Автоматизация технологических процессов в условиях технологического комплекса КК-АДСК-МНЛЗ ПАО "МК Азовсталь", г. Мариуполь

 

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины

ГВУЗ Приазовский государственный технический университет

Факультет информационных технологий

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

Специальность 7.05020201 «Автоматизированное управление технологическими процессами»

Пояснительная записка к дипломному проекту

На тему

Автоматизация технологических процессов в условиях технологического комплекса КК-АДСК-МНЛЗ ПАО «МК Азовсталь», г. Мариуполь

Студент Петров О.В.

Руководитель проекта:

О.О. Койфман

Мариуполь, 2012

ANNOTATION

of research of the degree project is the basic oxygen furnace,steel refiningunit and the continuous casting machine of PublicJSC "metallurgical plant Azovstal.A specialpart of the project isthe mathematical modelof solidificationof the steelin crystallizerthe given degree project became submitted technology continuous flood in conditions of combine; technological object (continuous casting machine) as object of management.Problems of management on the basis of which are made a function chart of automation of the continuous casting machine are formulated. A general view ofmachine is shown. The basic-electric circuit of a contour of thermal regimethe crystallizer is designed.Communicationsof functional tasksare given. The model of solidificationof the ingotin crystallizer is developed. Results of modeling are submitted. Calculations on economy, a labor safety and a civil defense are executed.

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ

ВВЕДЕНИЕ

. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

.1 Управление дутьевым режимом конвертерной плавки

.2 Агрегат доводки стали в ковше. Продувка стали в ковше аргоном

.3 Тепловой режим кристаллизатора

. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

.1 Конструктивные и технологические особенности выплавки стали в кислородном конвертере

.2 Конструктивные и технологические особенности агрегата доводки стали в ковше

.3 Конструктивные и технологические особенности непрерывной разливки стали

.3.1 Характеристики агрегата

.4 Характеристика существующего технологического оборудования

. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ АВТОМАТИЗАЦИИ

.1 Постановка задач автоматизации кислородного конвертера

.2 Постановка задач автоматизации АДСК

.3 Постановка задач автоматизации МНЛЗ

. ОСНОВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ

.1Разработка и описание структурной схемы АСУ ТП ККЦ-АДСК-МНЛЗ

.1.1 Структурная схема автоматизации кислородного конвертера

.1.2 Структурная схема автоматизации агрегата доводки стали в ковше

.1.3 Структурная схема автоматизации МНЛЗ

.2 Разработка и описание функциональной схемы автоматизации и выбор технических средств автоматизации

.2.1 Функциональной схемы автоматизации выбор технических средств автоматизации кислородного конвертера

.2.2 Функциональной схемы автоматизации и выбор технических средств автоматизации АДСК

.2.3 Функциональной схемы автоматизации и выбор технических средств автоматизации МНЛЗ

.3 Описание структуры комплекса технических средств АСУ ТП ККЦ-АДСК-МНЛЗ

.4 Взаимосвязь функциональных задач АСУ ТП комплекса ККЦ-АДСК-МНЛЗ

. СПЕЦЧАСТЬ

.1 Математическая модель затвердевания стали в кристаллизаторе

.2 Программная реализация математической модели

.3 Разработка и описание принципиальной электрической схемы контура контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора

. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Организация производства

.1.1Организация работ по текущей эксплуатации приборов и средств автоматизации

.1.2 Определение штата, обслуживающих предлагаемую систему контроля и автоматического регулирования

.2. Экономика производства

.2.1 Расчет капитальных затрат

.2.2. Затраты на текущий ремонт КИП и автоматики

.2.3. Расчет фонда заработной платы

.2.4 Расчет отчислений на социальные нужды

.2.5 Прочие цеховые расходы

.2.6 Расчет амортизационных отчислений

.2.7 Расчет энергетических затрат

.3 Экономическая эффективность предлагаемой системы

.4. Технико-экономические показатели

. ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТИ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

.1 Охрана труда

.1.1 Анализ условий труда на конвертерном участке кислородно-конвертерного цеха комбината «Азовсталь»

.1.2. Расчет воздухообмена в помещении. Расчет количества воздуха, необходимого для удаления избытков вредных газов и паров

.1.3 Акустический расчет на рабочих местах

.1.4 Расчет искусственного освещения

.1.5 Пожарная безопасность. Определение категории пожаробезопасности и выбор степени огнестойкости здания

. ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА

.1 Основные положения

.2 Задание

.3 Исследование устойчивости работы объекта

.4 Мероприятия по повышению устойчивости работы в условиях радиоактивного заражения1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка:113 страницы, 6 рисунков, 16 таблиц, 3 приложения.

Тема проекта: Автоматизация технологических процессов в условиях технологического комплекса КК-АДСК-МНЛЗ ПАО «МК Азовсталь».

В данной записке рассмотрена машина непрерывного литья заготовок, ее конструкция и ход технологического процесса, рассмотрены проблемы и трудности технологического процесса. Построена структурная схема автоматизированной системы управления. КК-АДСК-МНЛЗ. Разработана функциональная схема системы автоматизации МНЛЗ, выбран комплекс технических средств для реализации предложенной структуры схемы автоматизации. Рассмотрена математическая модель затвердевания стали в кристаллизаторе МНЛЗ и разработана программная реализация данной модели. Выполнены разделы по экономике, охране труда и гражданской обороне.

автоматизация, кислородный конвертер (КК), АДСК, машина непрерывного литья закотовок (МНЛЗ), структурная схема, функциональная схема, принципиально-электрическая схема, комплекс технических средств, кристаллизатор, математическая модель, слиток, тепловой режим

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация управления технологическими процессами и производством играет важную роль в непрерывном увеличении выпуска продукции в нашей стране. Интенсификация и усложнение технологических процессов, рост единичной мощности агрегатов и повышение требований к качеству готовой продукции в соответствии с международными стандартами делают невозможным управление агрегатами без систем автоматизации.

Использование систем автоматического регулирования и управления позволяет более точно учесть расход материалов в производстве и прогнозировать ход процесса, так же возможно обеспечить информационное взаимодействие между различными связанными стадиями передела, проходящими в разных участках цеха и завода в целом, что позволяет учесть проблемы всех подразделений и уменьшить экономические потери при их простоях. Важную роль в таких процессах управления играет использование точных и самонастраивающихся математических моделей.

Тема данной дипломной работы - автоматизация технологических процессов в условиях технологического комплекса КК-АДСК-МНЛЗ ПАО «МК Азовсталь»

Сегодня металлургический комбинат «Азовсталь» является одним из лидеров Украинской металлургии. Это высокоэффективное металлургическое предприятие полного цикла - от производства кокса и агломерата, до выплавки стали и выпуска высококачественного плоского проката, сортовых и фасонных профилей.

Кислородно-конвертерный цех комбината - располагает самыми крупными и мощными конвертерами на территории Украины.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

.1 Управление дутьевым режимом конвертерной плавки

Кислородно-конвертерная плавка отличается сложностью физико-химических процессов, протекает с большой скоростью и при высокой температуре, характеризуется многорежимностью функционирования и большой размерностью решаемых задач, наличием нестационарных и взаимно-коррелированных шумов и помех измерения, имеет существенный дрейф рабочих параметров.

При высоких скоростях выплавки стали, имеющих место в конвертере, оператор физически не в состоянии переработать большой объем информации, выбрать наилучший режим и оперативно вмешаться в ход плавки. При ручном управлении ход продувки часто отклоняется от оптимального. Прежде всего, нарушается процесс шлакообразования, в результате чего шлак либо сворачивается, либо вспенивается, приводя к выносам и выбросам. Зачастую оператор останавливает продувку преждевременно или с опозданием. В первом случае приходится повторно, иногда по несколько раз додувать плавку, что снижает производительность конвертера. Передувка приводит к дополнительному расходу дорогостоящих материалов, увеличивает потери железа со шлаком, снижает стойкость футеровки. Только 45...50% плавок, а иногда и меньше, выпускают при ручном управлении с первой повалки.

Дутьевой режим плавки можно считать оптимальным, если обеспечивается выполнение следующих основных требований:

) высокая скорость удаления примесей металла (окисления углерода) при наиболее полном и примерно постоянном усвоении кислорода;

) быстрое шлакообразование;

) отсутствие выбросов металла и шлака;

) минимальное образование выносов и дыма;

) минимальное содержание газов в конечном металле. Выполнение этих требований возможно лишь при поддержании в заданных пределах основных параметров дутьевого режима, к которым относятся интенсивность подачи дутья (продувки), давление и чистота кислорода, положение (высота) фурмы над уровнем спокойной ванны и удельный расход кислорода, расстояние сопла фурмы до уровня спокойного металла.

Удельный расход кислорода изменяется в пределах от 47 до 57 м3/т стали, возрастая при увеличении содержания окисляющихся примесей в чугуне и снижаясь при увеличении доли стального лома в шихте, поскольку лом содержит меньше окисляющихся элементов, чем чугун.

Давление кислорода перед фурмой должно быть в определенных пределах. Выходные сопла Лаваля кислородной фурмы преобразуют энергию давления газа в кинетическую. Для достаточного заглубления кислородных струй в ванну и полного усвоения металлом кислорода необходима высокая кинетическая энергия струй, поэтому размеры сопел рассчитывают так, чтобы скорость струи на выходе из них составляла 450-500 м/с. Давление кислорода перед фурмой при этом должно быть 1,2-1,6 МПа.

Высота расположения фурмы имеет оптимальные пределы. При чрезмерно высоком расположении фурмы кислородные струи не будут внедряться в металл («поверхностный обдув») и будет низка степень усвоения кислорода; при чрезмерно низком положении («жесткая продувка») усиливается вынос капель металла отходящими газами и абразивный износ фурмы каплями металла, существенно замедляется шлакообразование и др. С учетом этого в конвертерах разной емкости фурму устанавливают на высоте, соответствующей расстоянию до уровня ванны в спокойном состоянии от 0,8 до 3,3 м. В этих пределах высота обычно возрастает при увеличении емкости конвертера и зависит также от конкретных условий работы данного конвертера.

Изменение высоты положения фурмы во время продувки обычно используют для регулирования окисленности шлака и ускорения его формирования.

Интенсивность продувки (в отличие от расхода кислорода в единицу времени, который возрастает при росте емкости конвертера и для большегрузных конвертеров достигает 2000 м3/мин), не зависит от емкости; она определяется главным образом конструкцией кислородной фурмы (числом сопел в ней) На разных заводах величина интенсивности J находится в пределах 3-5,0 и иногда доходит до 7 м3/т-мин при применении 7-ми сопловых фурм.

Интенсивность продувки J определяет длительность продувки t. Связь между величинами t и J примерно можно выразить следующим уравнением: t = Q/J, где Q - удельный расход кислорода, равный как выше отмечалось 47-57 м3/т.

Чистота кислорода оказывает большое влияние на качество стали, поскольку от нее зависит содержание в стали азота. Так, например, при использовании кислорода со степенью чистоты 98,3-98,7% сталь содержит 0,004-0,008% N, а при степени чистоты кислорода 99,5-0,002-0,004% N. Для предотвращения насыщения металла азотом необходимо применять кислород c чистотой не менее 99,5%.

Управление плавкой разделяется на три стадии - статический расчет, контроль динамики продувки и управление плавкой в замкнутом режиме. Задачей статического расчета является определение суммарного количества кислорода на плавку и определение необходимой величины глубины реакционной зоны.

В процессе продувки контролируются параметры шлакообразования и скорость обезуглероживания. Для этого контролируют акустические характеристики продувки и состав газа, покидающего конвертер. По этим характеристикам рассчитывают необходимые изменения дутьевого режима в процессе продувки.

Входная информация системы формируется аналоговыми сигналами, поступающими от датчиков, позиционными - из схем электроавтоматики, а также по сети от смежных АСУ, локальных систем автоматического управления (ЛС) и от различных автоматических рабочих мест (АРМ). Выходная информация поступает на экраны мониторов АРМов, печатающие устройства (ПЧ), а также по сети поступает как задания в ЛС.

Вся обрабатываемая информация проходит проверку на достоверность по пределам сигналов, длительности и возможному порядку следования событий. Основная технологическая информация вводится в УВК автоматически.

В состав УВК входят:

- АРМ дистрибуторщиков - рабочие станции конвертеров №1 и №2, расположенные в главных постах управления;

- АРМ мастера конвертерного отделения - рабочая станция площадки;

- АРМ системы управления положением фурмы конвертеров №1 и №2;

- сетевой концентратор - ОРС-сервер.

Система управления конвертерной плавкой представлена на рис. 1.

Система реализована на ОАО «Металлургический комбинат „Азовсталь

Рисунок 1.1 - АСУ конвертерной плавкой

1¼3-доля кремния, марганца и серы в чугуне; 4¼6-доля углерода, марганца и серы в готовом металле; 7-температура; 8-масса чугуна; 9-лома; 10-сыпучих; 11-температура металла на повалке; 12-масса раскислителей; 13-давление, 14-расход кислорода; 15-температура, 16-давление отходящих газов;17-положение фурмы; 18-марка стали; 19-выход годного; 20-масса брака; 21-масса отходов; 22-количество продутого кислорода; 23-продолжительность продувки; 24-содержание углерода; рекомендации: масса известняка (25), извести (26), шпата (27), ферросилиция (28), ферромарганца (29), количества кислорода на плавку (30); 31-протокол плавки; 32-ТЭП плавки; 33-эффективное количество кислорода; СКП-мнемосхема процесса; ЦВМ-цифровая вычислительная машина; ЛС - локальные системы управления. [1]

.2 Агрегат доводки стали в ковше. Продувка стали в ковше аргоном

Задача получения высококачественной стали или сплава, пригодных для изготовления ответственных изделий, сводится к разработке такой технологии выплавки, раскисления и корректировки химического состава до заданных узких пределов по марганцу, алюминию, кремнию, углероду, микролегирование редкими, щелочноземельными, редкоземельными и другими элементами, глубокое рафинирование от вредных примесей, которые могут обеспечить минимальное остаточное содержание вредных примесей, газов и неметаллических включений. Для указанной цели в отечественной и зарубежной металлургической практике с успехом пользуются вакуумированием стали в ковше с одновременной продувкой аргоном или другими инертными газами с целью снижения концентрации растворенных газов (водорода и азота) и уменьшения содержания кислорода и неметаллических включений. Наиболее простым способом внепечной обработки стали с целью улучшения ее качества является продувка жидкого металла в ковше инертным газом.

Успешное использования различных технологий внепечной обработки для решения конкретных производственных задач на таких предприятиях, как НЛМК, Нижнеднепровсом трубопрокатном заводе им. К. Либхнехта, ЗапСиб, Магнитогорском металлургическом комбинате, ММК "Азовсталь", ОАО «ММК им. Ильича» <#"justify">Наиболее простым способом внепечной обработки стали с целью улучшения ее качества является продувка жидкого металла в ковше инертным газом - аргоном через погруженные фурмы и пористые огнеупорные вставки, которая практически стала обязательным и неотъемлемым элементом технологической схемы при выплавке стали, особенно в случае раскисления металла в ковше и при непрерывной разливке.

На различных предприятиях внедрены различные способы обработки стали в ковше продувкой нейтральными газами.

На Западно-Сибирском металлургическом комбинате применяют метод струйно-кавитационного рафинирования стали аргоном, при котором аргон вводят в металл со скоростью, близкой к звуковой, что позволяет дополнительно частично удалять из жидкого металла водород и азот.

На Нижнетагильском металлургическом комбинате применяют метод продувки металла через серповидную фурму, характеризующийся повышением эффективности его обработки аргоном.

На Рустановском металлургическом комбинате впервые опробована технология продувки металла инертными газами и шлакообразующими реагентами. Защищена авторскими правами и патентами. Авторы удостоены Государственной премии Грузии. В 1990-е годы данная технология с определенными усовершенствованиями внедрена на Магнитогорском металлургическом комбинате, Нижнеднепровсом трубопрокатном заводе им. К. Либхнехта и на других предприятиях. Продувка инертными газами из баллона - везде опробованная технология.

Продувка металла в ковше нейтральными газами (аргоном или азотом) внедрена в конвертерных цехах металлургических комбинатов "Азовсталь", им. Дзержинского, им. Ильича, "Криворожсталь", в мартеновских цехах Макеевского металлургического комбината, заводе им. К. Либхнехтаи многих других.

Промышленное опробование продувки расплава аргоном выполняли на 160-тонных ковшах ОАО «ММК им. Ильича» <#"justify">На заводе им. К. Либхнехта в мартеновском цехе продувка колесной стали в ковше аргоном осуществляется с помощью погружаемой фурмы. Что обеспечило значительную экономию ферросплавов при повышенной ударной вязкости колесного металла.

На Макеевском металлургическом комбинате в мартеновском цехе продувка стали в ковше аргоном осуществляется с помощью погружаемой фурмы и обрабатывается кусковой шлакообразующей смесью.

На Нижне-Тагильского металлургического комбината в мартеновском цехе продувка рельсовой стали в ковше аргоном позволила уменьшить коэффициент расхода металла при прокатке на 3 кг/т, повысить выход годного.

На комбинате "Азовсталь" созданы современные комплексы доводки стали в ковшах большой емкости, позволяющие получать сталь заданного состава по основным и микролегирующим элементам, проводить глубокое рафинирование (по сере и кислороду) и модифицирование металла порошкообразными и кусковыми материалами.

На комбинате им. Дзержинского освоена технология микролегирования (ниобием, титаном, ванадием) и корректирования состав металла по марганцу, алюминию, кремнию на установках доводки стали в ковше. Для корректирования состава стали используют кусковые ферросплавы и алюминий в слитках, что обеспечивает экономию ферросплавов и введение жестких ограничений по химическому составу.

На ковшевых вакууматорах Череповецкого металлургического комбината и завода "Красный Октябрь" освоена технология производства вакуумированной подшипниковой стали.

На Донецком металлургическом заводе реализована технология аргоно-вакуумной порционной дегазации металла - АВПД-процесс. За счет этого увеличивается скорость дегазации и сокращение длительности вакуумирования, увеличиние пропускной способности и объема вакуумированной стали.

На металлургическом заводе "Красный Октябрь" внедрена технология вакуум-кислородного рафинирования коррозионностойкой стали, которая позволила снизить затраты по переделу, а также повысить усвоение хрома и титана.

На НЛМК внедрена технология обработки металла синтетическим шлаком с последующей продувкой порошкообразным силикокальцием, что позволило организовать производство низкосернистой стали для газопроводных труб диаметром 1420 мм на давление 7,5 МПа, используемых в условиях низких температур.

В наше время металлургия имеет достаточный опыт в области внепечной обработки стали, но тем не менее существует ряд проблем требующие серьезной технологической и технико-экономической проработки.

