RU2015183C1 - Heating process control device - Google Patents
Heating process control device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2015183C1 RU2015183C1 SU4934882A RU2015183C1 RU 2015183 C1 RU2015183 C1 RU 2015183C1 SU 4934882 A SU4934882 A SU 4934882A RU 2015183 C1 RU2015183 C1 RU 2015183C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- input
- charge
- output
- metal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам автоматического управления процессом нагрева металла в печах и может быть использовано на печных агрегатах в металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности. The invention relates to a device for automatically controlling the process of heating metal in furnaces and can be used on furnace units in the metallurgical, engineering and other industries.
Известен способ регулирования температуры нагрева металла в печи (Заявка Японии N 51-29841, кл. С 21 Д 11/00 от 01.03.73), заключающийся в том, что в нагреваемом материале, проходящем через печь непрерывно на тележках, размещаются термопары по одной на каждую тележку, показания которых передаются через специальные ролики и секционные контакты на входное устройство одновременно с показаниями термопар, измеряющих температуру в каждой зоне печи. По сигналу рассогласования между температурами зоны в печи и нагреваемого материала регулируется расход газа на горелки. A known method of regulating the temperature of heating the metal in the furnace (Japanese Application No. 51-29841, class C 21
Описанный выше способ реализован в проходной термической печи по авт. свид. СССР N 998831, кл. F 27 B 9/4 от 16.12.80 г., в котором сделана попытка повысить точность измерения температуры металла за счет применения сложных зачистных устройств подвижных и неподвижных контактов, работающих непосредственно в рабочем пространстве печи. The method described above is implemented in a continuous thermal furnace according to ed. testimonial. USSR N 998831, class F 27 B 9/4 of December 16, 80, in which an attempt was made to increase the accuracy of measuring the temperature of the metal through the use of complex cleaning devices for movable and fixed contacts working directly in the working space of the furnace.
Кроме того, известен способ управления процессом нагрева металла в печи [1] , заключающийся в периодическом измерении температуры металла с помощью приводной контактной термопары, размещенной в конце печи или зоны окончательного нагрева и последующем регулировании скорости перемещения металла в печи по рассогласованию фактически измеренной и заданной температуры поверхности металла. In addition, there is a known method of controlling the process of heating a metal in a furnace [1], which consists in periodically measuring the temperature of the metal using a contact thermocouple located at the end of the furnace or zone of final heating and then adjusting the speed of movement of the metal in the furnace by mismatching the actually measured and set temperature metal surface.
Устройство для реализации этого способа содержит регулятор температуры печи, выход которого через первый исполнительный механизм соединен с нагревателем, первый блок сравнения, выход которого соединен с входом регулятора температуры печи, а первый вход - с задатчиком температуры печи, регулятор температуры поверхности садки, вход которого соединен с выходом второго блока сравнения, первый вход которого соединен с задатчиком температуры поверхности садки, вторичный прибор для измерения температуры печи, вход которого соединен с термопарой, коммутатор и второй исполнительный механизм. A device for implementing this method comprises a furnace temperature controller, the output of which is connected to a heater through a first actuator, a first comparison unit, the output of which is connected to an input of a furnace temperature controller, and a first input to a furnace temperature setter, a surface temperature controller, whose input is connected with the output of the second comparison unit, the first input of which is connected to the setter for the temperature of the surface of the charge, a secondary device for measuring the temperature of the furnace, the input of which is connected to a thermo Macaw, switch and second actuator.
Недостатком способа и устройства для его реализации [1] является невозможность эффективного использования их при нагреве теплотехнических массивных садок (критерий Bi>0,5), так как значение только температуры поверхности металла является необходимым, но недостаточным для управления продолжительностью процесса нагрева теплотехнически массивных садок.The disadvantage of the method and device for its implementation [1] is the inability to effectively use them when heating thermotechnical massive cages (criterion B i > 0.5), since the value of only the surface temperature of the metal is necessary, but insufficient to control the duration of the heating process of thermotechnically massive cages .
После достижения заданной температуры поверхности металла по известному способу нагрева массивных садок дается гарантированная выдержка для прогрева его по массе, что приводит к значительным передержкам металла в печах, к увеличению расхода топлива и трудоемкости термообработки. В случае недостаточной продолжительности выдержки центр садки не прогревается до заданной температуры, что приводит к браку. After reaching a predetermined temperature of the metal surface by a known method of heating massive cages, a guaranteed shutter speed is given for heating it by mass, which leads to significant overexposure of metal in furnaces, to an increase in fuel consumption and the complexity of heat treatment. In case of insufficient exposure time, the center of the charge does not warm up to the set temperature, which leads to marriage.
