отливки из химически стойких сплавов. -М.Машиностроение, 1964. 232 с.

27. Салли А., Ползучесть металлов и жаропрочные сплавы. Оборонгиз, 1953.-285 с.

28. Ланда А.Ф. Основы получения чугуна повышенного качества. М.:Машгиз, 1960. 836 с.

29. Гиршович Н.Г., Иоффе А.Я., "Жаростойкие чугуны", информационно-технический листок №44, Литейное производство, 1958.

30. Чугун: Справ.изд./Под ред. А.Д.Шермана и А.А.Жукова. М.:Металлургия, 1991. 575 с.

31. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская Е.А. Вяжущие материалы. Киев: Высшая школа, 1975. 443 с.

32. Рояк С.И., Рояк Г.С. Специальные цементы. М.:Стройиздат, 1969.279 с.

33. Сегалова Е.Е., Соловьева Е.С., Ребиндер П.А. Кристаллизационное структурообразование в суспензиях трехкальциевого алюмината. — ДАН СССР, 1957, №1, с. 134-137.

34. Физико-химические основы гидратационного твердения вяжущих веществ / П.А.Ребиндер, Е.Е.Сегалова, Е.А.Амелина и др. — в кн. Шестой Международный конгресс по химии цемента. T.II, Гидратация и твердение цемента. М.:Стройиздат, 1976, с.58-68.

35. Домокеев А.Г. Строительные материалы: Учебник. — М.: Высш.школа, 1982.-383 с.

36. Бутт Ю.М., Беркович Т.М. Вяжущие вещества с поверхностно-активным добавками. М., Промстройиздат, 1953. 248 с.

37. Ребиндер П.А. Поверхностно-активные вещества их применение. -Химическая наука и промышленность, 1959, т. IV, №5, с.554-565.

38. Стольников В.В. Воздухововлекающие добавки в гидротехническом бетоне. М.-Л., Госэнергоиздат, 1953. 168 с.

39. Хигерович М.И. Гидрофобный цемент и гидрофобно-пластифицирующие добавки. М., Промстройиздат, 1957. 208 с.

40. Ратинов В.Б., Иванов Ф.М. Химия в строительстве. М., Стройиздат, 1969.-200 с.

41. Влияние предварительной обработки жидкого стекла на технологические свойства смесей / Богдан И.В., Носков Б.А., Пепенко В.Д., и др. В кн.: Теория формовки. Труды шестого совещания по теории литейных процессов. М., АН СССР, 1961.-С.73-77.

42. Ващенко К.И., Дорошевич С.П., Вареник П.А. Текучесть сыпучих и наливных самотвердеющих смесей. — В кн.: Обмен опытом внедрения технологии изготовления литейных стержней и форм из жидких самотвердеющих смесей. М., НИИинформтяжмаш, 1966. —с.31-44.

43. Берг П.П. Формовочные материалы. М.:Машиностроение, 1963. —408 с.

44. Худзиевич Р., Гутовски В. Быстротвердеющие жидко подвижные цементные смеси. // Литейное производство, 1976, №1, - с. 17-19.

45. Сано С., Киношита К. Технологический процесс изготовления форм из быстротвердеющих цементных смесей. Доклад на 34-м Международном конгрессе литейщиков. Париж, 1967. — с.135-141.

46. Берг П.П. Качество литейной формы. М.:Машиностроение, 1971. —291 с.

47. Бречко А.А., Великанов Г.Ф. Формовочные и стержневые смеси с заданными свойствами. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. — 216с.

48. Борсук П.А., Лясс А.М. Жидкие самотвердеющие смеси. М. Машиностроение, 1979.-255 с.

49. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования эксперимента. — М.Машиностроение: София: Техника, 1980. 304 с.

50. Трусов B.C. Теория эксперимента. Учебное пособие. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1983. - 183 с.

51. Калоша В.К., Лобко С.И., Чиркова Т.С. Математическая обработка результатов эксперимента. Минск: Выш.школа, 1982. - 103 с.

52. Лунев В.А. Планирование и обработка технологического эксперимента: Учебн. пособие. — Л.:ЛПИ. 84 с.