Проблемы внепечной обработки и непрерывной разливки стали в Украине:

Благодаря МНТС разработана концепция развития процессов внепечной обработки и непрерывной разливки стали в Украине, основой которой являются предложения специалистов НИИ, вузов и предприятий Украины, состоящая из разделов для внедрения в производство:

внедрить в сталеплавильном комплексе Украины усовершенствованные установки ковш-печь с совмещенным пневматическим и электромагнитным

перемешиванием металла, позволяющие рафинировать сталь широкого сортамента, обеспечивая их температурную и химическую однородность в заданных пределах;

внедрить вакууматоры циркуляционного типа с возможностью вдувания кислорода и порошковых реагентов, а также нагрева металла, что обеспечивает высокое качество поверхности металлоизделий при глубокой вытяжке;

оснастить вакууматоры устройствами газокислородного рафинирования аустенитных нержавеющих сталей, что обеспечит производство таких сталей с содержанием С< 0,02%; повышение их коррозионной стойкости не менее чем на 50%, технологической пластичности на 30%, а также даст возможность использовать углеродистый феррохром;

применить бескремнистое вакуум-углеродное раскисление с последующей окончательной обработкой расплава комплексными сплавами типа Са-Аl-

РЗМ-Si, что позволит улучшить качество деформированных сталей ответственного назначения за счет снижения в 1,5-2 раза количества неметаллических включений и повышения технологической пластичности;

использовать порошковую проволоку при обработке стали в установке ковш-печь, промковше и кристаллизаторе МНЛЗ для десульфурации и модифицирования металла, что увеличивает степень их усвоения, особенно элементов с повышенным сродством к кислороду; экономит лигатуру; стабилизирует химический состав стали; улучшает санитарно-гигиенические условия в цехах;

освоить производство и непрерывную разливку микролегированных азотом и ванадием углеродистых сталей строительной номенклатуры с повышенной на 30-40% прочностью, а также конструкционных и специальных легированных сталей с увеличенным в 2-3 раза эксплуатационным ресурсом при существенном снижении расхода легирующих элементов;

оборудовать промковши высокоэффективными конструкциями перегородок и устройствами динамического воздействия на расплав, керамическими фильтрационными вставками, что обеспечивает снижение в 2-2,5 раза загрязненности стали неметаллическими включениями и отвечает современным требованиям к качеству и зарубежным стандартам;

освоить технологию газоимпульсного перемешивания стали в кристаллизаторе путем циклического (с частотой 1,5-2,5 Гц) изменения давления в полости погружного стакана для более эффективного удаления неметаллических включений и повышения структурной однородности заготовок с сокращением на 10% времени затвердевания металла, снижением анизотропии механических характеристик проката и увеличением на 15-25% ударной вязкости при отрицательных температурах;

создать новейшую технологию и конструкцию машины полунепрерывного литья заготовок с магнитодинамическим промковшом для производства слитков из специальных марок сталей на машиностроительных и мини металлургических заводах;

создать систему компьютерного управления расходом металла, скоростью вытяжки заготовки и ее вторичным охлаждением на основе комплексного световодного и радиолокационного, контактного и многоцветового бесконтактного непрерывного контроля теплофизических параметров, определяющих процессы формирования заготовки в кристаллизаторе: температуры расплава в промежуточном ковше, уровня и толщины шлакового покрытия металлов в кристаллизаторе, количества отводимого кристаллизатором тепла, температуры поверхности заготовки под кристаллизатором и в зоне вторичного охлаждения, что обеспечит требуемые для получения качественного проката минимальные термические напряжения и структурную однородность заготовки, повышение производительности разливки и исключит прорывы металла под кристаллизатором.

.3 Тепловой режим кристаллизатора

Основные требования к тепловому режиму кристаллизатора сводятся к следующему:

расход охлаждающей воды в кристаллизаторе должен исключать ее перегрев, вызывающий отложение солей и ухудшение теплоотвода от слитка;

интенсивность охлаждения должна быть такой, чтобы при выходе слитка из кристаллизатора толщина твердой оболочки была достаточной для исключения прорыва металла из середины слитка;

распределение интенсивности теплоотвода по длине и периметру слитка должно обеспечивать отсутствие больших градиентов температур и недопустимых термических напряжений, вызывающих образование трещин в оболочке слитка.

На теплообмен между слитком и кристаллизатором и, следовательно, на формирование оболочки слитка влияют очень многие факторы: марка стали, температура металла, скорость разливки, конструктивные параметры кристаллизатора и др.

Наибольшее значение имеют конструктивные особенности кристаллизатора: размеры граней, конусность стенок, толщина и материал стенок, режим охлаждения. Для большинства конструкций кристаллизаторов из всех перечисленных параметров переменным является только режим охлаждения (температура и расход охлаждающей воды), служащий управляющим воздействием на режим кристаллизации слитка.

В кристаллизаторе имеется два характерных режима теплоотдачи: при плотном контакте слитка со стенками кристаллизатора (плотность теплового потока 1,8-2,3 МВт/м2) и при газовом зазоре между слитком и стенками кристаллизатора (плотность теплового потока 0,7-0,9 МВт/м2). В начале (вверху кристаллизатора) слиток непосредственно контактирует с кристаллизатором, затем слиток в связи с охлаждением и усадкой несколько отходит от стенок кристаллизатора и появляется газовый зазор. При отходе слитка от стенок и уменьшении теплоотдачи происходит некоторый разогрев оболочки, которая вновь прижимается к стенкам, и тепловой поток на короткое время возрастает. Окончательный отход оболочки слитка от стенок кристаллизатора происходит на расстоянии 600-700 мм от уровня жидкого металла, и плотность теплового потока внизу кристаллизатора снижается до 0,25-0,5 МВт/м2.

Изменение плотности теплового потока от слитка к стенкам кристаллизатора по ходу затвердевания слитка может определяться на основании эмпирических зависимостей. Например, при отливке слябов средняя плотность теплового потока (полусумма значений в углах и середине граней) для широких граней подчиняется по зависимости (Мвт/м2)

(1.1)

где - время движения рассматриваемого сечения слитка от уровня жидкого металла, мин.

Изменение теплового потока в определенной степени соответствует изменению температуры поверхности слитка, которая быстро падает до 800 - 900 °С в начальный момент охлаждения и затем несколько возрастает после образования зазора между слитком и стенками кристаллизатора и далее остается примерно постоянной.

Толщина оболочки слитка довольно точно может быть определена по закону квадратного корня:

(1.2)

где - коэффициент затвердевания, равный для разных граней слитка 20 - 25 мм мин -0.5; - время, мин.

Основной целью управления первой стадией кристаллизации слитка является получение достаточно толстой и прочной оболочки слитка на выходе из кристаллизатора. Для реализации этой цели необходимо отобрать от слитка вполне определенное количество тепла, зависящее от марки стали, начальной температуры металла и сечения заготовки

(1.3)

где - время пребывания металла на активной длине кристаллизатора. [4]

2. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

.1 Конструктивные и технологические особенностивыплавки стали в кислородном конвертере

Конвертерный цех состоит из следующих отделений и участков:

)главное здание:

- конвертерное отделение;- миксерное отделение;- крановая эстакада для перестановки шлаковых чаш;- отделение подготовки сталеразливочных и промежуточных ковшей;

2)отделение шихтовых сыпучих материалов;

3)скрапное отделение;

)отделение скачивания шлака;

)отделение внепечной обработки стали;

)отделение непрерывной разливки стали;

)транспортно-отделочное отделение;

)отделение внепечной десульфурации чугуна;

)стрипперное отделение;

10)отделение помола силикокальция;

11)энергоблок; административно-бытовые корпуса (АБК); экспресс-лаборатория, ремонтная; мастерская; зарядная станция.

Конвертерное отделение состоит из загрузочного и энергетического пролётов, участка подготовки ферросплавов, участка расплавления синтетического шлака. Тут установлены два конвертера (см. табл. 1), ёмкостью 350т, со вставными днищами и навесным многодвигательным приводом поворота мощностью 720 кВт.

Таблица 2.1

Техническая характеристика конвертера

НаименованиеВеличина12Вместимость конвертера, т350Рабочий объём, м3317,7Удельный объём, м3/т0,91Площадь поверхности ванны, м234,6Удельная поверхность ванны, м2/т0,1Глубина ванны, мм1800Внутренний диаметр, мм6950 / 6650Отношение диаметра к глубине ванны5,83 / 3,69Высота рабочего объёма, мм10075Диаметр горловины, мм4000Общий вес футеровки, т753Мощность электропривода, кВт720Давление кислорода перед фурмой, атм.15Расход кислорода, м3/мин (н.у.) 1350Продолжительность продувки, мин16

Кислородно-конвертерный процесс с верхней продувкой заключается в продувке жидкого чугуна кислородом, подводимым к металлу сверху через сопла водоохлаждаемой фурмы. При этом выгорают примеси чугуна - углерод, кремний, марганец, сера, фосфор и т.д. Кислород подается в конвертер под давлением 1-1.5 МПа по водоохлаждаемой фурме. Вода под давлением 0.6-1 МПа подается в пространство между внутренней и средней трубами фурмы и удаляется из пространства между внешней и средней трубой, обеспечивая охлаждение фурмы.

Завалка и заливка. В конвертер загружают стальной лом и часть извести (в течение 2 минут). Затем заливают чугун. При этом происходит плавление лома находящегося в конвертере. Масса металлошихты должна обеспечивать массу жидкой стали не более 350 тонн. Массовый расход чугуна и металлолома для плавки определяют по рекомендациям АСУТП. Массовый расход чугуна и лома должны обеспечить после окончания продувки заданные значения содержания углерода в металле, FeO В шлаке и температуры. При отклонении этих параметров от заданных значений, в том числе по температуре металла более чем на 20оС, производят перешихтовку плавки.

Продувка. Продувку плавок производят по режимам с частичным или с полным дожиганием окиси углерода. Положение кислородной фурмы относительно уровня металла в ванне, при расходе кислорода 1100-1300 м3/мин устанавливают исходя из нормативов, определяемых содержанием углерода в ванне, а также заданным количеством углерода в стали. Продувка начинается, когда фурма находится на максимальном расстоянии от спокойной ванны (~ 4,5 м). Для продувки используют кислород чистотой не ниже 99.5% с содержанием азота не более 0.15%. Давление кислорода в цеховой магистрали перед фурмой должно быть не менее:

2.2 МПа - при расходе кислорода 1100 ¸ 1300 м3/мин;

2.3 МПа - при расходе кислорода 600 ¸ 800 м3/мин.

После окончания продувки производят замер температуры и отбор проб металла и шлака с обязательным спуском шлака. В пробах шлака определяют содержание CaO, MgO, SiO, Al2O3, PbO3, Cr2O3,S, FeO и основность. В пробах металла определяют содержание С, Mn, S, F, Cu, Ni, Cr, N. Температура металла перед выпуском плавки должна быть в следующих пределах: 1580°С-1600°С - при разливке стали в слябы толщиной 250 мм; 1575°С-1595°С - при разливке стали в слябы толщиной 300 мм. Выпуск плавки производят после получения анализа металла на содержание C, S, P и температуры заданного значения. Продолжительность выпуска плавки должна составлять не менее 6 мин.

Повалка. Установление заданной концентрации С в стали достигается с помощью промежуточной плавки. При этом фурму поднимают, выключают дутье, переводят конвертер в горизонтальное положение, отбирают пробы металла и шлака и замеряют температуру ванны с помощью термопары погружения. Ожидая результаты анализа, немного поворачивают конвертер.

Додувка. Когда после продувки содержание S и P в стали, или его температура не соответствуют заданным значениям параметров, производят додувки плавок. Додувки металла на серу и фосфор рекомендуется осуществлять по следующему режиму:

положение фурмы выше базового положения на 300-1500 мм;

интенсивность продувки в пределах от 1000 до 1300 м/мин;

расход извести из расчета от 3 до 5 т. на каждую минуту додувки;

Додувки металла на температуру производят по следующему режиму:

положение фурмы обычное, либо повышенное на 300-1500 мм,

продолжительность додувки определяют по технологическому расчету;

при содержании С в металле равном не менее 0.085 производят присадку О2 и термоантрацита из расчета 300 кг на одну минуту додувки.

Выпуск. При выпуске стали конвертер наклоняют. Сталь сливают через выпускное отверстие в сталеразливочный ковш, шлак - в чашу.

Доводка. Сталь в ковше подвергается внепечной обработке вакуумом, аргоном, азотом и т.д. Раскисление и легирование металла производят в сталеразливочном ковше. Расход раскислителей и легирующих добавок определяют из расчета получения среднезаданного содержания элементов в готовой стали. Длительность всего цикла составляет 30-45 мин. [2]

2.2 Конструктивные и технологические особенностиагрегата доводки стали в ковше

Выполняемые операции на агрегате доводки стали в ковше (АДСК):

предварительную продувка металла аргоном/азотом для усреднения химического состава и температуры;

замер температуры и отбор пробы металла после предварительного усреднения;

корректировку содержания марганца, кремния, титана, ванадия и ниобия кусковыми ферросплавами;

корректировку содержания углерода путем ввода углеродсодержащих материалов;

модифицирование и рафинирование стали порошкообразными смесями на основе силикокальция;

корректировку (снижение) температуры металла в ковше за счет применения сляба, металлизованных окатышей, металлической сечки и/или продувки инертным газом;

окончательное усреднение металла за счет продувки инертным газом;

замер температуры и отбор пробы металла после завершении операций доводки металла;

продувка кислородом с помощью кислородной фурмы погружаемой сверху;

Усреднительная продувка металла аргоном:

для легированной и низколегированной стали - 7 мин;

для углеродистой стали - 5 мин;

для хромсодержащей стали - 10 мин;

для стали с массовой долей углерода более 0,27% - 10 мин.

В состав каждого из его стендов входят следующие элементы:

• система транспортировки стальковша;
• укрытие стальковша;
• система газо-инертной защиты;
• тракт сыпучих;
• загрузочное устройство;
• система хранения, дозирования и подачи граншлака;
• машина независимых перемещений продувочных фурм;
• система подачи проволок;
• машина замера параметров плавки;
• система хранения, дозирования и подачи порошков в струе аргона.

Подсистема транспортировки стальковша состоит из сталевоза и системы электроприводов, осуществляющих его перемещение. Сталевоз производит перемещение стальковша от разливочного пролета МНЛЗ к АДС и между позициями стенда АДС.

Фурму погружают в металл и включают подачу аргона. Чем ниже опускается фурма, тем больше увеличивается расход аргона, увеличивают до 40 м3/ч. Аргон вдувается под давлением не менее 1МПа, что обеспечивает интенсивное перемешивание стали. Глубина погружения фурмы должна быть не менее 3800 мм. После усреднительной продувки берется проба металла, которая отправляется в лабораторию. Температура металла в ковше после усреднения должна быть в пределах 1580-1600°С.

Наибольшее распространение на металлургических предприятиях получили способы перемешивания стали с помощью таких продувочных устройств, как погружаемые фурмы, пористые пробки, устанавливаемые в днище ковша, и приспособления, подающие газ через разливочный канал ковшового затвора. Указанные способы инжекции газа в расплав схематично показаны на рисунке 3.1, а), б), в). Любой из этих методов ввода рафинирующего газа имеет свои достоинства и недостатки, проявляющиеся в разной степени в зависимости от конкретных условий их применения: вместимости сталеразливочного ковша, конструкции устройств для дозированного выпуска металла, которыми оборудован ковш, и т.д.

Рисунок 2.1 - Устройства для продувки металла в ковше

а) погружаемая фурма; б) через донные пористые пробки; в) через разливочный канал ковшового затвора

Наиболее простым и надежным способом обработки метала инертным газом является продувка с применением "ложного стопора", представляющего собой стальную трубу, футерованную снаружи огнеупорными катушками. Для усиления эффекта перемешивания и частичного удаления всплывающих пузырьков газа от стопора иногда используют стопоры с огнеупорной пробкой, насаженной на выходную часть трубы и имеющей расположенные радиально или перпендикулярно оси стопора отверстия для выхода газа. Стопор опускают в металл сверху до уровня на 200 - 300 мм выше днища ковша. Простота использования ложного стопора для продувки металла состоит в том, что не требуется вводить никакие конструктивные изменения в устройство футеровки ковша. При этом можно избежать опасности размывания футеровки металлом.

Однако ложные стопоры для продувки имеют и недостатки, поскольку представляют собой устройства одноразового использования. Еще более существенно то, что во время продувки наиболее интенсивное движение металла и газа происходит вдоль стопора (даже при использовании пробок, направляющих газ радиально или горизонтально). Вследствие этого огнеупорная футеровка стопора быстро размывается, и частицы ее поступают в металл, отрицательно влияя на возможность его очистки от неметаллических включений. Поэтому использование ложных стопоров для продувки металла инертным газом не нашло широкого применения.

Технология продувки через погружаемые фурмы и конструкция фурм постоянно совершенствуются. Так, на Орско-Халиловском металлургическом комбинате (ОХМК) разработали и используют фурму не с цилиндрическими, а с щелевыми соплами, расположенными перпендикулярно оси трубы. Для интенсификации процесса в стенках щелевых сопел сделаны проточки, вызывающие возникновение при продувке акустического поля. Продувку ведут при погружении фурмы на 2,2-2,4 м (? 70% высоты жидкого металла) и давлении аргона перед фурмой 0,4-0,5 МПа. По сравнению с продувкой через фурму с цилиндрическим соплом при давлении перед фурмой 0,1 - 0,2 МПа меняется характер перемешивания металла в ковше: интенсивность бурления в районе фурмы уменьшается, наблюдается интенсивное перемешивание расплава по зеркалу ковша. Продувку производят в течение ? 3 мин, что обеспечивает равномерное распределение химических элементов в металле во всем объеме ковша.

Широкое применение для продувки металла в ковше получили огнеупорные пористые пробки. Они изготавливаются из крупнозернистого материала под низким давлением прессования и подвергаются специальному отжигу. Высокой газопроницаемостью и удовлетворительными свойствами обладают пробки из спеченного муллита (70% Аl2О3) и магнезита (95% MgO); стойкость пробок до 15-20 плавок.

Пористая пробка в форме усеченного конуса монтируется в днище ковша изнутри или снаружи. При замене пробки более простым является монтаж снаружи, но при этом способе несколько усложняется устройство для усиления днища и жесткости установки.

По сравнению с ложными стопорами пористые пробки имеют то преимущество, что при проникновении через них газа он поступает в жидкий металл в виде мелких пузырьков. Это обеспечивает большую поверхность контакта металл - инертный газ и, соответственно, большую скорость перехода компонентов между этими фазами. Интенсивность массообменных процессов увеличивается с применением не одной пористой пробки в центре днища, а нескольких (обычно 3-4), расположенных на середине радиуса днища ковша.

Применяется также способ продувки инертным газом через пористые швы в днище ковша. На некоторых отечественных заводах продувку ведут через пористые швы, расположенные в виде кольца в кладке днища со средним радиусом, равным 0,7 радиуса ковша. Кольцо образовано уложенными в слое футеровки сифонными кирпичами. Газ, выходя из стыков сифонной проводки, проходит через пористые газопроницаемые швы кладки днища и в виде кольцевого пояса пузырьков пронизывает металл. Основная масса пор в швах имеет размер 0,3-1 мм, что позволяет получать пузырьки газа минимальных размеров, увеличивающие поверхность контакта металл - шлак.

На отечественных заводах также применяют продувку инертным газом через шиберный затвор. Этот способ отличается простотой устройства и отсутствием необходимости специальных переделок в футеровке ковша. При установке разливочного стакана в гнездо ковша в него вводят трубку для продувки аргоном (рис. 15) и засыпают стакан и верхнюю приемную часть гнезда ковша магнезитовой крошкой. С начала выпуска стали в ковш начинают продувку аргоном, который в первый же момент пробивает ход в подсыпке, образуя своеобразное "сопло". Через это сопло и ведется продувка. После окончания продувки концевую часть трубки, пошатывая, вынимают из стакана и затвора, и ковш с металлом готов к разливке. При открытии шиберного затвора подсыпка высыпается, освобождая проход для стали. Если подсыпка сама не высыпается, ее прожигают кислородом.