Для управления процессом нагрева массивных садок и обеспечения минимальной продолжительности процесса и повышения качества термообработки необходимо знать температуру центра металла и, сравнивая ее с заданной, регулировать продолжительность процесса. To control the heating process of massive cages and ensure the minimum duration of the process and improve the quality of heat treatment, it is necessary to know the temperature of the center of the metal and, comparing it with the set one, adjust the duration of the process.
Целью изобретения является сокращение продолжительности нагрева и повышение качества термообработки теплотехнически массивных садок. The aim of the invention is to reduce the duration of heating and improve the quality of heat treatment of heat-technical massive cages.
Цель достигается тем, что предлагаемое устройство дополнительно содержит бесконтактный датчик температуры, вторичный прибор для измерения температуры поверхности металла, вычислительный блок, задатчик теплофизических параметров садки, задатчик температуры центра садки, третий блок сравнения, регулятор температуры центра садки, причем первый вход коммутатора соединен с выходом регулятора температуры центра садки, второй вход - с выходом регулятора температуры поверхности садки, управляющий вход коммутатора соединен с вторым выходом второго блока сравнения, выход третьего блока сравнения соединен с входом регулятора температуры центра садки, первый вход соединен с задатчиком температуры садки, второй вход - с выходом вычислительного блока, первый вход которого соединен с задатчиком теплофизических параметров садки, второй вход - с первым выходом вторичного прибора для измерения температуры поверхности металла, второй выход которого соединен с вторым входом второго блока сравнения, вход вторичного прибора для измерения температуры поверхности металла соединен с бесконтактным датчиком температуры, выход вторичного прибора для измерения температуры печи соединен с вторым входом первого блока сравнения, выход коммутатора соединен с вторым исполнительным механизмом. The goal is achieved by the fact that the proposed device further comprises a non-contact temperature sensor, a secondary device for measuring the surface temperature of the metal, a computing unit, a setter of thermophysical parameters of the charge, a setter of temperature of the center of the charge, a third comparison unit, a temperature controller of the center of the charge, and the first input of the switch is connected to the output temperature controller of the center of the charge, the second input - with the output of the temperature controller of the surface of the charge, the control input of the switch is connected to the second output of the second comparison unit, the output of the third comparison unit is connected to the input of the temperature controller of the charge center, the first input is connected to the charge controller of the charge, the second input is connected to the output of the computing unit, the first input of which is connected to the charge controller of the thermal parameters of the charge, and the second input is connected to the first output of the secondary device for measuring the surface temperature of the metal, the second output of which is connected to the second input of the second comparison unit, the input of the secondary device for measuring the surface temperature of the metal is connected to with a non-contact temperature sensor, the output of the secondary furnace temperature measuring device is connected to the second input of the first comparison unit, the output of the switch is connected to the second actuator.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. The drawing shows a block diagram of the proposed device.
Печная термопара 3, вторичный прибор 5, первый блок 7 сравнения, задатчик 10, регулятор 14, первый исполнительный механизм 17, нагреватель 2 образуют контур I стабилизации заданной температуры печи. The furnace thermocouple 3, the
Металл 1, бесконтактный датчик 4 температуры металла, вторичный прибор 6, второй блок 8 сравнения, задатчик 12, регулятор 16, коммутатор 20, второй исполнительный механизм 18 образуют контур II управления процессом нагрева по фактической температуре поверхности садки металла. Metal 1, a non-contact metal temperature sensor 4, a
Металл 1, бесконтактный датчик 4 температуры металла, вторичный прибор 6, вычислительный блок 19, задатчик 13, третий блок 9 сравнения, задатчик 11, регулятор 15, коммутатор 20, второй исполнительный механизм 18 образуют контур III управления процессом нагрева по расчетной температуре центра садки. Metal 1, a non-contact metal temperature sensor 4, a
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
Нагреваемый металл 1 проходит термическую обработку при температуре печи tпечи = сonst (900оС).The heated metal 1 undergoes heat treatment at a furnace temperature t furnace = const (900 about C).
Стабилизация заданной температуры печи осуществляется контуром I управления, в котором сигнал о фактической температуре в рабочем пространстве поступает от печной термопары 3, через вторичный прибор 5 на первый блок 7 сравнения, где сравнивается с температурой, заданной задатчиком 10, а полученный сигнал рассогласования через регулятор 14 и первый исполнительный механизм 17 поступает на управление мощностью нагревателя 2. Stabilization of a given furnace temperature is carried out by a control circuit I, in which a signal about the actual temperature in the working space comes from the furnace thermocouple 3, through a
Управление процессом нагрева металла в печи осуществляется двумя контурами II и III по двум параметрам: фактической температуре поверхности садки металла (tпов факт) и расчетной температуре центра садки (tцентр. расч). Сигнал о фактической температуре поверхности нагреваемого металла 1 поступает от бесконтактного датчика 4, например прибора спектрального отношения "Спектропир 11-002", обеспечивающего точность измерения температуры металла 1 на уровне термопары.The process of heating the metal in the furnace is controlled by two circuits II and III according to two parameters: the actual temperature of the surface of the metal cage (t rep fact ) and the calculated temperature of the center of the cage (t center. Calculation) . The signal about the actual surface temperature of the heated metal 1 comes from a non-contact sensor 4, for example, a spectrometer "Spectropyr 11-002", which ensures the accuracy of measuring the temperature of metal 1 at the level of the thermocouple.