53. Корниенко Э.Н., Карих Ф.Г., Колесников М.С., Козар А.В., Мещеряков А.В. Возможности непрерывного контроля плавки по составу отходящих дымов//Литейное производство N 1, 1997, С. 6.

54. Карих Ф.Г. Устройство для возбуждения спектра дымов, ПРФ N 2085871 И Б.И. 1997 N 21 С. 65.

55. Карих Ф.Г. Устройство для спектрального анализа образцов. ПРФ N 2085870 от 27.07.97.

56. Карих Ф.Г. Способ спектроаналитического определения состава дымов. ПРФ N 2090867, Б.И. N26, 1997 г.

57. Сафронов Н.Н., Хайруллин М.Р., Харисов Л.Р. Механические свойства синтетического чугуна из дисперсных отходов машиностроения // Литейное производство. 2001. - №9. - С.6.

58. Теория автоматического управления / Под ред. А. А. Воронова. -М.: Высш. шк., 1986. 4.1. - 368 е.; 4.2. - 504 с.

59. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1989. - 752 с.

60. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987. — 712 с.

61. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. Л.: Энергия, 1975.-415 с.

62. Теория автоматического управления / Под ред. А. В. Нетушила. -М.: Высш. шк., 1976. 4.1. - 424 е.; Ч.Н. - 430 с.

63. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.: Наука, 1989. — 304 с.

64. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975. — 768 с.

65. Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления. — М.: Наука, 1986.-616 с.

66. Цыпкин ЯЗ. Основы теории автоматических систем. М.: Наука, 1977.-548 с.

67. Математические основы теории автоматического регулирования / Под ред. Б. К. Чемоданова. М.: Высш. шк., 1971. - 807 с.

68. Воронов А.А. Основы теории автоматического управления. Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. М.: Энергия, 1980.

69. Сю Д., Мейер А. Современная теория автоматического управления и ее применение. М.: Машиностроение, 1972.

70. Чинаев П.И. Самонастраивающиеся системы (справочник). Киев: Наукова думка, 1969.

71. Воронов А.А. Устойчивость, управляемость, наблюдаемость. — М.: Наука, 1979.

72. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. — М.: Машиностроение, 1978.

73. Морозовский В.Т. Многосвязные системы автоматического регулирования. — М.: Энергия, 1970.

74. Основы автоматического регулирования и управления / Под ред. В. М. Пономарева и А. П. Литвинова. — М.: Высшая школа, 1974.

75. Основы проектирования следящих систем / Под ред. Н. А. Лакоты. -М.: Машиностроение, 1978.

76. Основы теории автоматического управления / Под ред. Н. Б. Судзи-ловского. М.: Машиностроение, 1985.

77. Проектирование следящих систем двустороннего действия / Под ред. В. С. Кулешова. — М.: Машиностроение, 1979.

78. Розенвассер Е.Н., Юсупов P.M. Чувствительность систем управления. М.; Наука, 1981.

79. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования. — М.: Машиностроение, 1985.

80. Теория автоматического управления / Под ред. А. В. Нетушила. — М.: Высшая школа, 1976.

81. Цыпкин ЯЗ. Основы теории автоматических систем. М.: Наука,

82. Зайцев О.С. Общая химия. М.: Химия, 1990. - 352 с.

83. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа,1998.

84. Рамсден Э.Н. Начало современной химии. JL: Химия, 1989.

85. Кутепов A.M., Бондарева Т.Н., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. М.: Высшая школа, 1990.

86. Цитович И.К. Курс аналитической химии. М.: Высшая школа, 1994.

87. Павлов Н.Н. Неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 1986.

88. Васильев В.П. Аналитическая химия. — М.: Высшая школа, 1989. Ч.1,ч. 2.

89. Фримантл М. Химия в действии. М.: Мир, 1991. Ч. 1, ч. 2.

90. Князев В.А., Смаргин С.Н. Неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 1990.

91. Басоло Ф., Джонсон Р. Химия координационных соединений. М.: Мир, 1966.

92. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. -М.: Химия. 1981.

93. Гиллеспи Р. Геометрия молекул. М.: Мир, 1975.

94. Общая химия / Под ред. Е. М. Соколовской. М.: изд-во МГУ, 1990.