Рисунок 2.2 - Устройство для продувки жидкой стали в ковше инертным газом

1 - трубка; 2 - гнездо ковша; 3 - стакан; 4 - подсыпка; 5 - верхняя плита затвора; 6 - нижняя плита затвора; 7 - коллектор

Продувка аргоном через трубку, установленную в шиберном затворе, имеет преимущество по сравнению с другими способами продувки, поскольку при одинаковом расходе газа она обеспечивает большую мощность перемешивания вследствие большей кинетической энергии поступающей в жидкий металл газовой струи. Это обусловлено тем, что при подводе через трубку нет таких больших потерь напора, как при подводе через пористые пробки. При продувке через стопор эти потери также невелики, но кинетическая энергия газа теряется вследствие того, что движение его направлено вниз, т.е. против последующего затем всплывания. По сравнению с продувкой через ложный стопор продувка через шиберный затвор имеет и то преимущество, что интенсивное движение над местом поступления газа в металл не вызывает размывания огнеупорных материалов (футеровки стопора).

Корректировать температуру стали можно:

Продувка аргоном;

Продувка аргоном с металлической «сечкой»;

Опускание сляба в сталь (более чем на 10°С)

Расчет снижения температур:

при вводе 200 кг «сечки» - 1°С;

при погружении сляба в металл на глубину не менее 2,5 м в первые 5-6 минут выдержки - от 5 до 3°С в минуту;

при выдержке сляба в металле после 5-6 минут - от 3 до 2°С в минуту.

После окончания ввода в ковш охлаждающих присадок («сечка», сляб) происходит корректировка химического состава и микролегирование металла. Используемые материалы:

а) ферромарганец среднеуглеродистый, ферромарганец высокоуглеродистый, марганец металлический;

б) ферросилиций;

в) ферросиликомарганец;

г) феррохром среднеуглеродистой или ферросиликохром;

д) феррованадий;

е) ферромолибден;

ж) ферротитан;

з) ферросиликованадий;

и) феррониобий и ферросиликониобий и ферробор;

л) медь;

м) никель первичный;

н) алюминий чушковый первичный и алюминий вторичный;

о) графит;

п) термоантрацит;

р) алюминиевая катанка

Расход добавок определяется при получении пробы после усреднительной продувки.

Массу металлической «сечки», которую необходимо ввести в ковш для охлаждения металла до заданной температуры, уменьшают на расчетную массу вводимых в ковш ферросплавов.

Охлаждающий эффект ферросплавов принимают равным охлаждающему эффекту металлической «сечки». Ввод ферросплавов в ковш производят россыпью при помощи механизированного лотка в район погружения фурмы одновременно с продувкой металла аргоном. Ферросплавы вводят в ковш порциями массой не более 500 кг с интервалом не менее 2-х минут.

Рафинирование и корректировка химического состава стали порошкообразными реагентами. Для рафинирования стали используют порошкообразный силикокальций, получаемый при размоле силикокальция марок СК25 и СКЗО с массовой долей кальция не менее 25%. Гранулометрический состав смеси силикокальция с плавиковым шпатом должен быть не более 1,0 мм.

Порошкообразный силикокальций вдувается аргоном через фурму или путем ввода проволоки с трайбапарата (скорость не менее 4 м/с). Содержание алюминия в металле перед вводом силикокальция должно быть не менее 0,030%. Корректировку массовой доли углерода в стали производят вдуванием порошкообразных графита, термоантрацита или их вводом порошковой проволокой.

Наполнение ковша металлом и шлаком при обработке рафинирующими порошкообразными реагентами должно быть не менее чем на 300 мм ниже верхней кромки ковша.

При рафинировании порошковыми реагентами после установки ковша с металлом на стенд УДМ производят следующие операции:

1. усреднение металла аргоном;
2. отбор пробы металла и измерение его температуры;
3. получение результатов анализа и обработка стали порошкообразным силикокальцием.
4. отбор и отправка пробы металла на анализ, измерение температуры металла после обработки порошкообразным силикокальцием;
5. после ввода проволоки с порошкообразным силикокальцием производят продувку аргоном не менее двух минут.

Результаты измерения температуры и анализа записывают в агрегатный журнал и поступают на микроконтроллер и ПЭВМ.

После присадки всех корректирующих добавок суммарная продолжительность обработки металла аргоном и (или) газопорошковой смесью силикокальция должна быть не менее 5 минут.

Снижение температуры стали при обработке реагентами составляет 2-3°С в минуту продувки. Порошкообразные реагенты вдувают в металл в струе аргона через футерованный полый стальной стержень.

После вдувания в металл требуемого количества порошкообразного реагента отключают подачу аргона на аэрацию и порошка из пневмокамерного насоса и, при необходимости, продолжают продувку аргоном.

Масса порошкообразных реагентов, вводимых в металл в струе аргона, контролируется с помощью специальной системы весового дозирования. Масса порошкообразных реагентов вводится при помощи трайбаппарата, определяется длиной введенной проволоки.

По окончании доводки стали, перед отправкой ковша с УДМ и присадкой теплоизолирующей смеси отбирают и отправляют на анализ пробу металла, производят измерение температуры и, в случае необходимости, по указанию мастера отбирают пробу шлака и отправляют на анализ.

.3 Конструктивные и технологические особенностинепрерывной разливки стали

МНЛЗ состоит из сталеразливочного и промежуточного ковшей, водоохлаждаемого кристаллизатора, системы вторичного охлаждения, устройства для вытягивания, оборудования для резки и перемещения слитка.

Способ непрерывной разливки металла на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) заключается в том, что жидкий металл из разливочного ковша через промежуточный ковш непрерывно поступает в водоохлаждаемый кристаллизатор. В кристаллизатор перед началом разливки вводится "затравка", являющаяся дном для первой порций металла. Затравка тянущими механизмами перемещается вниз, увлекая с собой формирующийся слиток. В кристаллизаторе затвердевает только наружная оболочка слитка, а полная кристаллизация осуществляется ниже кристаллизатора, в зоне вторичного охлаждения, за счет форсированного охлаждения поверхности слитка. Охлаждение в этой зоне осуществляется либо подачей воды непосредственно на слиток, либо путем установки водоохлаждаемых экранов. При дальнейшем движении полностью затвердевший слиток разрезается на мерные длины газокислородными резаками, которые во время реза перемещаются вместе со слитком. [4]

Для пуска процесса непрерывного литья, перед открытием шибера на пром-ковше, на радиусный участок ручья заводится «затравка», таким образом в районе кристаллизатора образуется своего рода карман. После наполнения этой полости металлом начинается вытягивание «затравки». На конце радиусного участка расположен механизм отделения затравки. После отделения она отводится рольгангом и цепными транспортёрами.

После выпуска металла из сталеплавильного агрегата, доводки по химическому составу и температуре на агрегате ковш-печь, ковш поднимается литейным краном на поворотный стенд МНЛЗ. Поворотный стенд представляет собой вращающуюся конструкцию с двумя позициями для установки ковшей. После опустошения ковша в позиции разливки, стенд поворачивается на 180° и уже полный ковш находится в позиции разливки. После открытия шибера ковша, жидкий металл начинает поступать в промежуточный ковш.

В практике непрерывной разливки стали особое внимание уделяется дозированию стали, вытекающего из промежуточного ковша. При истечении металла из промежуточного ковша стремятся сформировать определенный удельный расход стали (в соответствии со скоростью вытяжки заготовки), максимально компактную поверхность струи, а также ее защиту от вторичного окисления.

Следует иметь в виду, что в процессе истечения стали через дозирующее устройство происходит трансформация геометрической формы определенных зон дозирующих огнеупоров. Это может происходить либо в силу эрозионного износа при сколах и растрескиваниях огнеупорных изделий, либо при отложении оксидов алюминия (или других шлаковых включений) на их рабочей поверхности.

Различают три основные метода дозирования стали:

свободное истечение металла из промковша при строгой регламентации диаметра отверстия стакана-дозатора (скорость разливки при этом регулируется за счет высоты налива металла в промковше);

применение стопора-моноблока, который может перемещаться относительно стакана-дозатора и изменять тем самым расход вытекающего металла в широких пределах;

применение трехплитного шиберного затвора, устанавливаемого на днище промковша. [23]

Промежуточный ковш обеспечивает поступление металла в кристаллизатор с определенным расходом и, обеспечивая хорошо организованную струю, позволяет разливать сталь в несколько кристаллизаторов одновременно и осуществлять серийную разливку методом плавка на плавку при смене сталеразливочных ковшей без прекращения и снижения скорости разливки. Конструкция и вместимость промежуточного ковша в значительной степени определяют стабильность процесса разливки стали и качество заготовки.

Кристаллизатор представляет собой водоохлаждаемую конструкцию, которая при помощи серво-клапана совершает вертикальные колебания, для предотвращения застывания металла на стенках кристаллизатора. В зависимости от конструкции МНЛЗ размеры кристаллизатора могут варьироваться. В кристаллизаторе происходит застывание стенок сляба. Далее, под воздействием тянущих роликов сляб попадает в зону вторичного охлаждения (криволинейный участок ручья), где на металл через форсунки разбрызгивается вода. После выхода металла на прямолинейный участок ручья, происходит отрезание слябов (газовая резка или ножницы).

При поступлении первых порций металла в кристаллизатор образуется твердая оболочка слитка, сцепляющаяся с затравкой с помощью имеющегося в ней фигурного паза. Кристаллизатор должен обеспечивать максимальный теплоотвод от затвердевающего металла для быстрого формирования достаточно прочной оболочки слитка, не разрушающейся под действием ферростатического давления жидкого металла при выходе слитка из кристаллизатора.

Управление первой стадией кристаллизации может вестись на основании поддержания постоянного значения величиныQ. При этом управляющими воздействиями могут быть время пребывания металла в кристаллизаторе , обратно пропорциональное скорости разливки (скорости вытягивания слитка), и интенсивность охлаждения кристаллизатора, определяемая расходом охлаждающей воды. Следует отметить, что охлаждающее воздействие воды с увеличением ее скорости (расхода) увеличивается по затухающей кривой; таким образом, после достижения скорости 6-8 м/с охлаждающее действие воды (коэффициент теплопередачи от металла к воде) стабилизируется. Теплотехнически это объясняется тем, что основное тепловое сопротивление, определяющее теплопередачу, представляет участок "металл - стенка кристаллизатора", а теплоотдача от стенки к воде не лимитирует процесса теплопередачи.

Вторая стадия кристаллизации (в зоне вторичного охлаждения) определяет внутреннюю структуру, т.е. качество непрерывного слитка, и поэтому автоматизации этого процесса уделяется большое внимание. При чрезмерно интенсивном охлаждении отводится в основном физическое тепло оболочки слитка, ее температура падает до 200-300°С. При этом деформации переходят из пластичной в упругую область, что вызывает появление трещин вблизи фронта кристаллизации. Слабое охлаждение при малой скорости роста толщины оболочки может вызвать раздутие слитка из-за внутреннего гидростатического давления незатвердевшего жидкого металла.

Основным преимуществом разливки стали на МНЛЗ по сравнению с разливкой в изложницы является повышенный (на 6-12%) выход годной стали главным образом за счет меньшей обрези головной и донной частей слитков. При непрерывной разливке обрезается только конечная часть непрерывного слитка в самом конце разливки плавки. Эта обрезь еще больше уменьшается при разливке способом "Плавка на плавку". Вторым преимуществом можно считать возможность получения заготовок нужного сечения и формы, пригодных для прокатки на листовых и сортовых станах. При этом отпадает необходимость в крупных обжимных станах - слябингах и блюмингах и нагревательных колодцах, требующих очень больших капитальных вложений и текущих энергозатрат. Третье преимущество заключается в возможности достаточно полной автоматизации процесса и оборудования непрерывной разливки (разливка в изложницы автоматизации практически не поддается). [4]

Особенностью криволинейных MHJI3 является изгиб слитка с переменным радиусом и возможностью попадания жидкой фазы в горизонтальный участок. Эти машины предназначены, как правило, для отливки слябов больших размеров. Основным преимуществом радиальных и криволинейных MHЛ3 перед вертикальными является меньшая (в 2-3 раза) строительная высота и, следовательно, цехи меньшей стоимости.

В работе любой MHЛ3 можно выделить три режима: гидравлический, связанный непосредственно с разливкой жидкого металла и наполнением кристаллизатора; тепловой, определяющий кристаллизацию и охлаждение непрерывного слитка; энергосиловой, характеризующий работу всех приводов и механизмов MHJI3. [4]

.3.1Характеристики агрегата

Была изучена МНЛЗ №5 ККЦ ПАО «МК Азовсталь»

Тип МНЛЗ - криволинейная с радиальным кристаллизатором

Радиус базовой стенки кристаллизатора: 10000м

Количество ручьев: 2шт.

Емкость сталеразливочного ковша: 350т

Сечение отливаемых заготовок:

толщина: 220, 250мм

ширин: 1250 - 2000мм

длина: 5000 - 12000мм

Возможная толщина отливаемых сечений: 200-300мм

Диапазон рабочих скоростей разливки: 0,1-1,0 м/мин

Время разливки плавки: 50-82мин.

Длина кристаллизатора: 1000мм

Тип механизма качания: гидравлический

Частота качания кристаллизатора: до 300

Амплитуда качания кристаллизатора: до ±6мм

Закон качания кристаллизатора: синусоидальный

Метод литья: серийный

Вторичное охлаждение: водовоздушное

Тип режущего устройства: машина газовой резки

Производительность МНЛЗ: 1400 тыс.т/год.

Основные параметры электроснабжения:

Напряжение силовой сети: 380 В;

Частота: 50 Гц;

Вспомогательное питание:

напряжение цепей управления электроприводов: 220 В, 50 Гц;

напряжение питания электромагнитов

гидро- и пневмораспределителей: 24 В;

аналоговые сигналы:

напряжение: ± 10 В;

токовые: 4÷20 мА.

Режим управления АСУ ТП - местный и дистанционный.

Мощность установленного электрооборудования

Сети: 380В, 50Гц 955 кВА.

Масса оборудования АСУ ТП: 10 900 кг.

2.4 Характеристика существующего технологического оборудования

Таблица 2.4.1

Список контрольно-измерительных приборов, установленных на агрегате КК

Наименование контролируемого параметраДиапазон измеренияНоминальное значение параметраНаименование, типНД на СИТСуммарная погрешностьПериодичность поверкиПоложение фурмы, мот 0,8 до 4,5 ± 0,21,2-4,5 ± 0,1Сельсин БД-404, СД-405 НП-П3, КСУ-2 ПФ-4ТУКЭ-000-5355 ТУ, ГОСТ 7164, инструкция по эксплуатации ТО39026142± 0,12512Температура стали в конвертере, ºСот 1600 до 1750 ± 101650-1730 ± 5Digitemp-E PosithermИнструкция по эксплуатации± 512Объёмный расход кислорода, м3/минот 700 до 1500 ± 100700-1500 ± 100Сапфир Диск-250ТУ 25-02.720136 ГОСТ 7164± 1812Давление кислорода, МПаот 1,0 до 2,0 ± 0,15от 1,0 до 2,0 ± 0,15Сапфир Диск-250ТУ 25-02.720136 ГОСТ 7164± 0,02812Температура кожуха сталеразливочного и чугунозаливочного ковшей, ºСот 80 до 250 ± 580-210 ± 2Пирометр Смотрич М6П± 5ТУ 6-10-1110-7012Массовая доля компонентов в отходящих газах, %: СО СО2 Н2 О2от 0 до 60 ± 0,5 от 0 до 40± 0,5 от 0 до 10± 0,5 от 0 до 21± 0,50-60 ± 0,5 0-40 ± 0,5 0-10 ± 0,5 0-21 ± 0,5Масспектрометрическая система ФТИАН-30-100 0-50 0-10 0-25 ± 0,22,536Таблица 2.4.2

Список контрольно-измерительных приборов, установленных на агрегате АДСК

Наименование прибораКоличество, штТермопара ТПР-20751Диафрагма камерная ДКС3Преобразователь выходного сигнала БПТ-221Датчик перепада давления Сапфир 22-ДД3Микроконтроллер Siemens S7 2001Индикатор цифровой ИТМ-1114Пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М6Блок ручного управления БРУ-56Исполнительный механизм МЭО6Датчик давления МТ-1001Тензодатчик Т41Тензодатчик М-652Ручной задатчик РЗД-226

Таблица 2.4.3

Список контрольно-измерительных приборов, установленных на агрегате МНЛЗ

Наименование прибораТип ПрибораКол-воДатчик расхода водыYOKOGAWA AXF 050G8Датчик расхода водыYOKOGAWA AXF 025G72Датчик расхода водыYOKOGAWA AXF 080G8Датчик расхода водыYOKOGAWA AXF 200G8Датчик температурыThermocont TBJ 521-230Датчик давленияYOKOGAWA JGA530A 0-2Мпа120Реле протокаSC 440/1-A4-GSP5Реле протокаKROHNE DWN 100010ПозиционерSAMSON 317678Преобразователь давленияМетран 22ДД 25 кПа2Преобразователь давленияМетран 100ДД 25 кПа2Диф манометрHYDAC DS 1103VAYYB1D09912Датчик уровняBarksdale XT-R12, Art. No 0221-357, Vers. 08-35 V/DC, Ausg. 4-20 mA5Датчик уровняBarksdale GK-03 control products Ar.No 0303-0335Датчик уровняOFFICINE OROBICHE Magnetic Switch BGV43.ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ АВТОМАТИЗАЦИИ

3.1Постановка задач автоматизации кислородного конвертера

Если проанализировать конвертерный процесс какобъект автоматического управления (рис. 3.1.1), то можно выделить следующие управляемые величины, возмущающие и управляющие воздействия (вопросы контроля и регулирования охладителя конвертерных газов и газоочистки не рассматриваются)

Рисунок 3.1.1 - Конвертерный процесс как объект управления

. Основные выходные управляемые величины (величины х): концентрация углерода, фосфора и серы в металле в процессе [C] (?), [P] (?), [S] (?) b и в конце продувки Ccт, Pст, Scт,%; температура металла в процессе tм (?) в конце продувки tм.к. 0С; масса металла в процессе Gм(?) и в конце продувки Gст, т.

2. Дополнительные выходные величины (величины x); окисленность металла в конце продувки Ост%; масса шлака Gm, т; состав шлака,%; количество конвертерных газов Vк.г. м3/мин; температура конвертерных газов tк.г., 0С; состав конвертерных газов,%.

. Контролируемые возмущающие воздействия (величины z1): содержания в чугуне, кремния, марганца, серы, фосфора Siч, Mnч, Sч, Pч,%; изменение температуры чугуна tч, 0С; інтервал времени между плавками ?прост; содержание кислорода в дуте О2д,%.

. Неконтролируемые возмущающие воздействия (величины z2): содержание углерода в чугуне, состав сыпучих материалов, состав, размеры и температура лома; масса и состав попадающего в конвертер миксерного шлака.