Полученный сигнал о величине фактической температуры поверхности металла 1 от датчика 4 температуры подают по контуру II через вторичный прибор 6 на второй блок 8 сравнения, где он сравнивается с температурой, заданной задатчиком 12, а сигнал рассогласования подается через регулятор 16, коммутатор 20 (через нормальнозакрытые контакты К1-1) и второй исполнительный механизм 18 на управление продолжительностью нагрева металла 1 путем регулирования либо темпа толкания, либо скорости перемещения нагреваемого металла 1 в печах непрерывного действия или регулирования времени выдержки - в печах периодического действия. The received signal on the value of the actual temperature of the metal surface 1 from the temperature sensor 4 is supplied along circuit II through the
При достижении заданной температуры поверхности металла 1 (tпов факт = =tпов зад ± Δ t) в связи с отсутствием рассогласования в контуре II от второго блока 8 сравнения подается напряжение на катушку реле К1 коммутатора 20, которая размыкает контакты К1-1 и замыкает контакты К1-2, соединяющие регулятор 15 с механизмом 18, т.е. включается контур управления III вместо контура II. На вычислительный блок 19 поступают сигналы от вторичного прибора 6 и задатчика 13 соответственно о величине фактической температуры поверхности металла 1 и характеризующие исходные теплотехнические данные нагреваемой садки (например, λэкв - эквивалентная теплопроводность садки). В вычислительном блоке 19 рассчитывается температура центра садки (tцентр расч) по фактически измеренной температуре поверхности ее (tпов факт) путем решения дифференциального уравнения теплопроводности при начальных и граничных условиях, задаваемых сигналами, поступающими непрерывно с прибора 6 и задатчика 13. Полученный в блоке 19 сигнал о температуре центра садки подается на третий блок 9 сравнения, где он сравнивается с заданной задатчиком 11 температурой центра (tцентр зад), а сигнал рассогласования подается через регулятор 15, коммутатор 20 и второй исполнительный механизм 18 на управление продолжительностью нагрева металла 1 путем регулирования либо темпа толкания, либо скорости перемещения нагреваемого металла 1 в печах непрерывного действия или регулирования времени выдержки - в печах периодического действия. При достижении заданной температуры центра нагреваемого металла (tцентр расч = t центр зад ± Δ t) скорость перемещения деталей в печах непрерывного действия стабилизируется для сохранения постоянным достигнутого равенства температур, а в печах периодического действия дается команда на выгрузку металла, чем обеспечивается сокращение продолжительности нагрева.When the specified surface temperature of the metal 1 is reached (t rep fact = = t rep ass ± Δ t) due to the lack of mismatch in circuit II from the
Так как обеспечение сокращения продолжительности нагрева в печах непрерывного действия возможно при формировании управляющих воздействий по конечным результатам нагрева, измерение температуры поверхности металла и расчет температуры центра производят либо в конце зоны, где заканчивается нагрев металла, для процессов, состоящих из нагрева до заданной температуры и технологической выдержки при ней в последующих зонах печи, либо в конце печи для процессов, не требующих технологической выдержки по достижении заданной температуры нагрева металла. Since it is possible to reduce the duration of heating in continuous furnaces when controlling actions are generated according to the final heating results, the measurement of the surface temperature of the metal and the calculation of the center temperature are carried out either at the end of the zone where the heating of the metal ends, for processes consisting of heating to a given temperature and technological holding it in the subsequent zones of the furnace, or at the end of the furnace for processes that do not require technological exposure upon reaching the set heating temperature and metal.
Таким образом предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволяет управлять процессом нагрева теплотехнически массивных садок (критерий Bi>0,5) в печах по двум параметрам: по фактической температуре поверхности нагреваемого металла и по расчетной температуре центра его с обеспечением формирования управляющих воздействий по сигналам рассогласования этих параметров и заданных значений. Устройство универсально и может быть использовано для нагрева теплотехнически тонких садок (критерий Bi<0,5), при этом контур III приведенной блок-схемы автоматически не принимает участия в управлении в связи с отсутствием рассогласования температуры между поверхностью и центром нагреваемой садки (Δ tфакт пов-центр=0).Thus, the proposed device in comparison with the prototype allows you to control the heating process of heat-technical massive cages (criterion B i > 0.5) in furnaces according to two parameters: the actual temperature of the surface of the heated metal and the calculated temperature of its center with the formation of control actions for the mismatch signals these parameters and setpoints. The device is universal and can be used for heating thermotechnically thin cages (criterion B i <0.5), while circuit III of the given block diagram does not automatically take part in control due to the absence of temperature mismatch between the surface and the center of the heated cage (Δ t pov-center fact = 0).