95. Грей Г. Электроны и химическая связь. М.: Мир, 1967.

96. Угай А.Я. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа,1997.

97. Гринберг А.А. Введение в химию комплексных соединений. 4-е изд. Л.: Химия, 1971.

98. Карапетьянц М.Х. Введение в теорию химических процессов. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1978.

99. Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. СПб.: Химия, 1995.

100. Гамаева О.С. Физическая и коллоидная химия. М.: Высшая школа,

101. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Строение вещества. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1978.

102. Коровин Н.В. Общая химия. М.: Высш.шк., 2000.

103. Красовицкая Т.И. Электронные структуры атомов и химическая связь. 2-е изд. М.: Просвещение, 1980.

104. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1982.

105. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. 2-е изд. JL: Химия, 1978.

106. Справочник химика / Под ред. Б. П. Никольского и др. Л.: Химия,1966.

107. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е. JL: Химия,1982.

108. Бесекерский В.А. Цифровые автоматические системы. — М.: Наука,1976.

109. Болнокин В.Е., Чинаев П.И. Анализ и синтез систем автоматического управления. — М.: Радио и связь, 1986.

110. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем. — М.: Наука, 1987.

111. Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы. — М.: Машиностроение, 1982.

112. Мееров М.В. Исследование и оптимизация многосвязных систем управления. М.: Наука, 1986.

113. Попов Е.П. Динамика систем автоматического регулирования. — М.: Наука, 1984.

114. Фельдбаум А.А., Бутковский А.Г. Методы теории автоматического управления. М.: Наука, 1971.

115. Шаталов А.С., Барковский В.В. и др. Методы синтеза систем управления. М.: Машиностроение, 1977.

116. Турчак Л.И. Основы численных методов: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.В. Щенникова. М.: Наука, 1987.

117. Автоматизация металлургических печей: Уч-к для вузов / В.Ю. Ка-чанов, О.М. Блинов, Г.М. Глинков, В.А. Морозов. Под ред. О.М. Блинова. -М.:Металлургия, 1975.

118. Автоматизация процессов машиностроения / Под ред. Д.И. Дащен-ко. -М.: Высш.шк., 1991.

119. Автоматизация мелкосерийного машиностроительного производства и качество продукции / Под ред. Р.И. Адгамова. — М.: Машиностроение, 1983.

120. Program Korroziya; Uses Crt;

121. Var xl, xln, xlx, xlh, xlc, x2, x2n, x2x, x2h, x2c, min, z: Real;1. Begin1. ClrScr;

122. WriteLn('yKa>KHTe состав гранульной композиции, %(мас.)'); WriteLn('AnraMHHHeBafl стружка:');

123. Write('Bведите нижний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xln);

124. Write('Bведите верхний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlx);

125. Write('Bведите точность вычисления содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlh);

126. WriteLn('Гpaфит измельченный:');

127. Write('Bведите нижний предел содержания графита измельченного:'); ReadLn(x2n);гйе('Введите верхний предел содержания графита измельченного:'); ReadLn(x2x);

128. WriteLn ('Миниальное значение скорости коррозии ферросилида ',min:5:2,' г/м2хчас');

129. WriteLn ('Это значение достигается при содержании, %(мас.):');

130. WriteLn ('алюминиевой стружки:', xl:5:2);

131. WriteLn ('графита измельченного:', х2:5:2);1. End.С1. Начало

132. Описание переменных: xl, xln, xlx, xlh, xlc, хЗ, хЗп, хЗх, x3h, хЗс, n, z.

133. Ввод: xln, xlx, xlh, x2n, x2x, x2h.Tmax:= 48.8+0.6*xlx-0.28*x3x Ixlc:=xlnIx3c:=x3nтz:= 48.8+0.6*xlx-0.28*x3x-z>maxmax:=zlxln:=xllx3n:=x3lx3c:=x3c+x3h1. Печать: max, xl, x3.1. Конец

134. ПРОГРАММА ПОИСКА МАКСИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОГО ЦЕМЕНТА