. Управляющие воздействия (величины и); масса чугуна Gч, т; маса лома Gл, т; маса руды в каждой порции сыпучих Gр, т; маса извести в каждой порции сипучих Gи, т; время ввода в конвертер сипучих материалов ?доб, мин; расход кислорода и О2, м3/мин; расстояние между кислородной фурмой и уровнем спокойной ванны Н, мм; продолжительность продувки ?прод, мин.

К основным выходным управляемым величинам отнесены те величины, получение конечных значений которых является целью конвертерного процесса (получение заданной массы стали заданного состава и необходимой температуры).

Основные и дополнительные выходные величины характеризуют состояние конвертерного процесса как по ходу, так и в конце плавки и их значения определяются возмущающими воздействиями. К дополнительным выходным величинам отнесены такие величины, значения которых не является целью управления процессом. Кроме перечисленных выше можно выделить еще ряд дополнительных величин, характеризующих ход и состояние процесса; скорость окисления углерода, скорость изменения температуры конвертерных газов, интенсивность шума конвертера, излучение пламени над горловиной конвертера (в конвертерах с дожиганием СО), вибрацию продувочной фурмы и др.

Возмущающие воздействия подразделены на контролируемые (значение которых измеряются и известны по ходу плавки), и неконтролируемые, значения которых нецелесообразно или невозможно измерить. Все возмущающие воздействия, кроме содержания кислорода и давления дутья, действует до начала процессы, поскольку относятся в основном к характеристикам шихтовых материалов.

Управляющие воздействия призваны обеспечивать реализацию целей управления (получение стали заданного состава и температуры). Первые два управляющих воздействия (масса чугуна и лома) относятся к разовым (статическим), которые по ходу плавки измерить невозможно. Почти все остальные воздействия динамические, т. е. могут измеряться по ходу плавки.

Главная задача управления конвертерной плавкой - получение заданного состава стали по углероду, что в основном сводится к определению времени прекращения продувки. Эта задача очень сложна, тем более, что обычно непосредственная информация о содержании углерода и металле отсутствует, а скорость выгорания рода столь велика, что одна минута продувки приводит к получению другой марки стали. Выполнение задачи усложняется и тем, что скорость выгорания углерода существенно меняется по ходу продувки.

Другая задача управления заключается в получении к моменту достижения заданного содержания углерода необходимой по условиям разливки температуры стали (около 16000С). Обеспечивается это предварительным расчетом количества охладителей (прежде всего лома, а также руды в завалку) и частично за счет присадок руды и известняка по ходу продувки. Некоторое влияние оказывает высота расположения кислородных фурм.

Требуемые дефосфорация и десульфурация обеспечиваются за счет получения нужного количества и состава шлака, что в основном определяется количеством извести на плавку.

Таким образом, выбор управляющих воздействий сводится к определению:

1)количества чугуна и охладителей (лома, руды), которые нужно подать в конвертер для получения массы стали и ее температуры в заданных пределах;

2)рационального режима продувки, т. е. расхода кислорода, положения фурмы, времени присадок сыпучих материалов, обеспечивающих быстрое протекание процесса и минимальные потери железа с выбросами и шлаком;

3)количества шлакообразующих материалов, обеспечивающих заданный состав (основность) шлака и успешное протекание процесса дефосфорации и десульфурации;

4)окончания продувки при заданном содержании углерода. [4]

3.2Постановка задач автоматизации АДСК

Контролируемыми входными параметрами объекта являются:

масса металла в ковше перед усреднительной продувкой;

температура металла в ковше перед усреднительной продувкой;

химсостав металла перед усреднительной продувкой;

окисленность металла перед усреднительной продувкой;

Неконтролируемыми входными параметрами объекта являются:

время транспортировки ковша с металлом от разливочного пролета к первой позиции АДС;

масса и состав добавляемых при сливе металла из конвертера ферросплавов;

нагрев стальковша за время разливки и транспортировки;

влияние химсостава шлака в первый период доводки;

температура в определенные периоды доводки;

химсостав и окисленность по ходу части операций по доводке;

степень оплавленности и величина погружения охлаждающего сляба;

степени усвоения и угара модификаторов;

величина угара металла.

Управляющими воздействиями и контролируемыми параметрами объекта являются:

продолжительность усреднительной продувки;

расход аргона на продувку;

давление аргона при продувке;

расход аргона на аэрацию порошковых реагентов

расход аргона на подачу порошковых реагентов

расход и состав ферросплавов;

продолжительность охлаждения слябом;

расход металлической сечки на охлаждение.

Перед проектированием системы автоматизированного контроля и управления необходимо детально изучить объект автоматизации: его конструкцию; технологический процесс; выделить выходные и входные параметры; выделить все возмущения и найти связь между всеми параметрами.

.3 Постановка задач автоматизации МНЛЗ

Для нормального бесперебойного функционирования АСУ ТП предусмотрены следующие автоматические системы оперативного контроля и управления:

) измерение температуры металла;

) взвешивание сталеразливочного ковша на стенде;

) измерение усилий в траверсе стенда сталеразливочных ковшей;

) измерение и регулирование уровня (массы) металла в промежуточном ковше;

) измерение и регулирование уровня металла в кристаллизаторе;

) измерение усилия вытягивания слитка из кристаллизатора;

) измерение температурного перепада охлаждающей воды в кристаллизаторе;

) контроль и управление охлаждением кристаллизатора; измерение и регулирование расхода технологической смазки; измерение скорости разливки;

) измерение расхода и регулирование давления воды на вторичное охлаждение;

) автоматическое управление зоной вторичного охлаждения;

) контроль состояния форсуночного охлаждения;

) контроль давления и расхода воды на охлаждение оборудования;

) автоматический контроль температуры поверхности слитка;

) измерения усилий на опорные ролики на участке правки слитка;

) автоматический контроль и оптимизация ритма разливки;

) автоматическое измерение размеров и оптимальный раскрой слитка.

В целом АСУ ТП МНЛЗ входит как составляющая часть в АСУ сталеплавильным, например конвертерным, цехом, выполняя свои функции с учетом работы других участков цеха и управляющих ими АСУ ТП.

Основные функции АСУ ТП МНЛЗ могут быть сформулированы следующим образом:

)Информационные и информационно-вычислительные функции

Контроль величин: температуры жидкой стали в сталеразливочном ковше; температуры жидкой стали в промежуточном ковше; массы стали в сталеразливочном ковше на стенде; массы (уровня) металла в промежуточном ковше; уровня металла в кристаллизаторе; скорости вытягивания слитка; усилия вытягивания слитка из кристаллизатора; расхода и давления воды на кристаллизатор; перепада температуры охлаждающей воды на кристаллизаторе; температуры поверхности слитка; расхода и давления воды на зоны вторичного охлаждения; расхода технологической смазки; усилий на опорные валки на участке правки слитка; общей и мерной длины слитка.

Расчетные функции: расчет теплового состояния и толщины оболочки слитка в зоне вторичного охлаждения; расчет основных параметров режима разливки (скорость разливки, расход смазки, расходы воды на кристаллизатор, расход воды на вторичное охлаждение); расчет технико-экономических показателей.

) Управляющие функции

Управление величинами - массой (уровнем) металла в промежуточном ковше; уровнем металла в кристаллизаторе; расходом воды на кристаллизатор; расходом воды по секциям вторичного охлаждения; расходом технологической смазки.

Управление процессами - пусковым режимом; режимом вторичного охлаждения слитка; порезом слитка на мерные длины; оптимальным раскроем слитка с целью уменьшения отходов; режимом разливки методом "Плавка на плавку" путем расчета и выдачи рекомендаций по поддержанию нужного контактного графика; вытяжки слитка приводом тянущих клетей.

Кроме приведенного перечня функций АСУ ТП осуществляет:

сигнализацию отклонений от норм основных технологических величин;

накопление информации о режиме отливки и условиях формирования каждой заготовки для последующего анализа;

регистрацию предаварийных ситуаций;

подготовку и печать технологического паспорта разливки и других документов по работе МНЛЗ. [4]

4. ОСНОВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО АВТОМАТИЗАЦИИ

4.1Разработка и описание структурной схемы АСУ ТПККЦ-АДСК-МНЛЗ

.1.1 Структурная схемаавтоматизации кислородного конвертера

Оптимальная выплавка стали в конвертере должна обеспечить трехуровневая АСУ ТП (АТПиП.3н22л.Д08.4Б). Выбор именно трехуровневой системы связан с необходимостью, во-первых, контроля технологических параметров, что выполняется на нулевом уровне, во-вторых, управлением соответствующими механизмами, чем занимается первый уровень системы, в-третьих, выдачи заданных расчетных значений на первый уровень, а также обмен информацией с соседними и вышестоящими АСУ ТП, что является задачей второго уровня системы.

«0» уровень

В конвертере устанавливаются датчики(Д), для получения данных и исполнительные механизмы (ИМ) для управления процессом.

«1» уровень

Первым уровнем управляет дистрибуторщик конвертера. На этом уровне находится пульт управления, шкаф контроллеров, на котором расположен микроконтроллер Siemens S7-400 и ПЭВМ. Также установлены средства связи (ДС - дистанционная связь и ПГС - производственная громкоговорящая связь).

На пульте управления устанавливаются преобразователи (Д), приборы для индикации аналоговой (ИА), приборы для индикации цифровой (ИЦ), приборы для ввода заданного значения (ЗД), средства дистанционного управления (СУ).

Контроллер содержит процессор (ПР), устройства ввода/вывода (ВВУ) служит для обеспечения связи и манипулирования объектом, внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) служит для хранения данных и формирования архива.

ПЭВМ, которая используется в АСУ содержит видеотерминал (ВТ), процессор (ПР), устройство ввода/вывода (ВВУ), внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) и устройство печати.

«2» уровень

На этом уровне контроль и управление осуществляется ведущим инженером АСУ ТП, при помощи ПЭВМ и средств связи.

ПЭВМ имеет видеотерминал (ВТ), для зрительного обзора, так же имеется устройство печати (УП), для детального разбора информации, устройства ввода/вывода (ВВУ), внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), процессор и приборы для заданного значения (ЗД). Также установлены средства связи (ДС - дистанционная связь и ПГС - производственная громкоговорящая связь).

Условные обозначения функций системы автоматизации в данной структурной схеме:

- контроль параметров;

- дистанционное управление;

- преобразование параметров;

- стабилизация параметров;

- ручной ввод данных;

- регистрация параметров;

- расчёт технико-экономических показателей;

- учёт производства;

- оптимизация отдельных технических процессов;

- анализ состояния технического оборудования;

- прогнозирование основных показателей производства;

- контроль выполнения плановых заданий;

- подготовка оперативной информации, выдача в АСУТП;

- получение управляющих сигналов с верхнего уровня.

4.1.2 Структурная схемаавтоматизации агрегата доводки стали в ковше

(АТПиП.3н22л.Д01.4Б)

Структурная схема автоматизации установки доводки стали в ковше состоит из двух уровней. На первом уровне находится один агрегат АДСК, датчики (Д) и исполнительные механизмы (ИМ), расположенные на АДСК. На втором уровне находится пост управления АДСК, который является рабочим местом оператора АДСК.

Для данной системы на посту управления находится пульт управления, контроллер, ПЭВМ и средства связи.

На пульте управления расположены:

(Д) - преобразователи,

(ИА) - индикаторы аналоговые,

(ИЦ) - индикаторы цифровые (выполняющие преобразование и контроль технологических параметров (1,3,4 соответственно));

(С) - сигнализация, информирует о выходе регулируемой величина за границы допустимых значений или о состоянии системы (4);

(ЗД) - задатчики, для ввода заданных значений регулируемых величин (7); (СУ) - средства управления исполнительными механизмами; производится дистанционное управление исполнительными механизмами (2), выбор режима работы регулятора (6), регистрация параметров (8).

Контроллер

(ПР) - процессор;

(ВВУ) - вводно-выводное устройство, ввод исходных параметров;

(ВЗУ) - внешнее запоминающее устройство;

Средства связи

(ДС) - диспетчерская связь

(ПГС) - производственная громкоговорящую связь

ПЭВМ, при помощи которой оператор может запускать симуляцию процесса, проходящего на АДСК и выбирать настройки, получаемые путем симуляции.

(ВТ) - видеотерминал, визуализация процесса

(ПР) - процессор, расчет и симуляция

(ВВУ) - устройство ввода-вывода, ввод исходных параметров

(УП) - устройство печати

(ВЗУ) - внешнее запоминающее устройство

Рассмотрим эту схему несколько подробнее. Структурная схема автоматизации представляет собой трёхуровневую систему, состоящую из следующих уровней:

1. На самом нижнем уровне находится объект управления - машина непрерывного литья заготовок, на которой расположены датчики, от которых приходит информация, при её анализе контролируется технологические процессы, и исполнительные механизмы, при помощи которых управляется технологический процесс.
2. Уровень измерительных средств, локальных средств контроля и регулирования. Состоит из датчиков, сигнализаторов значений параметров, измерительных преобразователей. Он предназначен для преобразования технологических величин (значений температур, давления и т.д.) в электрические величины. На этом уровне осуществляется контроль и регулирование параметров процесса при помощи средств контроля и регулирования, находящихся на территории каждого объекта автоматизации. Все эти средства расположены на пультах участков КИПиА и представляют собой: вторичные приборы, задатчики, станции управления, цифровые регулирующие устройства (микроконтроллер). Также на этом уровне расположены средства диспетчерской связи. На этом уровне система выполняет следующие функции: контроль параметров, измерительное преобразование, контроль и сигнализация измерительных параметров, выбор режимов работы, регистрация параметров. Осуществляется регулирования текущих параметров, и управления ими с помощью микроконтроллеров, а при его отказе дистанционно с помощью кнопок управления воздействую на исполнительные механизмы объекта. На постах управления находиться вся необходимая информация для управления технологическим процессом.

Уровень централизованных средств контроля и управления. На этом уровне происходит контроль и управление процессом централизованно, т.е. имеется возможность управлять несколькими технологическими объектами одновременно и решать дополнительные задачи, связанные с обработкой данных. На этом уровне расположена ЭВМ, выполняющая следующие функции: ручной ввод данных, регистрация параметров на внешних запоминающих устройствах, расчет показателей работы за смену на основе поступающих данных в течение смены, расчет технико-экономических показателей, расчет математической модели, формирование управляющих воздействий в виде заданий микроконтроллеру. Уровень связан с предыдущим уровнем при помощи диспетчерской связи.

1. На самом верхнем уровне происходит регистрация параметров на внешних запоминающих устройствах, расчет показателей работы за смену на основе поступающих данных в течение смены, расчет технико-экономических показателей кислородно-конвертнорного цеха и работы АСУ.

1 - контроль параметров;

- дистанционное управление;

- преобразование параметров;

- контроль и сигнализация состояния оборудования;

- стабилизация параметров;

- ручной ввод данных;

- регистрация параметров;

- расчет технико-экономических показателей;

- учет производства и состав данных в смену;

- оптимизация отдельных техпроцессов;

- прогнозирование основных показателей производства;

- контроль выполнения плановых заданий;

- подготовка и выдача оперативной информации АСУ ТП.

4.1.3 Структурная схема автоматизации МНЛЗ

Непрерывное литье заготовок должно обеспечить трехуровневую АСУ ТП (АТПиП.3н22л.Д07.4Б). Выбор именно трехуровневой системы связан с необходимостью, контроля технологических параметров, что выполняется на нулевом уровне, управлением соответствующими механизмами, чем занимается первый уровень системы, выдачи заданных расчетных значений на первый уровень, а также обмен информацией с соседними и вышестоящими АСУ ТП, что является задачей второго уровня системы.

«0» уровень

На МНЛЗ устанавливаются датчики(Д), для получения данных и исполнительные механизмы (ИМ) для управления процессом.

«1» уровень

Первым уровнем управляет оператор МНЛЗ. На этом уровне находится пульт управления, шкаф контроллеров, на котором расположен микроконтроллер Siemens S7-400 и ПЭВМ. Также установлены средства связи (ДС - дистанционная связь и ПГС - производственная громкоговорящая связь).

На пульте управления устанавливаются преобразователи (Д), приборы для индикации цифровой (ИЦ), приборы для ввода заданного значения (ЗД), средства дистанционного управления (СУ).

Контроллер содержит процессор (ПР), устройства ввода/вывода (ВВУ) служит для обеспечения связи и манипулирования объектом, внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) служит для хранения данных и формирования архива.

ПЭВМ, которая используется в АСУ содержит видеотерминал (ВТ), процессор (ПР), устройство ввода/вывода (ВВУ), внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) и устройство печати.

«2» уровень

На этом уровне контроль и управление осуществляется ведущим инженером АСУ ТП, при помощи ПЭВМ и средств связи.

ПЭВМ имеет видеотерминал (ВТ), для зрительного обзора, так же имеется устройство печати (УП), для детального разбора информации, устройства ввода/вывода (ВВУ), внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), процессор и приборы для заданного значения (ЗД). Также установлены средства связи (ДС - дистанционная связь и ПГС - производственная громкоговорящая связь).

Условные обозначения функций системы автоматизации в данной структурной схеме:

- контроль параметров;

- дистанционное управление;

- преобразование параметров;

- стабилизация параметров;

- ручной ввод данных;

- регистрация параметров;

- подготовка оперативной информации, выдача в АСУТП;

- получение управляющих сигналов с верхнего уровня.

.2 Разработка и описание функциональной схемы автоматизации и выбор технических средств автоматизации

.2.1 Функциональной схемы автоматизации и выбор технических средств автоматизации кислородного конвертера

Функциональная схема автоматизации представлена на чертеже (АТПиП.3н22л.Д08.4В)

Функциональная схема автоматизации определяет функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля и управления ТП и оснащение объекта управления техническими средствами автоматизации.

Функциональная схема автоматизации включает следующие контуры контроля и регулирования:

)Контур контроля и регулирования расхода на продувку кислорода.

Наиболее важной локальной системой является система регулирования расхода кислорода. Главное требование к этой системе - обеспечение высокой точности поддержания расхода кислорода, что достигается измерением расхода сужающим устройством (поз. 1-1) с коррекцией по температуре (поз. 1-2) и давлению кислорода (поз. 1-1). Прибор (поз. 1-4) обеспечивает измерение расхода с поправками на отличие давления и температуры от расчетных. Прибор (поз. 1-5) осуществляет индикацию и регистрацию расхода кислорода. Поддержание расхода кислорода осуществляется ручным задатчиком (поз. 1-7).

В схеме может использоваться сумматор (интегратор) расхода кислорода (поз. 1-6), который после подачи в ванну заданного задатчиком (поз. 1-10) количества кислорода дает сигнал на прекращение продувки и извлечение фурмы из конвертера.

Регулирование осуществляется на основании данных, поступающих от датчиков температуры, давления и расхода.

Измерение расхода кислорода осуществляется методом переменного перепада. На кислородопроводе стоит напорная трубка Annubar 485 (поз. 1-1), датчик температуры Метран-2700 (поз 1-2), датчик давления Метран-150 (поз. 1-3).

Датчика давления Метран-150 (поз. 1-3) сигнал от которого в виде токового (4-20 мА) поступает на аналоговый вход контроллера Siemens S7-400.