Устройство обеспечивает максимальную экономичность нагрева и минимальную продолжительность его путем управления процессом по рассогласованию расчетной и заданной температур центра металла за счет полного исключения характерных для известных технологических процессов нагрева и управления передержек металла в печах, выполняемых с целью обеспечения гарантированного прогрева массивных садок деталей по сечению. Одновременно исключаются и случаи непрогрева металла по сечению, приводящие к браку. The device provides maximum heating efficiency and its minimum duration by controlling the process of mismatching the calculated and set temperatures of the metal center due to the complete elimination of heating and control of metal overexposure in furnaces, characteristic of well-known technological processes, to ensure guaranteed heating of massive sections of cross sections. At the same time, cases of non-heating of the metal over the cross section, leading to marriage, are excluded.
Экономическая эффективность предложенного устройства определяется сокращением продолжительности термообработки в среднем на 25% за счет исключения имеющих место передержек металла в печах с целью получения гарантированного прогрева термообрабатываемого металла по сечению. The economic efficiency of the proposed device is determined by reducing the duration of heat treatment by an average of 25% due to the exclusion of overexposed metal in furnaces in order to obtain guaranteed heating of the heat-treatable metal in cross section.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4934882 RU2015183C1 (en) | 1991-05-12 | 1991-05-12 | Heating process control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4934882 RU2015183C1 (en) | 1991-05-12 | 1991-05-12 | Heating process control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015183C1 true RU2015183C1 (en) | 1994-06-30 |
Family
ID=21573787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4934882 RU2015183C1 (en) | 1991-05-12 | 1991-05-12 | Heating process control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2015183C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497957C1 (en) * | 2012-06-08 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Automatic control device of liquid metal heating process in gas-fired reverberatory furnace |
RU2559549C1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-08-10 | Владимир Иванович Винокуров | Induction system for ironing |
WO2022036207A1 (en) * | 2020-08-14 | 2022-02-17 | Mantle Inc. | Drying during additive and subtractive manufacturing |
-
1991
- 1991-05-12 RU SU4934882 patent/RU2015183C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1199816, кл. C 21D 11/00, 1984. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497957C1 (en) * | 2012-06-08 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Automatic control device of liquid metal heating process in gas-fired reverberatory furnace |
RU2559549C1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-08-10 | Владимир Иванович Винокуров | Induction system for ironing |
WO2022036207A1 (en) * | 2020-08-14 | 2022-02-17 | Mantle Inc. | Drying during additive and subtractive manufacturing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4257767A (en) | Furnace temperature control | |
CN110100141B (en) | System and method for controlling temperature profile of steel sheet in continuous annealing line | |
RU2015183C1 (en) | Heating process control device | |
US3266725A (en) | Systems for controlling furnace temperatures without overshoot | |
US4633594A (en) | Optical-probe control device for drying ovens for mirror protective paint | |
US3633820A (en) | Furnace installation with commutative control system | |
US3625421A (en) | System for controlling furnace temperatures without overshoot | |
US1815061A (en) | Control system | |
JPS5831373B2 (en) | Temperature control method and device for continuous strip heat treatment furnace | |
US3527445A (en) | Furnace reversal system | |
US5102331A (en) | Radiant wall oven with temperature control | |
KR100467134B1 (en) | Control system for heating in glass bending oven | |
JPS6141725A (en) | Method for controlling hearth roll temperature of continuous annealing furnace | |
JPS6163034A (en) | Controlling system for uniform thickness of oxide film in semiconductor manufacturing furnace | |
ES351739A1 (en) | Method and apparatus for controlling annealing furnaces | |
SU857074A1 (en) | Method of automatic control of ceramic article annealing process in slot furnace | |
JPH0323835B2 (en) | ||
KR100250760B1 (en) | Controlling method for steel heat treatment in continuous furnace | |
RU1791798C (en) | Device for temperature control | |
SU364818A1 (en) | LIBRARY | |
SU440140A1 (en) | Device for controlling the operation of evaporators | |
US5743464A (en) | System for controlling work temperature by a programmed controller | |
US3751215A (en) | Deviation proportional analog pulse controlling apparatus | |
SU1470792A1 (en) | Method of controlling metal-heating | |
JPS63307217A (en) | Method for controlling temperature of stepped shaft in heating furnace |