135. Program Prochnostcementa; Uses Crt;

136. Var xl, xln, xlx, xlh, xlc, хЗ, хЗп, x3x, x3h, x3c, max, z: Real;1. Begin1. ClrScr;

137. WriteLnCYicaacHTe состав гранульной композиции, %(мас.)'); WriteLn('Алюминиевая стружка:');

138. Write('Bведите нижний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xln);

139. Write('Bведите верхний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlx);

140. Write('Bведите точность вычисления содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlh);

141. WriteLn(,Пopoшкooбpaзнaя известь:');

142. Write('Bведите нижний предел содержания порошкообразной извести:'); ReadLn(x3n);

143. Write('Bведите верхний предел содержания порошкообразной извести:'); ReadLn(x3x);

144. WriteLn ('Максимальное значение прочности высокоглиноземистого цемента max:5:2,' МПа');

145. WriteLn ('Это значение достигается при содержании, %(мас.):'); WriteLn ('алюминиевой стружки: \х 1:5:2); WriteLn ('порошкообразной извести: ',хЗ:5:2); End.

146. Program Zhidkotekuchest; Uses Crt;

147. Var xl, xln, xlx, xlh, xlc, x2, x2n, x2x, x2h, x2c, x4, x4n, x4x, x4h, x4c, max, z: Real;1. Begin1. ClrScr;

148. WriteLn('yKa>KHTe состав гранульной композиции, %(мас.)'); WriteLn('Алюминиевая стружка:');

149. Write('Bведите нижний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xln);

150. Write('Bведите верхний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlx);

151. Write('Bведите точность вычисления содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlh);

152. WriteLn(Tpa4>HT измельченный:');

153. Write('Bведите нижний предел содержания графита измельченного:'); ReadLn(x2n);

154. Write('Bведите верхний предел содержания графита измельченного:'); ReadLn(x2x);

155. Write('Bведите точность вычисления содержания графита измельченного:'); ReadLn(x2h);

156. WriteLn('TeMnepaTypa заливки сплава, К:');гп1е('Введите минимальную температуру заливки сплава:');1. ReadLn(x4n);

157. WriteCBeeflHTe максимальную температуру заливки сплава:'); ReadLn(x4x);

158. WriteLn ('Максимальное значение жидкотекучести ферросилидаmax:5:2,' мм'' WriteLn ('Это значение достигается при содержании, %(мас.):'); WriteLn ('алюминиевой стружки: ',х 1:5:2); WriteLn ('графита измельченного: \х2:5:2);

159. WriteLn ('Заливка сплава должна производится при температуре: *,х4:5:2,' К'); End.

160. ПРОГРАММА ПОИСКА МИНИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ЛИНЕЙНОЙ УСАДКИ СИНТЕТИЧЕСКОГО ФЕРРОСИЛИДА1. Program Ysadka; Uses Crt;

161. Var xl, xln, xlx, xlh, xlc, x2, x2n, x2x, x2h, x2c, x4, x4n, x4x, x4h, x4c, min, z: Real;1. Begin1. ClrScr;гИе1л('Укажите состав гранульной композиции, %(мас.)'); WriteLn(,Aлюминиeвaя стружка:');

162. Write('Bведите нижний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xln);

163. Write('Bведите верхний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlx);

164. Write('Bведите точность вычисления содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlh);

165. WriteLn('Гpaфит измельченный:');

166. Write('Bведите нижний предел содержания графита измельченного:'); ReadLn(x2n);

167. Write('Bведите верхний предел содержания графита измельченного:'); ReadLn(x2x);

168. Write('B ведите точность вычисления содержания графита измельченного:'); ReadLn(x2h);

169. WriteLn('TeMnepaTypa заливки сплава, К:');

170. Write('Bведите минимальную температуру заливки сплава:');1. ReadLn(x4n);

171. Write(lBвeдитe максимальную температуру заливки сплава:'); ReadLn(x4x);

172. WriteLn ('Мимимальное значение линейной усадки ферросилидаmin:5:2,'%'); WriteLn ('Это значение достигается при содержании, %(мас.):'); WriteLn ('алюминиевой стружки: ',xl:5:2); WriteLn ('графита измельченного: ',х2:5:2);

173. WriteLn ('Заливка сплава должна производится при температуре: ',х4:4:0,' К'); End.1. Начало J^)

174. Описание переменных: xl, xln, xlx, xlh, xlc, хЗ, хЗп, хЗх, x3h, хЗс, х4, x4n, х4х, 4h, 4с, n, z.I