Датчик расхода Метран-350 (поз. 1-4) сигнал от которого в виде токового (4-20 мА) поступает на вторичный прибор ИТМ-10 (поз. 1-5) и который имеет унифицированный вход, последовательно с ним подключён контроллер и сигнал поступает на аналоговый вход контроллера Siemens S7-400 (В1). На аналоговый вход контроллера Siemens S7-400 (В3) подается сигнал с ручного задатчика БРУ-7 (поз. 1-7), имеющего токовый выход (4-20 мА).

Датчик температуры Метран-2700 (поз. 1-2) сигнал от которого в виде токового (4-20 мА) поступает на аналоговый вход контроллера Siemens S7-400.

С входа микроконтроллера Siemens S7-400 (В4) сигнал поступает на вход (4-20 мА) частотного преобразователя Sinus Penta (поз. 1-8).

Задатчик БРУ-5 (поз. 1-10) сигнал от которого в виде токового (4-20 мА) поступает на аналоговый вход контроллера Siemens S7-400 (В5).

Сумматор (интегратор) расхода кислорода Метран-970 (поз.1-6) сигнал от которого в виде токового поступает на аналоговый вход контроллера Siemens S7-400 (В2).

Регулирующее воздействие с выхода микроконтроллера (ВО1) (в виде дискретного сигнала) через блок ручного управления БРУ-10 (поз. 1-11) поступает на пускатель ПБР-2М (1-12), с которого идет на исполнительный механизм МЭО (1-13). Регулирование расхода осуществляется открытием или закрытием клапана на трубопроводе кислорода.

Ручное управление осуществляется с помощью блока ручного управления БРУ-10, с помощью кнопок Больше, Меньше. Значение регулирующей величины и параметры регулирования, через микроконтроллер, выводятся на дисплей ЭВМ.

2)Контур контроля и регулирования положение фурмы относительно постоянной отметки

Измерение положения кислородной фурмы относительно постоянной отметки производится с помощью сельсинов: сельсин-датчик связан с редуктором привода.

Система работает как стабилизатор заданного положения фурмы или как программное устройство. Программа задается оператором и является ступенчатой функцией времени или количества израсходованного с начала продувки кислорода, определяемого интегратором (поз. 1-6).

Данные о положении фурмы определяются при помощи тросового датчика перемещения wire SENSOR модели WDS-15000-P115 (поз. 3-6). С этого датчика в виде последовательности импульсов данные о положении поступают на преобразователь импульсов Alps (поз. 3-1). Он выдает стандартный токовый сигнал (4-20мА), который поступает на цифровой индикатор ИТМ-10 (поз. 3-2), последовательно с ним подключён микроконтроллер и сигнал поступает на вход его аналогового модуля (B8). На вход (В9) аналогового модуля контроллера сигнал с задатчика БРУ-5 (поз. 3-3), имеющего токовый вход (4-20 мА), поступает заданное положение фурмы. В зависимости от заданного значения и его текущего значения формируется управляющее воздействие, которое с выхода микроконтроллера (BO3) (4-20 мА) поступает на блок ручного управления БРУ-10 (поз. 3-4) и на частотный преобразователь Sinus Penta 0076 4T BA2K2 (поз. 3-5).

)Контур контроля и регулирование положения корпуса конвертера

Положение корпуса конвертера контролируется системой сельсин-датчик/сельсин-приемник.

Контур контроля и регулирования давления кислорода

Вдувание кислорода осуществляется через верхнюю водоохлаждаемую фурму.

В качестве датчика давления используется измерительный преобразователь абсолютного давления Датчик модели 2088 (поз. 4-1), устаналиваемый на стенде датчиков. Сигнал от преобразователя в виде токового (4-20 мА) поступает на вторичный показывающий и регистрирующий прибор давления ИТМ-10 (поз. 4-2), расположенный на пульте управления конвертером, последовательно с ним подключён микроконтроллер и сигнал поступает на вход его аналогового модуля (B10).

)Контур контроля и регулирование разности температур подводимой и отходящей воды

Фурма выполнена из трех концентрично расположенных стальных труб и снабжена снизу медной головкой с соплами. Полости, образованные трубами, служат для подачи кислорода, подвода и отвода охлаждающей воды. По средней трубе при этом подводят охлаждающую воду (поз. 5-2), а по наружной - отводят (поз. 5-1), сигналы с датчиков АРРА-52 в виде токового (4-20мА) поступают на вторичный показывающий и регистрирующий прибор ИТМ-10 (поз. 5-3), последовательно с ним подключён микроконтроллер и сигнал поступает на вход аналогового модуля (B11).

Регулирующее воздействие с выхода микроконтроллера (ВО4) (в виде дискретного сигнала) через блок ручного управления БРУ-10 (поз. 5-4) поступает на пускатель ПБР-2М (5-5), с которого идет на исполнительный механизм МЭО (5-6). Регулирование разности температур подводимой и отходящей воды осуществляется открытием или закрытием клапана на трубопроводе отходящей воды. Ручное управление осуществляется с помощью блока ручного управления БРУ-10, с помощью кнопок Больше, Меньше. Значение регулирующей величины и параметры регулирования, через микроконтроллер, выводятся на дисплей ЭВМ.

Воду для охлаждения фурмы подают насосом в таком количестве, чтобы перепад температур на входе и выходе не превышал 30° во избежание выпадения из воды солей жесткости; на больших конвертерах расход воды достигает 500 м3/ч.

)Контур контроля и регулирования давления в кессоне

В конвертерах без дожигания конвертерных газов необходимо поддерживать в кессоне над конвертером небольшое (несколько паскалей) избыточное давление, чтобы предотвратить подсос окружающего воздуха в дымоотводящий тракт и выбивание токсичных конвертерных газов, содержащих СО. Регулирование давления в кессоне осуществляется воздействием на поворотную заслонку в трубе-разрыхлителе газоочистки.

Датчик избыточного давления Rosemount 2088 (поз. 6-1) сигнал от которого в виде токового (4-20 мА) поступает на вторичный прибор ИТМ-10 (поз. 6-2) и который имеет унифицированный вход, последовательно с ним подключён контроллер и сигнал поступает на аналоговый вход контроллера Siemens S7-400 (В12). На аналоговый вход контроллера Siemens S7-400 (В13) подается сигнал с задатчика БРУ-5 (поз. 1-3), имеющего токовый выход (4-20 мА).

Регулирующее воздействие с выхода микроконтроллера (ВО5) (в виде дискретного сигнала) через блок ручного управления БРУ-10 (поз. 6-4) поступает на пускатель ПБР-2М (6-5), с которого идет на исполнительный механизм МЭО (6-6). Регулирование давления осуществляется открытием или закрытием клапана на трубе-разрыхлителе газоочистки. Ручное управление осуществляется с помощью блока ручного управления БРУ-10, с помощью кнопок Больше, Меньше. Значение регулирующей величины и параметры регулирования, через микроконтроллер, выводятся на дисплей ЭВМ.

) Контур контроля состава отходящих газов СО2, СО, О2

Для работы математической модели необходимо знать состав отходящих газов. Для его определения используется многоканальный газоанализатор Дозор-С (поз. 7-1), который измеряет содержание СО, СО2 и О2 в отходящих газах. Сигнал с датчика (поз. 7-1) в виде сигнала (4-20 мА) поступают на индикатор ИТМ-10 (поз. 7-2), который отображает содержание СО и СО2 в отходящих газах. Данные о составе отходящих газов поступаю в контроллер.

7)Контур контроля температуры кожуха

Сигнал с датчика температуры RОSEMOUND 644 (поз. 8-1) в виде токового (4-20 мА) поступает на вторичный прибор ИТМ-10 (поз. 9-2), последовательно с ним подключён микроконтроллер и сигнал поступает на вход его аналогового модуля (B15).

) Контур контроля температуры металла

Температура металла в конвертере может измеряться периодически и непрерывно. Разовое измерение температуры жидкой стали производится при повал конвертера обычными, термопарами погружения. Наибольшее распространение получили вольфрам-рениевые термопары со сменными головками. Сигнал с вольфрам-рениевой термопары ВР5-20 (поз. 9-1) в виде токового (4-20 мА) поступает на вторичный прибор ИТМ-10 (поз. 9-2), последовательно с ним подключён микроконтроллер и сигнал поступает на вход его аналогового модуля (B16).

) Контур контроля давления воды на охлаждение

Сигнал текущего значения давления поступает на манометр KIMO MP 202 (поз. 10-1), и далее стандартный токовый сигнал поступает на измерительный прибор ИТМ-10 (поз. 10-2), откуда идет на аналоговый вход контроллера Siemens S7-400 (В17).

.2.2 Функциональной схемы автоматизации и выбор технических средств автоматизации АДСК

Функциональная схема автоматизации представлена на чертеже (АТПиП.3н22л.Д01.4В)

Функциональные схемы являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами.

Разработка функциональной схемы происходила по следующим этапам:

1)рассмотрение технологического процесса (агрегата) как объекта управления;

2)формулирование для него всех задач контроля и управления;

)декомпозицию основных задач управления (подразделить основные задачи на отдельные подзадачи, каждая из которых представляется одним контуром контроля и управления);

1. выбор соответствующих технических средств контроля и регулирования для каждого контура;
2. выбор способов размещения аппаратуры автоматизации на щитах и пультах управления, а также методы отображения информации;
3. выбор исполнительных механизмов, регулирующих органов и запорных устройств;

Функциональные задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплектные и вспомогательные устройства.

Результатом составления функциональных схем являются:

) выбор методов измерения технологических параметров;

) выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отвечающих предъявляемым требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта;

) определение приводов исполнительных механизмов регулирующих и запорных органов технологического оборудования, управляемого автоматически или дистанционно;

) размещение средств автоматизации на щитах, пультах, технологическом оборудовании и трубопроводах и определение способов представления информации о состоянии технологического процесса и оборудования.

В соответствии с заданием, была разработана функциональная схема процесса внепечной обработки стали в ковше. Схема включает изображение самого агрегата, всех подводимых к агрегату коммуникаций, трубопроводов, изображение необходимых контуров автоматизации со всеми средствами автоматизации, электрическими устройствами и элементами вычислительной техника.

Все ниже описанные элементы и контуры автоматизации представлены на функциональной схемы (чертеже формата А1), которая прилагается к пояснительной записке.

Процесс внепечной обработки стали в ковше включает следующие технологические операции (в соответствии с заданием): продувка аргоном, подача легирующих материалов, охлаждение металлической сечкой или слябом.

Для операции усреднительной продувки аргоном контролируемыми входными параметрами являются: масса, температура и химсостав металла в ковше перед усреднительной продувкой. Управляющими воздействиями являются: продолжительность продувки, расход и аргона на продувку. Для данной операции разработаны следующие необходимые контуры автоматизации:

ФСА на базе контроллера

Для управления агрегатов доводки стали в ковше используется контроллер Siemens S7-400.

) Контур контроля химического состава и температуры.Измерение состава расплава производится периодически при помощи погружных зондов фирмы Celox (поз. 1-1). Сигнал с зонда поступает на контроллер Siemens S7-400, а затем на ЭВМ где производится анализ состава расплава, определения его окисленности и температуры стали. Температура стали в ковше изменяется в пределах 1550-1700 0С.

) Контур контроля и регулирования расхода аргона на усреднительную продувку. Расход аргона изменяется в пределах 0-200 м3/мин. Расход аргона в трубопроводе измеряется при помощи вихревого интеллектуального датчика Rosemount 8800 (поз. 2-1), который на своем выходе выдает стандартный токовый сигнал, который него сигнал поступает на вторичный показывающий и регистрирующий прибор Метран - 901 (поз. 2-2). С вторичного прибора сигнал поступает на аналоговый вход модуля ввода В2контроллера S7-400. На аналоговый вход B3 поступает сигнал от задатчика БРУ-7 (поз. 2-3). С задатчика поступает на блок ручного управления БРУ-10 (поз. 2-4). Там эти сигналы сравниваются и вырабатывается управляющее воздействие с выхода В01, которое через БРУ-10 поступает на пускатель ПБР2М (поз. 2-5). БРУ-10 позволяет осуществить выбор между ручным и дистанционным регулированием. Пускатель работает в комплекте с исполнительным механизмом типа МЭО-630, который имеет достаточный крутящий момент для воздействия на регулирующие органы данного агрегата и имеет блок сигнализации положения регулирующего органа.

) Контур контроля давления в трубопроводе аргона (1,0-2,0 МПа) измеряется при помощи интеллектуального датчика давления Rosemount 3051 (поз. 3-1),с которого сигнал поступает на аналоговый вход модуля ввода В4 контроллера S7-400.

) Контур контроля и регулирования расхода кислорода в трубопроводе. Расход аргона изменяется в пределах 0-200 м3/мин. Измеряется при помощи вихревого интеллектуального датчика Rosemount 8800 (поз.4-1), который на своем выходе выдает стандартный токовый сигнал, который поступает на вторичный показывающий и регистрирующий прибор Метран - 901 (поз. 4-2). С вторичного прибора сигнал поступает на аналоговый вход модуля ввода В5 контроллера S7-400. На аналоговый вход B6 поступает сигнал от задатчика БРУ-7(поз. 4-3). С задатчика поступает на блок ручного управления БРУ-10 (поз. 4-4). Там эти сигналы сравниваются и вырабатывается управляющее воздействие с выхода В02, которое через БРУ-10 поступает на пускатель ПБР2М (поз. 4-5). БРУ-10 позволяет осуществить выбор между ручным и дистанционным регулированием. Пускатель работает в комплекте с исполнительным механизмом типа МЭО-630, который имеет достаточный крутящий момент для воздействия на регулирующие органы данного агрегата и имеет блок сигнализации положения регулирующего органа.

) Контур контроля давления в трубопроводе кислорода(1,0-2,0 МПа) измеряется при помощи интеллектуального датчика давления Rosemount 3051 (поз. 5-1),с которого давления сигнал поступает на аналоговый вход модуля ввода В7 контроллера S7-400.

) Контур контроля и регулирования расхода аргона на аэрацию порошковых реагентов. Расход аргона изменяется в пределах 0-30 м3/мин. Расход аргона в трубопроводе измеряется при помощи вихревого интеллектуального датчика Rosemount 8800 (поз. 6-1), который на своем выходе выдает стандартный токовый сигнал, который поступает на вторичный показывающий и регистрирующий прибор Метран - 901 (поз. 6-2). С вторичного прибора сигнал поступает на аналоговый вход модуля ввода В8 контроллера S7-400. На аналоговый вход B9 поступает сигнал от задатчика БРУ-7(поз. 6-3). С задатчика поступает на блок ручного управления БРУ-10 (поз. 6-4). Там эти сигналы сравниваются и вырабатывается управляющее воздействие с выхода В03, которое через БРУ-10 поступает на пускатель ПБР2М (поз. 6-5). БРУ-10 позволяет осуществить выбор между ручным и дистанционным регулированием. Пускатель работает в комплекте с исполнительным механизмом типа МЭО-630, который имеет достаточный крутящий момент для воздействия на регулирующие органы данного агрегата и имеет блок сигнализации положения регулирующего органа.

) Контур контроля давления в трубопроводе аргона (1,0-2,0 МПа) измеряется при помощи интеллектуального датчика давления Rosemount 3051 (поз. 7-1), с которого сигнал поступает на аналоговый вход модуля ввода В10 контроллера S7-400.

) Контур контроля и регулирования расхода аргона на транспортировку. Расход аргона изменяется в пределах 0-50 м3/мин. Расход аргона в трубопроводе измеряется при помощи вихревого интеллектуального датчика Rosemount 8800 (поз. 8-1), который на своем выходе выдает стандартный токовый сигнал, который поступает на вторичный показывающий и регистрирующий прибор Метран - 901 (поз. 8-2). С вторичного прибора сигнал поступает на аналоговый вход модуля ввода В11 контроллера S7-400. На аналоговый вход B12 поступает сигнал от задатчика БРУ-7 (поз. 8-3). С задатчика поступает на блок ручного управления БРУ-10 (поз. 8-4). Там эти сигналы сравниваются и вырабатывается управляющее воздействие с выхода В04, которое через БРУ-10 поступает на пускатель ПБР2М (поз. 8-5). БРУ-10 позволяет осуществить выбор между ручным и дистанционным регулированием. Пускатель работает в комплекте с исполнительным механизмом типа МЭО-630, который имеет достаточный крутящий момент для воздействия на регулирующие органы данного агрегата и имеет блок сигнализации положения регулирующего органа.

) Контур контроля давления в трубопроводе аргона (1,0-2,0 МПа) измеряется при помощи интеллектуального датчика давления Rosemount 3051 (поз. 9-1), с которого поступает на аналоговый вход модуля ввода В13 контроллера S7-400.

) Контур контроля и регулирования массы сыпучих материалов и ферросплавов. Масса подаваемых ферросплавов изменяется в пределах 50-500 кг. Взвешивание сыпучих материалов происходит при помощи тензодатчиков Flintec SB14 (поз. 10-1). Так как сигнал с тензодатчика не является стандартным, то мы пропускаем его через тензопреобразователь Flintec LDU68 (поз. 10-2). С тензопреобразователя стандартный аналоговый сигнал поступает на вход контроллера В14, а на В15 подается аналоговый сигнал с задатчика БРУ-7 (поз. 10-3). С задатчика через контроллер сигнал подается на блок ручного управления БРУ-10 (поз. 10-4). В контроллере происходит выработка управляющего воздействия, поступающего через В05 на БРУ-10. С БРУ-10 сигнал поступает на частотный преобразователь Hyundai N100 (поз. 10-5). С частотного преобразователя сигнал попадает на электродвигатель вибропитателя.

) Контур контроля и регулирования массы подаваемой металлической сечки. Масса подаваемых порошковых реагентов изменяется в пределах 0-2000 кг. Взвешивание происходит при помощи тензодатчиков Flintec SB14 (поз. 11-1). Сигнал пропускается через тензопреобразователь Flintec LDU68 (поз. 11-2). С тензопреобразователя стандартный аналоговый сигнал поступает на вход контроллера В16, а на В17 подается аналоговый сигнал с задатчика БРУ-7 (поз. 11-3). В контроллере происходит выработка управляющего воздействия, поступающего через В06 на БРУ-10 (поз. 11-4). С БРУ-10 сигнал поступает начастотный преобразователь Hyundai N100 (поз. 11-5). С частотного преобразователя сигнал попадает на электродвигатель вибропитателя.

) Контур контроля и регулирования вдуваемых порошковых реагентов. Масса подаваемых порошковых реагентов изменяется в пределах 30-2000 кг. Вдувание порошковых реагентов происходит при помощи аргонопровода, порошковых материалов взвешиваем при помощи тензодатчиков Flintec SB14 (поз. 12-1) . Сигнал с тензодатчика не является стандартным, поэтому мы пропускаем его через тензопреобразователь Flintec LDU68 (поз. 12-2). С тензопреобразователя стандартный аналоговый сигнал поступает на вход контроллера В18, а на В19 подается аналоговый сигнал с задатчика в БРУ-7 (поз. 12-3). В контроллере происходит выработка управляющего воздействия, поступающего через В07 на БРУ-10 (поз. 12-4). С БРУ-10 сигнал поступает на частотный преобразователь Hyundai N100 (поз. 12-5). С частотного преобразователя сигнал попадает на электродвигатель вибропитателя.

