Economical control of metal heating in continuous furnaces

Панферов, Владимир Иванович

doi:10.3103/s0967091207100087

Cited by 3 publications

(5 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Подчеркнем также, что использование условия (4) в математическом описании нагрева обусловлено самой постановкой задачи: обеспечить симметричное температурное поле в слябе. Суммарное охлаждающее действие элементов конструкции пода, согласно рекомендациям работ [10,11], учтено меньшим значением коэффициента внешнего теплообмена, т. е. считается, что вз > нз ; реальные численные значения коэффициентов вз , нз определяются при решении задачи параметрической идентификации модели нагрева металла [12][13][14][15][16].…”

Section: модель несимметричного нагреваunclassified

Temperature Control of the Lower Zones of Methodological Furnaces

Panferov¹,

Panferov²

2022

MET

View full text Add to dashboard Cite

Introduction. The problem of ensuring the identity of the heating trajectories of the upper and lower halves of the slab (slab heating symmetry) is considered for significantly different numerical values of the external heat transfer parameters for its upper and lower surfaces. This is due, in particular, to poor thermal insulation of the hearth pipes. Purpose of the study. To develop an algorithm for calculating the ratio of settings (tasks) required for symmetry for the temperature controllers of the working space of the upper and lower heating zones of continuous furnaces. Materials and methods. The analysis and generalization of literature data on the problem is carried out. A mathematical description of asymmetric heating is proposed, an optimization problem is posed and solved. Results. Algorithm variants provide for the possibility of describing external and internal heat transfer both in linearized and in the original non-linear form. For the case of representation of the heating process by a fully linearized heat conduction equation with a convective form of external heat transfer, the desired result is represented by an analytical formula. This, as is known, makes it possible to trace the influence of the initial process parameters on the optimal ratio of settings. Numerical research shows that observance of the calculated ratio of the settings ensures a satisfactory coincidence of the mass-average temperature trajectories of the upper and lower halves of the slab in the case of asymmetric heating itself (inequality of external heat transfer coefficients). A simplified solution of the problem under consideration is also proposed, when the dynamics of mass-average temperatures of the upper and lower halves of the slab is initially described by a first-order ordinary differential equation obtained from the heat conduction equation by integral temperature averaging over the thickness of the slab. The simplified version also provides, as a rule, practically acceptable proximity of the heating trajectories of the upper and lower halves of the slab and is even more “transparent” as to how the initial data affects the desired result. Conclusion. The use of the optimal ratio of settings allows, for example, when solving problems of optimal process control, to reduce the dimension of the desired control vector by half, which is very important in the development of algorithmic support for automated process control systems for heating furnaces.

show abstract

Section: модель несимметричного нагреваunclassified

Temperature Control of the Lower Zones of Methodological Furnaces

Panferov¹,

Panferov²

2022

MET

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Разработано два варианта алгоритма: 1) для случая, когда заготовкой еще не пройдена методическая зона печи; 2) для случаев, когда заготовка находится в любой другой зоне печи. Оба варианта алгоритма включают в себя структуру алгоритма работы [26] c добавлением процедуры расчета режима томильной зоны печи. Кроме того, первый вариант алгоритма учитывает также подогрев слябов в неотапливаемой методической зоне.…”

Section: рис 1 типичный график оптимального управления нагревомunclassified

About Economic Management of Heating Metal in Industrial Furnaces

Иванович¹

2018

CTAC&R

View full text Add to dashboard Cite

Оптимизации нагрева металла в нагревательных печах посвящено достаточно много работ (см., например, [1-7]). Данные работы отличаются, как правило, либо формальным (математическим) представлением задачи оптимизации, отражающим с той или иной степенью точности реальное содержание проблемы, либо методами ее решения. Установлено много интересных и важных аспектов, исследования продолжаются и в настоящее время [8, 9]. Вместе с тем, полученные результаты, как это уже отмечалось в [6, 7], позволяют выделить некоторое характерное свойство оптимальных процессов нагрева: для того чтобы экономить расход топлива на нагрев металла необходимо интенсифицировать процесс лишь к концу требуемого времени нагрева, т. е. в последних по ходу металла зонах печи. Разумеется, что здесь речь идет о тех случаях, когда заданное время нагрева существенно больше времени максимального быстродействия. В задаче же максимального быстродействия, очевидно, нет никакой свободы в выборе характера распределения тепловой нагрузки по зонам печи (или, что, то же самое по времени), понятно, что все отапливаемые зоны должны быть максимально нагружены. Естественно, что при этом степень утилизации теплоты, содержащейся в продуктах сгорания, в пределах печи будет заметно меньше, чем в тех случаях, когда нагружены только последние по ходу металла зоны печи. Поэтому, если сравнивать по экономичности ре

show abstract

“…Причем при нагреве массивных заготовок в печах для непосредственного измерения доступна лишь температура их поверхности. Температура внутренних точек также как и среднемассовая (среднеобъемная) температура не могут быть принципиально измерены инструментальными средствами, определяются они расчетным путем либо непосредственно по математической модели, настроенной на реальный процесс, либо по разработанным на ее основе алгоритмам контроля [4][5]. В связи с этим при построении АСУ ТП нагревательных печей возникает задача разработки приемлемых алгоритмов оценки температурного поля металла по доступным для измерения величинам процесса.…”

Section: постановка задачиunclassified

“…В связи с этим при построении АСУ ТП нагревательных печей возникает задача разработки приемлемых алгоритмов оценки температурного поля металла по доступным для измерения величинам процесса. Принципиальная возможность такой оценки определена в работе [6], в которой показано, что температурное поле заготовки в некоторый момент времени может быть однозначно определено по результатам измерения температуры печи и температуры поверхности металла на конечном отрезке времени. Левой границей отрезка должен быть момент времени, для которого определяется температурное поле заготовки.…”

Section: постановка задачиunclassified

“…Последнее может быть важным при построении АСУ ТП, работающей в реальном масштабе времени. Погрешность оценки температурного поля будет при этом достаточно приемлемой величиной хотя бы для задачи определения неизвестной (из-за неконтролируемости процесса охлаждения перед посадом в печи) начальной температуры слябов горячего посада, так как по нашим расчетам [4][5] погрешность определения начальной среднемассовой температуры металла в 30 и более градусов практически уже через 10 минут не сказывается на точности расчета температурного поля. Длительность же нагрева слябов в неотапливаемых методических зонах в любом случае больше этого времени, следовательно, к моменту начала управляемого процесса нагрева погрешность расчета температуры металла, обусловленная неточностью оценки начальной температуры, будет незначительной.…”

Section: постановка задачиunclassified

See 1 more Smart Citation