175. Ввод: xln, xlx, xlh, хЗп, хЗх, x3h, x4n, х4х, x4h.max:= -7.46+0.336*xln-0.062*x3n+1.32*x4nIxlc:=xlnIx2c:=x2nx4c:=x4nz:=-7.46+0.336*xln-0.062*x3n+1.32*x4n1. Печать: max, xl, x2, x41 —1. CI Конец

176. ПРОГРАММА ПОИСКА МАКСИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНОЙ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТОГО1. ЦЕМЕНТА.

177. Program Prochnostcementnoysmesi; Uses Crt;

178. Var xl, xln, xlx, xlh, xlc, хЗ, хЗп, x3x, x3h, x3c, x4, x4n, x4x, x4h, x4c, max, z: Real;1. Begin1. ClrScr;

179. WriteLn('yKa>KHTe состав гранульной композиции, %(мас.)'); WriteLn('Алюминиевая стружка:');

180. Write('Bведите нижний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xln);

181. Write('Bведите верхний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlx);

182. Write('Bведите точность вычисления содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlh);

183. WriteLn('nopoiiiKOo6pa3Hoft извести:');

184. Write('Bведите нижний предел содержания порошкообразной извести:'); ReadLn(x3n);

185. Write('Bвeдитe верхний предел содержания порошкообразной извести:'); ReadLn(x3x);

186. Write('Bведите точность вычисления содержания порошкообразной извести:'); ReadLn(x3h);

187. WriteLn('Coдepжaниe высокоглиноземистого цемента в цементной смеси, %:'); Write('Bведите нижний предел содержания высокоглиноземистого цемента в цементной смеси:'); ReadLn(x4n);

188. Write('B ведите верхний предел содержания высокоглиноземистого цемента в цементной смеси:'); ReadLn(x4x);

189. WriteLn ('Максимальное значение прочности цементной смесиmax:5:2,' МПа'); WriteLn (Это значение достигается при содержании, %(мас.):'); WriteLn ('алюминиевой стружки: ',xl:5:2); WriteLn ('порошкообразной извести: *,хЗ:5:2);

190. WriteLn ('содержания высокоглиноземистого цемента в цементной смеси: \х4:5:2); End.

191. ПРОГРАММА ПОИСКА МАКСИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ЦЕМЕНТНОЙ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОГЛЙНОЗЕМИСТОГО ЦЕМЕНТА

192. Program Gazopronicaemostcementnoysmesi; Uses Crt;

193. Var xl, xln, xlx, xlh, xlc, хЗ, хЗп, хЗх, x3h, x3c, x4, x4n, x4x, x4h, x4c, max, z: Real;1. Begin1. ClrScr;

194. WriteLnOYicamrre состав гранульной композиции, %(мас.)'); WriteLn('AniOMHHHeBafl стружка:');

195. Write('Bведите нижний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xln);

196. Write('Bвeдитe верхний предел содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlx);

197. Write('Bвeдитe точность вычисления содержания алюминиевой стружки:'); ReadLn(xlh);

198. УгкеЬп('Порошкообразной извести:');

199. Write('Bведите нижний предел содержания порошкообразной извести: *); ReadLn(x3n);

200. Write('Bведите верхний предел содержания порошкообразной извести:'); ReadLn(x3x);

201. Write('BBeflHTe точность вычисления содержания порошкообразной извести:'); ReadLn(x3h);

202. WriteLn(lCoдepжaниe высокоглиноземистого цемента в цементной смеси, %:'); Write('Bведите нижний предел содержания высокоглиноземистого цемента в цементной смеси:'); ReadLn(x4n);

203. Write('Bведите верхний предел содержания высокоглиноземистого цемента в цементной смеси:'); ReadLn(x4x);

204. WriteLn ('Максимальное значение газопроницаемости цементной смесиmax:5:2,' ед.');

205. WriteLn ('Это значение достигается при содержании, %(мас.):'); WriteLn ('алюминиевой стружки: ',х 1:5:2); WriteLn ('порошкообразной извести: \хЗ:5:2);