4.2.3 Функциональной схемы автоматизациии выбор технических средств автоматизации МНЛЗ

Функциональная схема автоматизации прилагается к записке

(АТПиП.3н22л.Д07.4В)

Для нормального бесперебойного функционирования АСУ ТП предусмотрены следующие контуры оперативного контроля и управления:

) Контур контроля температуры металла в стальковше;

) Контур контроля уровня металла в стальковше;

) Контур контроля и регулирования уровня металла в промковше;

) Контур контроля температуры металла в промковше;

) Контур контроля и регулирования уровня металла в кристаллизаторе;

) Контур контроля усилия вытягивания слитка;

) Контур контроля и регулирования теплового режима в кристаллизаторе;

) Контур контроля температуры поверхности слитка;

) Контур контроля и регулирования давления воды на вторичном охлаждении;

) Контур контроля скорости вытягивания слитка;

) Контур контроля и регулирования температуры воды на вторичном охлаждении;

) Контур контроля и регулирования расхода графитовой смазки в кристаллизаторе;

) Контур контроля и регулирования системы топливо воздух в МГР.

Рассмотрим данные контуры более подробно.

)Контур контроля температуры металла в стальковше

Контроль температуры производится с помощью термопары разового погружения ВР-20, аналоговый сигнал с которой поступает на преобразователь Rosemount 644,где он преобразуется в унифицированный сигнал 4-20мА, который поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

)Контур контроля уровня металла в стальковше

Контроль уровня производится путем измерения массы стальковша тензометрическими датчиками Flintec SB14, аналоговый сигнал с которых поступает на тензопреобразователь Flintec LDU68, где он преобразуется в унифицированный сигнал 4-20мА, который поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

)Контур контроля и регулирования уровня металла в промковше

Контроль и регулирование уровня производится путем измерения массы промковша тензометрическими датчиками Flintec SB14, аналоговый сигнал с которых поступает на тензопреобразователь Flintec LDU68, где он преобразуется в унифицированный сигнал 4-20мА, который поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В, который поступает на МЭО. Регулирование производится путем подачи определенного количества металла из стальковша в промковш.

)Контур контроля температуры металла в промковше

Контроль температуры производится с помощью термопары разового погружения ВР-20, аналоговый сигнал с которой поступает на преобразователь Rosemount 644,где он преобразуется в унифицированный сигнал 4-20мА, который поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

)Контур контроля и регулирования уровня металла в кристаллизаторе

Контроль и регулирование уровня производится с помощью датчика уровня металла ДУМ бортовой, унифицированный сигнал 4-20мА с которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В, который поступает на МЭО. Регулирование производится путем добавления металла из промковша.

)Контур контроля усилия вытягивания слитка

Усилие вытягивания слитка контролируется измерительным трансформатором тока Circutor TCM 420, унифицированный сигнал 4-20мА с которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

)Контур контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора

Данный контур состоит из двух термопреобразователей Метран 2700 для измерения температуры воды поступающей на вход в кристаллизатор и выходящей из него, а также датчика Rosemount 8800 для измерения расхода воды приходящей в кристаллизатор. Унифицированный сигнал 4-20мА от этих датчиков поступает на на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. С модуля аналогового вывода SM-432 аналоговый сигнал поступает на многоканальный вторичный прибор Метран 900. Также на контроллер поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В, который поступает на МЭО. Регулирование производится открытием клапана подачи воды в кристаллизатор.

)Контур контроля температуры поверхности слитка

Контроль температуры производится с помощью пирометра ARDOCELL PS22 AF22 унифицированный сигнал 4-20мА на выходе которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

)Контур контроля и регулирования давления воды на вторичное охлаждение

Контроль и регулирование давления производится с помощью датчика давления Yokogawa JGA530A, унифицированный сигнал 4-20мА с которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В. Этот сигнал поступает на МЭО, которое управляет клапаном подачи воды.

)Контур контроля скорости вытягивания слитка

Контроль скорости вытягивания слитка осуществляется с помощью лазерной системы измерения скорости LSV62000 унифицированный сигнал 4-20мА на выходе которой поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

)Контур контроля температуры воды на вторичное охлаждение

Контроль температуры осуществляется с помощью термометра сопротивления Метран 2700 унифицированный сигнал 4-20мА на выходе которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

)Контур контроля и регулирования расхода графитовой смазки в кристаллизаторе

Контроль и регулирование расхода графитовой смазки осуществляется с помощью датчика расхода Rosemount 8700, унифицированный сигнал 4-20мА с которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В. Этот сигнал поступает на МЭО, котоое управляет клапаном подачи смазки.

)Контур контроля и регулирования системы топливо-воздух в машине газовой резки

Контроль и регулирование расхода расхода топлива и расхода воздуха осуществляется с помощью датчика расхода Rosemount 8800D, один из которых стоит в трубе по которой приходит воздух, а другой - топливо. Унифицированный сигнал 4-20мА с датчика поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В. Этот сигнал поступает на МЭО, которое управляет клапаном подачи топлива или воздуха соответственно.

.3 Описание структуры комплекса технических средств АСУ ТПККЦ-АДСК-МНЛЗ

Для реализации данной АСУТП необходимо 4 ПЭВМ, которые имеют следующее назначение. На среднем уровне находится автоматизированное рабочее место - дистрибуторщика ККЦ, оператора АДСК и оператора МНЛЗ, который имеет возможность производить локальное регулирование определенных параметров процесса. На верхнем уровне находятся автоматизированное рабочее место ведущего инженера АСУТП, который осуществляет принятие решений по управлению непосредственно всем технологическим процессом и также имеет возможность выдачи заданий в локальные системы регулирования. На верхнем уровне расположен сервер баз данных 1 и дублирующий сервер баз данных 2, которые также реализованы на ПЭВМ.

Сигналы от датчиков, установленных непосредственно на конвертере поступают на пульт управления дистрибуторщика, на котором схематически указанны группы приборов, предназначенных для ручного задания параметров (БРУ-7) и управления процессом в ручном режиме (БРУ-10), так же установлены показывающие приборы (ИТМ-10). Параллельно с пульта управления сигнал идет на вход аналогового модуля SM 431 микроконтроллера S7-400.

Сигналы от датчиков, установленных на МНЛЗ поступают на пульт управления оператора, на котором схематически указаны группы приборов, предназначенных для ручного задания параметров (БРУ-5) и управления процессом в ручном режиме (БРУ-10), так же установлены показывающие приборы (Метран-900, Метран-901). Параллельно с пульта управления сигнал идет на вход аналогового модуля SM 431 микроконтроллера S7-400.

При помощи Ethernet модуля сигналы попадают на сервер БД, где осуществляется их архивирование и расчет математической модели, информация поступает на ЭВМ ведущего инженера АСУТП и на ЭВМ дистрибуторщика и оператора МНЛЗ и АДСК, где осуществляется визуализация технологического процесса.

.4 Взаимосвязь функциональных задач АСУ ТП комплекса ККЦ-АДСК-МНЛЗ

Взаимосвязь функциональных задач прилагается к записке (АТПиП.3н22л.Д07.ВФЗ)

АСУ ТП комплекса ККЦ-АДСК-МНЛЗ печи представляют собой систему функциональных задач, в которую входят следующие подсистемы:

1.Подсистема нижнего уровня. Содержит 5 основных задач, необходимых для функционирования нижнего уровня АСУ. Включает в себя:1.1Опрос датчиков.1.2 Сигнализацию и блокировку параметров.1.3 Регулирование параметров.1.4 Фильтрацию, масштабирование и сглаживание сигналов.1.5 Обмен информацией с подсистемой верхнего уровня.

2.Информационная подсистема. Предназначена для связи с оператором, выдачи на устройства визуализации необходимой информации и передачи информации подсистеме баз данных.

2.1 Информационная подсистема ККЦ, включает в себя:2.1.1 Формирование информации о протекании ТП выплавки стали в кислородном конвертере

.1.2 Визуализацию работы кислородного конвертера.2.1.3 Информационную модель процесса выплавки стали в кислородном конвертере.

.1.4 Обмен информацией с подсистемой нижнего уровня

2.2 Информационная подсистема АДСК, включает в себя:

.2.1 Формирование информации о протекании ТП доводки стали на АДСК.

.2.2 Визуализацию работы АДСК

.2.3 Информационную модель процесса доводки стали на АДСК

.2.4 Обмен информацией с подсистемой нижнего уровня

.3 Информационная подсистема МНЛЗ, включает себя:

.3.1 Формирование информации о протекании ТП непрерывного литья

.3.2 Визуализацию работы МНЛЗ.2.3.3 Информационную модель процесса непрерывного литья.2.3.4 Обмен информацией с подсистемой нижнего уровня.

3.Подсистема ведения базы данных. Необходима для занесения информации о работе агрегата в базу данных, так же включает в себя комплексы для обслуживания текущей и архивной баз данных. Включает в себя:

3.1 Прием информации в базу данных.

.2 Хранение и обслуживание текущей базы данных.

.3 Запись информации в текущую базу данных.

.4 Обслуживание архивной базы данных.

.5 Запись информации в архивную базу данных.

.6 Выдача информации.

.Научная подсистема. Предназначена для анализа и обработки информации, связанной с функционированием используемых моделей.

.1 Научная подсистема ККЦ, включает в себя:4.1.1 Математическую модель управления дутьевым режимом в конвертерной плавке.4.1.2 Расчет параметров дутьевого режима.

.1.3 Оптимизацию протекания дутьевого режима в ККЦ.

.2 Научная подсистема АДСК, включает в себя:4.2.1 Математическую модель аргонной продувки на АДСК.4.2.2 Расчет параметров продувки аргоном.

.2.3 Оптимизацию протекания процесса аргонной продувки стали на АДСК.

.1 Научная подсистема МНЛЗ, включает в себя:4.1.1 Математическую модель затвердевания слитка в кристаллизаторе.4.1.2 Расчет параметров затвердевания слитка.

.1.3 Оптимизацию протекания затвердевания слитка в кристаллизаторе.

5.Подсистема запуска/перезапуска

5.1 Организация запуска/ перезапуска систем.

6.Подсистема связи АСУТП цеха с АСУТП смежных узлов.

6.1 Связь с АСУТП ККЦ.

.2 Связь с АСУТП АДСК.

.3 Связь с АСУТП МНЛЗ.

7.Подсистема оценки качества показателей работы.

7.1 Подсистема оценки качества показателей работы ККЦ, включает в себя:

.1.1 Расчет технико-экономических показателей работы ККЦ и АСУТП.

.1.2 Оценка качества работы АСУТП и оборудования.

.2 Подсистема оценки качества показателей работы АДСК, включает в себя:

.2.1 Расчет технико-экономических показателей работы АДСК и АСУТП.

.2.2 Оценка качества работы АСУТП и оборудования.

.3 Подсистема оценки качества показателей работы МНЛЗ, включает в себя:

.3.1 Расчет технико-экономических показателей работы МНЛЗ и АСУТП.

.3.2Оценка качества работы МНЛЗ и оборудования.

автоматизированный технологический литье заготовка

5. СПЕЦЧАСТЬ

.1 Математическая модель затвердевания стали в кристаллизаторе

При выборе конструктивных параметров МНЛЗ и ее узлов необходимо знать закономерность роста толщины оболочки заготовки. Без знания толщины оболочки на любом участке машины и величины протяженности жидкой фазы в слитке в зависимости от, скорости разлива невозможно определить необходимую длину технологической линии МНЛЗ, допустимые расстояния между поддерживающими роликами в направляющем аппарате, усилия, действующие на эти ролики и многие другие параметры.

Теоретические методы определения толщины затвердевающей оболочки заготовки базируются на решении задачи Стефана.

В общем случае закономерность продвижения фронта кристаллизации может быть описана дифференциальным уравнением теплового баланса, по которому количество тепла, отводимого с поверхности заготовки, равно количеству тепла, выделяющегося в процессе затвердевания оболочки и за счет понижения ее температуры.

Но в результате того, что кристаллизация стали происходит в определенном интервале температур, в заготовке образуется двухфазная зона, которая со стороны жидкого металла ограничена изотермой ликвидуса, а со стороны поверхности заготовки - изотермой солидуса, что вносит соответствующие коррективы в определение толщины оболочки. Создание принудительного движения жидкой фазы, например посредством электромагнитного ее перемешивания, может повлиять на размеры двухфазной зоны и на процесс теплообмена.

При затвердевании заготовки тепловые процессы в общем случае описываются дифференциальным уравнением нестационарной теплопроводности

(5.1)

где - плотность; с - коэффициент теплоемкости; - коэффициент теплопроводности; - удельная теплота плавления; - относительное количество твердой фазы в двухфазной зоне.

Решение уравнения (1) обычно осуществляют численными методами уже при упрощенных граничных условиях. Уточнение граничных условий формирования заготовки при постановке задачи лишь усугубляет математические сложности, не давая надежной гарантии в точности определения фронта затвердевания. Главная причина - трудностиполноценного учете реального состояния двухфазной зоны и достоверной оценки дискретизации, устойчивости и сходимости численного решения.. Поэтому для инженерных расчетов при определении толщины оболочки вполне достаточно пользоваться известной зависимостью

(5.2)

где- расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до рассматриваемого сечения.

Коэффициент затвердевания определяется совокупностью физических свойств расплава и затвердевшего слоя и может быть приближенно найден из решения задачи о затвердевании полуограниченного массива расплава.

,(5.3)

где - коэффициент теплопроводности твердой корки, Вт/(мК); - температура кристаллизации, равная

;

- температура поверхности затвердевшей корки металла;- плотность расплава, кг/;

Помимо интенсивности охлаждения и физических свойств металла на величину коэффициента оказывает влияние и профиль заготовки, хотя это непосредственно не следует из выражения (2) . Поэтому на практике чаще пользуются значениями этого коэффициента, полученными экспериментальным путем.

Для слябовых заготовок из углеродистых сталей средняя величина коэффициента затвердевания находится в пределах 0,003 - 0.0036 с (23-28 мм).

Толщина оболочки на выходе из кристаллизатора может быть также определена по количеству отводимого тепла в пределах кристаллизатора

(5.4)

где - тепловой поток в кристаллизаторе, Вт;- скрытая теплота затвердевания,Дж/кг; - периметр сечения заготовки, м; - скорость разливки, м/с.

Скрытая теплота затвердевания приближенно равна

(5.5)

где_ средняя температура поверхности заготовки °С

Тепловой поток в кристаллизаторе определяется экспериментально по перепаду температуры воды охлаждения на входе и выходе из кристаллизатора и ее расходу

(5.6)

где - плотность воды, кг/м3; - расход воды на охлаждение кристаллизатора, м3/с; - теплоемкость воды, Дж/(кг К); - перепад температуры воды на входе в кристаллизатор и на выходе из него, °С (при однократном ее использовании обычно не превышает 4-6 °С). [22]

.2 Программная реализация математической модели

Листинг программы представлен в ПРИЛОЖЕНИИ Б.

В данной программе рассчитывается толщина корки на выходе из кристаллизатора, исходя из формул 5.4,5.5 и 5.6.

Работа программы возможна в двух режимах: «Ручное» и «Автомат». Для переключения между режимами следует нажать на соответствующую кнопку. В ручном режиме возможно регулировать расход воды в кристаллизаторе, вводя новые значения для расхода. В «автомате» значения регулируются без участия человека.

Кнопка «Запустить» служит для старта процесса, а «Остановить» для его завершения

Также возможно изменять скорость вытягивания слитка в диапазонах от 0.1 до 1.1 м/мин

Программа содержит график текущего расхода воды, а также график изменения толщины слитка от времени.

Пример работы программы представлен в ПРИЛОЖЕНИЕ В.

.3 Разработка и описание принципиальной электрической схемы контура контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора

Принципиальная электрическая схема прилагается к записке (АТПиП.3н22л.Д07.4Д)

Для принципиальной электрической схемы выбран контур контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора.

На схеме представлены следующие приборы: ТСП Метран С2700(2 штуки), Rosemount 8800DF, Метран900, контроллер Siemens S7-400 с блоком аналогового ввода SM-431, аналогового вывода SM-432, дискретного вывода SM-422, БРУ-10, БРУ-5, ПБР2М-2, МЭО, блоки питания на 24В.

Температура воды поступающая на вход кристаллизатор и выходящей из него измеряется термопреобразователями Метран 2700 (диапазон измерения: -40...1000°С) На клеммы 1 и 2 данных датчиков поступает сигнал 24 В, а с клемм 3 и 4 унифицированный токовый сигнал поступает на клеммы 1,2 и 3,4 блока аналогово ввода SM-431.

Расход воды на вход в кристаллизатор измеряется датчиком расхода Rosemount 8800DF. На клеммы 1 и 2 данного датчика поступает сигнал 24 В, а с клемм 3 и 4 унифицированный токовый сигнал поступает на клеммы 5,6 блока аналогово ввода SM-431.

С задатчика БРУ-5 аналоговый сигнал с клемм 19,20,21 поступает на клеммы 9,10,11 блока аналогового ввода SM-431. Питается задатчик от сети 220 В(клеммы 1,2).

Блок аналогового ввода SM-431, аналогового вывода SM-432, дискретного вывода SM-422, питаются с блока питания 24В.(клеммы 10,11 для SM-432; клеммы 1,2 для SM-431; клеммы 4,5 для SM-422).

С блока аналогового вывода SM-432 сигнал поступает с клемм 5,6 на клемму 1,2 заглушки Х1 вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-900, с клемм 7,8 на клеммы 1,2 заглушки Х2, а с клемм 9,10 на клеммы 1,2 заглушки Х3. Клеммы 1,2 заглушки Х0 Метрана-90бора от сети 220В.

Аналоговый сигнал с выхода блока SM-432 (клемма 3) поступает на вход БРУ-10 (24), а с клеммы 4 сигнал поступает на клемму 16 (вход - 4-20ма) МЭО. Таким образов SM-432 соединен с БРУ и МЭО по токовой петле. Клемма 22 БРУ соединена с клеммой 18(+4-20мА) МЭО. С клеммы 1 блока SM-432 сингал поступает на вход Ср. в ПБР-2М2 (клемма 8)

При подачи сигнала «Больше» или «Меньше» сигнал из SM-422, (клеммы 2,3) поступает на БРУ-10 (клеммы 14,16). Сигнал поступает из БРУ-10 (клемма 22) на клемму 21 в МЭО (Кв.вх.Б.), если был подан сигнал «Больше»; либо с клеммы 19 (БРУ-10) на клемму 19 в МЭО если был подан сигнал «Меньше»

С исполнительного механизма (клеммы 20,24) сигнал поступает на пускатель ПБР- 2М2 (клемма 7- вход «Меньше», клемма 9 - вход «Больше») С выхода пускателя(клеммы 3, 5) подается напряжение на клеммы 2,3 двигателя МЭО, который поворачивает регулирующий орган.

Индикация осуществяется в БРУ-10 путем подачи сигнала с клемм 17,18, на исполнительный механизм (клеммы 23,19 соответственно).

Питание ПБР-2М и БРУ-10 производится от сети 220В.

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Организация производства

.1.1 Организация работ по текущей эксплуатации приборов и средств автоматизации

Для обслуживания средств и систем автоматизации в отдельных крупных цехах, оснащенных системами автоматизации с применением управляющих вычислительных машин, могут быть организованы цеховые службы АСУ ТП производства (например, сталеплавильного, прокатного и т.п.), в состав которых входят участи КИПиА.

Цех КИПиА осуществляет следующие функции:

1)техническое обслуживание (ТО) и ремонт (Р) рабочих средств измерений (СИ), средств и систем автоматизации (СА);

2)обеспечение ведомственного метрологического надзора за состоянием применяемой на предприятии измерительной техники (по закрепленным видам измерений);

)разработку и внедрение новых СИ СА агрегатов и цехов (на предприятиях, где организована самостоятельная ЦЛАМ, эти работы выполняются ею);

)участие в разборе причин брака и аварий на технологических агрегатах, связанных с работой СИ и СА;

)совершенствование методов ремонта и обслуживания СИ и СА;

)ведение технологической документации и анализ отказов защит для повышения качества работы СА;

)внедрение новых методов контроля, совершенствование схем защит и автоматизации;

)контроль за проектированием и монтажом СА и приемка из монтажа этих устройств на вновь пускаемом оборудовании;

)участие в обеспечении аппаратурой испытаний, проводимых на предприятии; и т.д.

Эксплуатация СИ, СА и систем автоматизации заключается в их использовании по назначению, в своевременном, достаточном и качественном проведении ТО и ППР, осуществлении за ними должного технического и метрологического контроля.

Техническое обслуживание СИ, СА и систем автоматизации в производственных цехах предприятия выполняется в три смены персоналом эксплуатационных участков.

ТО - это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, хранении и транспортировании.

Все СИ и СА, находящиеся в эксплуатации должны быть закреплены за бригадами или отдельными лицами, которые несут ответственность за их техническое состояние. Дежурный персонал эксплуатационных участков также отвечает в течение смены за работоспособность всех СИ и СА на участке независимо от их закрепления.

Основные работы по ТО (регламентированное и сезонное ТО, большая часть восстановительных работ, демонтажи подготовка СИ и СА к ремонту и периодическим поверкам) выполняет персонал эксплуатационных участков, как правило, в дневную смену.

Дежурный персонал вечерней и ночной смен осуществляет контроль за техническим состоянием СИ, СА и систем автоматизации, а также при необходимости восстановительные работы и замену использованных материалов.

Расчет годового фонда времени

(6.1.1)

дня,

где ВД - выходные дни;

КВ - календарное время, (КВ=365 дней).

Номинальное время считают по формуле:

(6.1.2)

дня.

Праздничные дни при 4-хбригадном графике отсутствуют: ПД=0 дней. Длительность отпуска принимаем 36 дней: О=36 дней.

Невыходы по причине болезни принимаем 3.5% от номинального времени:

,(6.1.3)

Б=182,5·0.035 = 7 дней

Невыходы в связи с выполнением общественных и государственных обязанностей принимают 1% от номинального времени:

,(6.1.4)

дня.

Действительный годовой фонд времени работников определяется по формуле:

, (6.1.5)

дней.

Коэффициент списочности определяется по формуле:

,(6.1.6)

Для прерывного графика работы номинальное время считается по формуле:

,(6.1.7)

дней,

где ВД - выходные дни, (ВД=105 дней);

ПД - праздничные дни, (ПД=8 дней);

КВ - календарное время, (КВ=365 дней).

Длительность отпуска принимаем 30 дней :О=30 дней. Невыходы по причине болезни принимаем 3.5% от номинального времени:

,(6.1.8)

Б=252·0.035 = 9 дней.

Невыходы в связи с выполнением общественных и государственных обязанностей принимают 0.7% от номинального времени:

,(6.1.9)

дня.

Действительный годовой фонд времени работников определяется по формуле:

,(6.1.10)

дней.

Коэффициент списочности определяется по формуле:

,(6.1.11)

.

Плановый баланс использования рабочего времени за год для дежурных работников по эксплуатации приборов, работающих по непрерывному четырехбригадному графику работы, и работников по текущему ремонту, работающих по пятидневной рабочей неделе, приведен в таблице 1.1

Таблица 6.1.1

Плановый баланс использования рабочего времени

ПоказателиНепрерывный графикПрерывный графикКалендарное время, дни365365Дни отдыха по графику182,5105Праздничные дни--8Номинальное время182,5252Отпуск, дни3630Болезнь, дни79Выполнение гос. и общ. обязанностей23Фактическое время к отработке(дни)137,5210Фактическое время к отработке (часы)11001680Коэффициент сменности1.331.2

.1.2 Определение штата, обслуживающих предлагаемую систему контроля и автоматического регулирования

Численность работников определяется в зависимости от объема и сложности работ, то есть от количества и качества установленных приборов, их размещения на участке, конструкции, типа приборов и средств автоматизации по укрупненным нормативам времени на работы по текущему обслуживанию.

Таблица 6.1.2

Затраты времени на обслуживание существующей системы контроля

Наименование прибораКоличествоштТрудоемкость одного прибора, у.е.Общий коэф. трудоемкости, у.е.1234Датчик давления YOKOGAWAJGA530A 0-2МПа1200,4554Датчик температуры Thermocont TBJ 521-2300,26Датчик расхода воды YOKOGAWA AXF 080G80,43,2Датчик расхода воды YOKOGAWA AXF 200G80,43,2Микроконтроллер Siemens S7 300212ПК212Вторичный прибор Метран-901130,810,4Блок ручного управления БРУ-1060,84,8Исполнительный механизм МЭО60,481,92Задатчик БРУ-560,83,2Термопара ТХК212Тензодатчики40,62,4Итого20710,48145,1

Таблица 6.1.3

Затраты времени на обслуживание для внедряемой системы контроля

Наименование прибораКоличество, штТрудоемкость одного прибора, у.е.Общий коэф. трудоемкости, у.е.1234Датчик давления YOKOGAWAJGA530A 0-2МПа1200,4554Датчик температуры Метран 2700300,154,5Датчик расхода воды Rosemount 8800D160,46,4Микроконтроллер Siemens S7 400111ПК212Вторичный прибор Метран-901130,810,4Блок ручного управления БРУ-1040,83,2Исполнительный механизм МЭО40,481,92Задатчик БРУ-540,83,2Термопара ТХК212Тензодатчики40,62,4Итого20610,46142,2

Общую трудоемкость необходимо умножить на коэффициент 1,15, включающий выполнение неучтенных работ:

SТ=142,2·1,15=163,53

Определяем необходимое количество персонала по формуле:

Пд=SТ·Ноб·Ксп·Нсм,(6.1.12)

где Пд - количество рабочих всего (чел.)

SТ - суммарная трудоёмкость обслуживания приборов с учётом неучтенных работ (у.е.)

Ноб - норматив обслуживания на одну прибороединицу, чел, Ноб=0.041 чел;

Ксп- коэффициент списочности;

Нсм - количество смен, Нсм=4.

Пд=163,53*0.041*1.33*4=36 (чел.)

Необходимое количество персонала за одну смену - 8 человек.

.2 Экономика производства

.2.1 Расчет капитальных затрат

Цены на контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации определяются по прейскурантам. Первоначальная (балансовая) стоимость приборов может быть рассчитана по формуле 2.1:

Кперв = Цопт+Зтр+Зм,(6.2.1)

где Цопт - оптовая цена, грн;

Зтр - транспортные расходы, грн;

Зм - затраты на монтаж, грн.

При определении капитальных затрат необходимо учитывать затраты на резервные контрольно-измерительные приборы и регуляторы. Их стоимость составляет 3-5% от стоимости установленных на технологических агрегатах приборов.

Таблица 6.2.1

Расчет капитальных затрат

Наименование приборовКол-воОптовая цена, грнМонтаж 7%, грнТрансп. расходы всего 8%, грнИтого, грнЗа ед.ВсегоЕд.ВсегоYOKOGAWA JGA530A 0-2МПа12040004800002803360038400552000Метран 27003032009600022467207680110400Rosemount 8800D164000640005604480512073600Контроллер1410004100028702870328047150ПК2400080002805606409200Метран-901132700351001892457280840365БРУ-1082500200001751400160023000МЭО64000240002801680192027600БРУ-56347020820242,91457,41665,623877Термопара ТХК27600152005321064121617480Тензодатчики412200488008543416390456120Итого:20892870193169606500,959816,468361,6982632

Итого капитальные затраты равны 982632грн.

Стоимость резервных приборов равна 4% от общей суммы капитальных затрат и равна 39300грн

При реконструкции систем контроля и автоматического регулирования происходит замена действующих приборов новыми, более совершенными. В этом случае капитальные затраты на реконструкцию определяются по формуле 2.2:

Крек = Кдоп+Кост(6.2.2)

где Кдоп - капитальные затраты на дополнительно устанавливаемые приборы, грн;

Кост - остаточная стоимость заменяемых приборов, грн.;

Кост = Кнеам + Здем + Кликв(6.2.3)

где Кнеам - неамортизированная часть по заменяемым приборам, грн.;

Здем - затраты на демонтаж приборов (1-1,5% от первоначальной стоимости приборов), грн;

Кликв - ликвидационная стоимость демонтируемых приборов 5% (сумма, которая может быть получена от реализации демонтируемых приборов как металлолома), грн.

Кнеам = Кперв,(6.2.4)

где Кперв - первоначальная стоимость демонтируемых приборов, грн.;

На - норма амортизации, 24%;

Тф - фактический срок службы демонтируемых приборов.

Таблица 6.2.2

Расчётные значения стоимости демонтируемых приборов

НаименованиеКол-во, шт.Кперв, грн.ВСЕГО Кперв, грн.Кнеам (25%), грнЗдемКликв(1%), грн(5%), грнThermocont TBJ 521-230200060000150006003000YOKOGAWA AXF 080G825002000050002001000Siemens S7 30023000060000150006003000Итого40345001400003500014007000

Кост = 35000+ 1400 + 7000 = 43400 грн.

Крек = 231150 + 43400= 261127 грн.

.2.2 Затраты на текущий ремонт КИП и автоматики

Затраты на материалы и запасные части принимаем в размере 6% от суммы, капитальных вложений в систему автоматизации. Затраты на ремонт УВК принимаем в размере 10-12% от суммы капитальных вложений в систему автоматизации.

Затраты на текущий ремонт внедряемой системы

,(6.2.5)

где Крек. - капитальные вложения в систему автоматизации, грн;

Зтек.р = 0,05?261127 + 0,1?2000 = 13256 грн.

.2.3 Расчет фонда заработной платы

В основу расчета заработной платы принимаются тарифные сетки, часовые тарифные ставки, годовые фонды времени рабочих, количество рабочих, обязательные положения о доплатах и гарантиях предусмотренные трудовым законодательством.

Для оплаты труда рабочих участка КИПиА применяется шестиразрядная сетка. Оплата труда работников производится по повременно - премиальной системе. При данной системе оплаты труда рабочие премируются за своевременное и качественное выполнение работы, при отсутствии простоев и аварий оборудования по вине рабочего и при условии выполнения месячного плана, обслуживаемым участком.

Расчет зарплаты производится отдельно для каждой группы рабочих по средневзвешенной часовой тарифной ставке (hср):

hср = Shi×Чi /SЧi,(6.2.6)

где hi - тарифная ставка рабочего i-го разряда, грн/ч;

Чi - численность рабочих i-го разряда, чел.

Расчет зарплаты для работника КИПиА с тарифной ставкой 15 грн/час (количество 8 человека)

Рассчитываем основные элементы зарплаты рабочих.

Зарплата по тарифу (Зт) определяется по формуле:

Ч, грн,(6.2.7)

где Фд - действительный фонд времени рабочего, час;

Ч - списочный штат рабочих, чел.

=196800 грн

Премия (Зп) производится в размере 35%.

,(6.2.8)

=68880 грн.

Доплата за переработку графику производится по формуле:

,(6.2.9)

,(6.2.10)

где С - процент переработки графика, С=2.5%;

КВ - календарное время, КВ=365;

547 грн.

грн.

Доплата за работу в праздничные дни производят по формуле:

(6.2.11)

грн.

Доплата отпусков определяется по формуле:

,(6.2.12)

где ЗS - сумма всех вышеперечисленных элементов основной зарплаты, грн.;

О - длительность отпуска, дней;

ФВ - фонд времени, дней;

грн.

Доплата за выполнение государственных и общественных обязанностей определяется по формуле:

,(6.2.13)

где ЗS - сумма всех вышеперечисленных элементов основной зарплаты, грн.;

ФВ - фонд времени, дней;

Г - длительность выполнения государственных и общественных обязанностей, дней.

грн.

Таблица 6.2.3

Годовой фонд заработной платы

Вид оплатыВспомогательные рабочиеОплата по тарифу196800ПремияЗа переработку1092За работу в праздничные дни7520Отпуск47020За выполнение государственных обязанностей10500Итого годовой фонд з\п331812Среднемесячная з\п на штат27650Среднемесячная з\п на человека3455

.2.4 Расчет отчислений на социальные нужды

Расчет отчислений отчисления в пенсионный фонд на государственное и социальное страхование осуществляется следующим образом:

(6.2.14)

где Носм - норматив отчислений на социальные мероприятия (37,5% от ФОТ),%.

= 331812*0,375=124429грн

Отчисления из заработной платы осуществляются на основании единого социального взноса в пенсионный фонд, а уже в рамках ПФ идет перераспределение данных денежных средств между ПФ, фондом соцстраха и фондом по безработице.

.2.5 Прочие цеховые расходы

В прочие цеховые расходы включаются расходы на рационализацию, изобретательство, охрану труда, технику безопасности, спецпитание, спецодежду, и др. Величину этих расходов принимаем 10% от суммы з/п персонала:

Зпр. = 0,1* Згод(6.2.15)

Зпр. = 0,1*331812= 33181 грн.

.2.6 Расчет амортизационных отчислений

С применением нового налогового законодательства в 2011 г. размер амортизационных отчислений определяется с помощью прямолинейного метода расчета амортизации, согласно которого годовая сумма амортизации определяется путем деления стоимости, которая амортизируется, на срок полезного использования объекта основных средств:

(6.2.16)

где Кб - балансовая стоимость прибора, тыс. грн.;- срок полезного использования прибора, лет.

Поскольку отдельные приборы имеют различные сроки полезного использования, годовые амортизационные отчисления определяются по формуле (2.15) по каждому прибору отдельно, а затем суммируются. Расчет амортизационных отчислений представлен в таблице 2.4.

Таблица 6.2.4

Расчет амортизационных отчислений

Наименование приборовКол-воБалансовая стоимость, грнСрок полезного использования, летГодовая сумма амортизационных отчислений, грн.12345YOKOGAWA JGA530A 0-2МПа12040002240000Метран 2700303200196000Rosemount 8800D164000164000Контроллер141000202050ПК2400032666Метран-90113270048775БРУ-108250045000МЭО64000212000БРУ-56347036940Термопара ТХК276000,01152000Тензодатчики412200148800Итого:589431

.2.7 Расчет энергетических затрат

Затраты на электроэнергию, потребляемую приборами в процессе эксплуатации в течение года определяются исходя из мощности приборов, действительного годового фонда времени работы оборудования и стоимости 1 квт-ч электроэнергии.

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

Зэл = N * T * K * Цэл,(6.2.17)

где N - установленная мощность данной группы приборов, кВт;

T - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;

К - коэффициент, учитывающий использование годового действительного фонда времени, К=0,75;

Цэл - тариф на электроэнергию, Цэл = 0,9 грн.

Таблица 6.2.6

Мощность средств КИП и А существующей системы

Наименование прибораКол-во, штМощность одного прибора, ВтОбщая мощность приборов, ВтYOKOGAWA JGA530A 0-2МПа120101200Thermocont TBJ 521-23010300YOKOGAWA AXF 080G814112YOKOGAWA AXF 200G814112Siemens S7 3002150300ПК2300600Метран-901132002600БРУ-104200800МЭО420008000Задатчик БРУ-54200800Термопара ТХК2510Тензодатчики42496Итого:201312714930

Таблица 6.2.7

Мощность средств КИП и А внедряемой системы

Наименование прибораКол-во, штМощность одного прибора, ВтОбщая мощность приборов, ВтYOKOGAWA JGA530A 0-2МПа120101200Метран 2700308240Rosemount 8800D1612192Контроллер1200200ПК2300600Метран-901132002600БРУ-104200800МЭО420008000БРУ-54200800Термопара ТХК2510Тензодатчики42496Итого:200315914738

Для старой системы затраты были:

Зэл = 14,910*365*24*0,75*0,9 = 88162 грн/год

Для вводимой:

Зэл = 14,738*365*24*0,75*0,9 =87144 грн/год

Вводимая система позволяет экономить 507грн/год.

В результате всех выполненных расчетов определим сумму дополнительных эксплуатационных расходов, связанных с внедрением системы контроля и автоматического регулирования:

,(2.18)

где Зтр - затраты на текущий ремонт, грн;

За - затраты амортизационных отчислений, грн;

Зц - прочие цеховые расходы;

Зэл - расходы на электроэнергию, грн;

Завт = 13256 +589431+33181+87144 =723012 грн.

.3 Экономическая эффективность предлагаемой системы

Оценка экономической эффективности проектируемой системы основывается на сопоставлении экономического эффекта, создаваемого внедряемой системой, и затратами на осуществление проекта.

Экономия в результате реконструкции определяется сопоставлением норм расхода на единицу продукции до и после внедрения и рассчитывается на годовой объем производства. В связи с уменьшением количества некачественных листов, из-за внедрения новой системы рассчитаем годовой объём экономии:

DМ = (Нр1*Цм - Нр2*Цм) * В2,(6.3.1)

где DМ - годовая экономия;

Нр1 и Нр2- норма некачественных листов в год

Цм- цена металла, Цм = 1000грн.;

В2- годовой объём производства после внедрения, В2 =1400000 т;

DМ = (0,0009) *1000*1400000 = 1260000 грн.

суммарный экономический эффект от внедрения системы автоматизации за вычетом затрат:

Эа=DМ - Завт,(6.3.2)

Эа = 1260000- 723012 = 536988 грн.

Снижение себестоимости на единицу продукции равно:

?(6.3.3)

?С = 723012/1400000 = 0,38грн./т

Себестоимость единицы продукции после осуществления автоматизации определяется по формуле:

С2=С1- ?С,(6.3.4)

где С1 и С2 - себестоимость единицы продукции до и после автоматизации, грн (С1=1000 грн.)

С2= 1000 - 0,38 = 999,6грн.

По данным расчета себестоимости продукции после внедрения определяем годовой экономический эффект:

Эгод=Эа - Ен * Кдоп,(6.3.5)

где Ен - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности (Ен=0,33).

Эгод = 536988 - 0,33*231150 = 460708грн.

Целесообразность внедрения системы автоматизации определяем по расчетам показателей срока окупаемости и коэффициента эффективности.

Срок окупаемости внедряемой системы определяем по формуле:

(6.3.6)

Тр= 231150 /536988 = 0,43 года ? 160дней

Коэффициент эффективности определяем по формуле:

(6.3.7)

Ер= 536988 /231150 = 2,3

.4. Технико-экономические показатели

Таблица 6.4.1

Технико-экономические показатели проекта

ПоказателиЕдиницы измеренияДо внедренияПосле внедренияОбъём производстват/год14000001400000Себестоимостьгрн/т1000999,6Капитальные вложения в систему автоматизациигрн-231150Годовая экономиягрн-1260000Годовой экономический эффектгрн-460708Срок окупаемостигод-0,43Коэффициент эффективности капитальных вложений--2,3

7. ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТИ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

.1 Охрана труда

.1.1 Анализ условий труда на конвертерном участке кислородно-конвертерного цеха комбината «Азовсталь»

Металлургическая отрасль характеризуется высокой степенью риска возникновения чрезвычайных ситуаций и несчастных случаев. Это связано с тем что, условия труда на рабочих местах складываются под воздействием большого числа факторов, различных по своей природе, формам проявления, характеру воздействия на человека. Что в свою очередь связано с большим количеством движущихся частей, машин, механизмов и другого оборудования, шумом, вибрацией, тепловым излучением, высокими температурами, запыленностью, загазованностью и т.п.

Рассмотрим опасные и вредные факторы которым могут подвергаться персонал цеха и способы снижения их влияния.(Таблица Х.1.1)

Таблица 7.1

Опасные и вредные факторы в цеху

Наименование фактораКоличественная оценкаГОСТНормированиеПримечание12345Повышенная запыленность, мг/м3 - производственная пыль6,2 мг/м3ГОСТ 12.1.007-765 мг/м3Не соответствует нормируемой оценке.Шум, дБа75 дБаГОСТ 12.1.003-8380 дБаСоответствует нормируемой оценке.Повышенная температура воздуха в рабочей зоне, 0С360СГОСТ 12.1.007-7623-250СНе соответствует нормируемой оценке.Выделение вредных веществ - МnO2 - Fe2O3 - кальция оксид0,08 мг/м3 2,0 мг/м3 1,2 мг/м3ГОСТ 12.1.005-881 мг/ м3Не соответствует нормируемой оценке.Повышенный уровень вибрации, дБ95 дБГОСТ 12.1.012-2004115 дБСоответствует нормируемой оценке.Загазованность, мг/м3 - выделение СО14 мг/ м3ГОСТ 12.1.007-7620 мг/ м3Соответствует нормируемой оценке.Повышенный уровень инфракрасного излучений, Вт/м2125 Вт/м2ГОСТ 12.01.005-88100 Вт/м2Не соответствует нормируемой оценке.Опасные факторы:-пожарВ местах где есть источники открытого огня и источники повышенного теплового излученияРедко- взрывВ местах скопления горючих смесейРедко- механические травмыВ местах перемещения грузов, при работе на высоте, в местах с наличием движущихся частей механизмовЧасто- поражение электрическим токомЭлектрические щитовые, электрооборудованиеРедко

На основании вышепредставленных данных делаем вывод, что на участке МНЛЗ вредные факторы (повышенная запыленность, повышенная температура воздуха, повышенный уровень инфракрасного излучения, выделение вредных веществ) не соответствуют нормативным требованиям. Опасные факторы такие как: пожары взрывы, поражение электрическим током случаются редко, а механические травмы на производстве случаются часто.

7.1.2 Расчет воздухообмена в помещении. Расчет количества воздуха, необходимого для удаления избытков вредных газов и паров

В основных цехах металлургических, теплоэнергетических и других предприятий характерными являются выделения в окружающую среду углекислого газа (СО2), окиси углерода (СО), серного (SО3) и сернистою (SО2) ангидрида. В меньшей степени это присуще сварочному и машиностроительному производствам.

Основным источником вредных газов и паров является человек. Следовательно расчет количества воздуха, необходимо для разбавления вредных газов и паров до предельно допустимых концентраций, м3/с, выполняется по формуле:

(7.2.1)

где Lуд - удельное количество воздуха;- количество людей;

qсо - допустимая концентрация СО в воздухе, 0,02 г/м3

(м3/с) (7.2.2)

.1.2.1 Расчет сумммарного количества тепла, выделяющегося в производственном помещении

Суммарное количество избыточного тепла, выделяющегося в производственном помещении можно рассчитать по формуле:

(7.2.3)

изб - суммарное количество избыточного теплоотдачи, выделяющейся в производственном помещении, кДж/с.і - тепловыделение от работающих людей;

Тепловыделения в окружающую среду от нагрева корпуса и основания электромеханического оборудования, кДж/с:

(7.2.4)

где Ni - мощность i-го электроприбора, работающего в помещении, кВт;

hi - КПД i-го электроприбора;

к1і - коэффициент загрузки (принимается в интервале 0,5 - 08,)

к2і - коэффициент одновременной работы оборудования (0,5 - 1,0)

В помещении АСУТП находятся пять компьютеров мощностью по 200 Вт и с КПД 0,8:

Количество тепла, вносимого солнечной радиацией, кДж/с

= Q+ Q(7.2.5)

Где Q - количество тепла, вносимого солнечной радиацией через остекленные поверхности, кВт; - количество тепла, вносимого солнечной радиацией через покрытия, кВт.

=a× qост × Fост(7.2.6)

где? - коэффициент, зависящий от характеристики остекления (прозрачности стекол, чистоты и т.д.). Для рамных проемов и фонарей принимается равным 1,15;ост - количество тепла, передаваемого через 1 м² остекления, кВт/м². Для окон с двойным остеклением и металлическими рамками, а также для фонарей с двойным вертикальным остеклением и металлическими переплетами для широт 45-55º с.ш.

ост = 0,163 кВт/м².

Fост- площадь поверхности остекления, м².

Q=1,25×0,163×60=12

Q = k × qn × Fn,(7.2.7)

Где k - коэффициент теплопередачи покрытия, численно равный термическому сопротивлению теплопередачи через покрытиеk =1,08;n- количество тепла через 1 м² плоского бесчердачного покрытия, кВт/ м². Для широты 45-55º с.ш.

= 0,021 кВт/ м²;(7.2.8)

n- площадь поверхности покрытия, м².

= 1,08×0,021×60=1,36

.1.3 Акустический расчет на рабочих местах

Задачами акустического расчета являются:

1. определение уровня звукового давления в расчетной точке, когда известен источник шума и его шумовые характеристики;
2. расчет необходимого снижения шума;
3. разработка мероприятий по снижению шума до допустимых величин.

Шумом является всякий нежелательный для человека звук. В качестве звука мы воспринимаем упругие колебания, распространяемые волнообразно в твердой, жидкой или газообразной среде.

, дБ(7.3.1)

где Lр - уровень звуковой мощности источника, создающего наибольший для рабочего места шум, ДБ. При этом укажите наименование источника шума, величину создаваемого им уровня звукового давления и частоту шума. Эти параметры определяются по паспортным данным источника шума, литературным сведениям или сведениям предприятий.

Ф - фактор направленности. Для производственного оборудования, от которого шум распространяется во все стороны в основном одинаково, равен 1,0.

S - площадь, равная площади поверхности, на которую распространяется энергия шума, м2. S = 2? r2. Где r - это расстояние (в метрах) между источником шума и расчетной точкой, т.е. точкой (местом) наиболее характерной по выполнению работы в помещении.

В - постоянная помещения. В ? А. А - это эквивалентная площадь помещения, м2.

А = ?ср ? Sпов.

Где ?ср - средний коэффициент звукопоглощения внутренних поверхностей помещения, принимается в пределах 0,3 - 0,4. Sпов. - площадь внутренних поверхностей помещения, м2.

, м2(7.3.2)

А = ?ср ? Sпов=0,35 ? 98,8=34,5 м2(7.3.3)

Sпов = Sстен + Sпола + Sпотолка(7.3.4)

Sпов= 7×2,6×2+3×3,4×2+7×3+7×3=98,8 м2

Допустимый на рабочем месте шум (Lдоп) определяем, Lдоп= 60 дБ

Шум в расчетной точке (L) меньше допустимого: L< Lдоп.

Таким образом, в помещении технического отдела, для инженера по ремонтам обеспечены комфортные условия работы.

7.1.4 Расчет искусственного освещения

Одним из важнейших параметров производственной обстановки является освещение. Рациональное освещение обеспечивает достаточные условия для осуществления работающими своих функциональных обязанностей. Высокое качество освещения достигается постоянством освещенности во времени, рациональностью направления светового потока без наличия резких теней.

Выбираем метод расчета рабочего общего равномерного освещения лаборатории, расположенной в отдельном помещении здания.

В связи с тем, что стены и потолок помещения лаборатории имеют большой коэффициент отражения, принимаем метод расчета по коэффициенту использования светового потока.

Для освещения принимаем люминесцентные лампы ЛД.

Выбираем систему общего равномерного освещения. Так как при работе требуется точное различие цветов, применяем люминесцентные лампы ЛД-80. В связи с тем, что стены и потолок светлые, расчет освещения проводим по коэффициенту использования светового потока. [7]

Высота подвеса светильников:

p = H-0.7=4.2-0.7=3.5 м(7.4.1)

p - высота подвеса, м- высота помещения, м

.7 - расположение условной рабочей поверхности над уровнем пола

Для фактических условий при высоте подвеса Hp = 3.6 м, наиболее рациональным по КПД и отвечающим ПУЭ по пожарной опасности является светильник типа ЛПП, принятый в проекте. Число ламп ЛД-80 в светильнике 2, мощность каждой 80 Вт, коэффициент оптимального расположения светильников - 1.4.

Светильники располагаем в помещении рядами, параллельно продольной оси помещения. Расстояние между рядом и стеной принимаем l/2, будет:

= l*Hp(7.4.2)

Расстояние между рядом и стеной принимаем l/2=2,52 м

Из уравнения определяем число светильников (n):

*l/2+l/2+(n-1) *l=0; (7.4.3)

¢ -длина помещения

= (1-Z¢) /2 = (1-7) /2 = 3

Определяем общее число светильников:

(7.4.4)

н - нормируемая освещенность, 50 лк- площадь пола освещаемого помещения, м2- коэффициент запаса, К=1.5- число ламп в светильникел - световой поток одной лампы, 4.0 лм- коэффициент неравномерности освещения, Z=1.1

hл - коэффициент использования светового потока.

Рассчитываем индекс помещения:

= S / (Hp(Z+B)) = 98/34.58 = 2,84(7.4.5)

Коэффициенты отражения от стен, пола равнын = 10,

rс = 50,

rпола = 50

По индексу помещения и коэффициентам отражения определяется hл = 21%

Число светильников в ряду

p = N/n = 12/3 = 4(7.4.6)

- число рядов

Длина светильников в ряду (Zp)

p = Np*a = 4*3 = 12м(7.4.7)

а - длина лампы, мм

Рисунок 7.4.1 - Схема расположения светильников в помещении АСУТП

7.1.5 Пожарная безопасность. Определение категории пожаробезопасности и выбор степени огнестойкости здания

По своим характеристикам участок МНЛЗ можно отнести к категории Г - это производство, где обрабатываются или применяются несгораемые материалы в горячем состоянии.

Электропомещение выполнено из железобетона исключающие распространение пожара. Эвакуация обслуживающего персонала в случае возникновения пожара обеспечивается через эвакуационные выходы. Для сигнализации возникновения пожара устанавливаются автоматические датчики. В электропомещении предусмотрено применение комбинированного и ручного извещателей, а также ручных углекислотных огнетушителей.

Требуемую степень огнестойкости определяем по СНиП 2.09.02-85. Численность работников в 1 смену - 9 человек. В соответствии с числом этажей (5) и площадью одного этажа 1200 м2 по СниП 2.09.02-85 определяем требуемую степень огнестойкости здания - III (здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных материалов, бетона, железобетона). Для данного помещения характерны пожары класса Д.

Таблица 7.5.1

Класс пожара

Класс пожараХарактеристика горючих веществ и материалов или объекта, которые горят(Д)горение металлов и их сплавов

7.1.1.5 Выбор и расчет первичных средств пожаротушения

Для тушения возможных пожаров проектом предусмотрено пожарное водоснабжение. Также необходимо оснастить рассматриваемый объект средствами первичного пожаротушения: огнетушителями, пожарным инвентарем (бочки с водой, пожарные ведра, ящики с песком, совковые лопаты, покрывала с теплоизоляционного полотна) и инструментами (чаги, ломы, топоры).

Таблица 7.5.2

пределы огнестойкости элементов конструкций здания

Степень огнестой-костиСтеныКолонныПерекрытия между этажамиЭлементы Совмещения перекрытийНесущие и лестничные клеткиСамо-несущиеВнешние несущиеВнутренние несущиеПлиты, Настилы, прогоныБалки, арки, рамыIIIREI 150 M0RE17 5 M0E30 M0EI30 M0R1 50 M0REI 60 M0RE30 MOR30 M0

Пожарный инвентарь и инструменты, а также огнетушители размещаются на специальных пожарных щитах. Щиты устанавливают на территории объекта. Выбор типа и определение необходимого количества огнетушителей для оснащения помещения проводится в соответствии с Правилами пожарной безопасности в Украине.

Таблица 7.5.3

Рекомендации по оснащению помещений переносными огнетушителями

Категория помещений цехаПредельная защищаемая площадь, м2Класс пожараПенные и водные огнетушители емкостью 10 лПорошковые огнетушители емкостью, лХладоновые огнетушители емкостью 2 (3) лУглекислотные огнетушители емкостью, л25102 (3)5 (8)Г1200(Д)2++4+2++1+--2+

Расчет потребного вида огнетушителей N, шт., производится по формуле:

= F/n = 7500/1200 = 6,25 ? 7шт, (7.5.1)

где F - защищаемая площадь помещения, м2;- предельная защищаемая площадь помещения одним огнетушителем, м2

Таким образом необходимо 14 пенных огнетушителейОХП-10 и 14 порошковых огнетушителей ОП-5.

План эвакуации пожара при пожаре предоставлен на рис.7.1.5

Рисунок 7.1.5 - План эвакуации

8. ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА

Тема задания: «Устойчивость работы ККЦ ПАО МК «Азовсталь» к воздействию радиоактивного заражения при авариях на АЭС»

.1 Основные положения

Задачами Гражданской обороны Украины являются:

предупреждение возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного происхождения и внедрение мер по уменьшению убытков и потерь в случае аварий, катастроф, взрывов, больших пожаров и стихийного бедствия;

оповещение населения об угрозе и возникновении чрезвычайных ситуаций в мирное и военное время и постоянное информирование его о складывающейся обстановке;

защита населения от последствий аварий, катастроф, больших пожаров, стихийного бедствия и применения средств поражения;

организация жизнеобеспечения населения вовремя аварий, катастроф, стихийного бедствия и в военное время;

организация и проведение спасательных и других неотложных работ в районах бедствия и местах поражения;

создание систем анализа и прогнозирования управления, оповещения и связи, наблюдения и контроля за радиоактивным, химическим и бактериологическим заражением, поддержание их в готовности для устойчивого функционирования в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени;

подготовка и переподготовка руководящего состава гражданской обороны, ее органов управления и сил, обучение населения умению применять средства индивидуальной защиты и действовать в чрезвычайных ситуациях. [8]

Каждый человек, проживающий или временно находящийся на территории Украины, имеет право на защиту от воздействия ионизирующих излучений. Это право обеспечивается осуществлением комплекса мер по предупреждению воздействия ионизирующих излучений на организм человека свыше установленных дозовых пределов облучения, компенсацией за превышение установленных дозовых пределов облучения и возмещением ущерба; причиненного вследствие воздействия ионизирующих излучений.

Основной дозовый предел индивидуального облучения населения не должен превышать 1 миллизиверта дозы облучения в год.

Основной дозовый предел облучения персонала объектов, на которых осуществляется практическая деятельность, не должен превышать 20 миллизивертов эффективной дозы за в год с постепенным уменьшением до 20 миллизивертов в год в течение переходного периода.

Временная эвакуация людей осуществляется, если в течение не более, чем 1 недели эффективная доза облучения может достичь уровня 50 миллизивертов.

Йодная профилактика применяется, если ожидаемая поглощенная доза облучения щитовидной железы может превысить 50 миллигрей. [9]

В качестве критерия устойчивости объекта в условиях радиоактивного заражения принято предельное значение уровня радиации на объекте, при котором еще возможна производственная деятельность в обычном режиме в течение полного рабочего дня и при этом персонал не получит дозу излучения более установленной.

Если это условие выполняется, то объект устойчив. [13]

8.2 Задание

В результате аварии на АЭС на исследуемом объекте через i-часов после аварии уровень радиации =20 рад/ч. Объект расположен на R=20 км от аварийной АЭС. На момент аварии скорость среднего ветра =100 км/ч. Для укрытия рабочих и служащих на объекте имеется встроенное внутри производительного (жилого) комплекса убежище. Перекрытие убежища состоит из: железобетона см и грунтовой подушки - см. Установленная доза излучения - = 7 рад. Исследовать устойчивость работы объекта к воздействию радиоактивного заражения после аварии на АЭС.

.3 Исследование устойчивости работы объекта

) Методика оценки устойчивости работы объекта к воздействию радиоактивного заражения

Главная задача оценки уязвимости объекта к воздействию радиационного излучения сводится к определению допустимых доз радиации.

Оценка устойчивости работы объекта в условиях радиоактивного заражения заключается в определении предельных уровней радиации, при которых работа объекта может продолжаться полными сменами при максимальной продолжительности (12ч), а дежурный персонал не получит дозу излучения выше установленной.

2) Определение коэффициента ослабления дозы радиации исследуемых объектов защитных сооружений.

Определим коэффициенты ослабления убежища:

,(8.3.1)

где , толщина слоя половинного ослабления радиации для железобетона, см; толщина слоя половинного ослабления радиации для цемента, см,

*= 22072

) Определение дозы радиации, которую могут получить рабочие и служащие смены с начала заражения объекта и до окончания работы смены

Рассчитаем дозы радиации, которые могут получить рабочие и служащие дежурной смены при уровне радиации 20рад/ч после аварии.

) +, (8.3.2)

,(8.3.3)

где время начала заражения; время выпадения радиоактивных осадков,; ;время работы,

) +1 = 1,2 ч.

= 1,2+12=13,2 ч.

,(8.3.4)

где уровень радиации, на 13,2ч. Исходя из и , определяет коэффициенты и = 0,93

, (8.3.5)

где доза радиации, которую получили служащие, находящиеся в здании цеха, доза радиации, которую получили служащие, находящиеся на открытой местности,

(8.3.6)

) Определение предельного значения уровня радиации на начало заражения объекта после аварии, до которого обычно возможна производительная деятельность в обычном режиме

(8.3.7)

(8.3.8)

Для того, чтобы не получить дозу, выше установленной, необходимо приостановить работу и укрыть рабочих, пока уровень не спадет до 7 рад/ч.

5) Выводы по результатам определения и в обеспечении радиационной безопасности рабочих и служащих и их производственной дейтельности

Рабочие и служащие внутри цеха получают за смену дозу радиации, значительно ниже, чем на открытой местности (). Также доза, получаема внутри убежища значительно ниже = 7 рад.

Предел устойчивости в условиях радиоактивного заражения равен 7 рад/ч на открытой местности. При уровнях радиации больше 7 рад/ч следует производить работу сокращенными сменами.

6) Определение необходимого времени для спада уровня радиации до

значения

Найдем коэффициент

, (8.3.9)

При время необходимое для спада радиации около 14ч.

.4 Мероприятия по повышению устойчивости работы в условиях радиоактивного заражения

Для защиты от радиоактивного заражения используется убежища и укрытия, здания и сооружения, которые ослабляют гамма - излучения. Защита от радиационного заражения рабочих и служащих через органы дыхания может быть обеспечена с помощью СИЗ (противогазы, респираторы).

Персонал должен быть своевременно оповещен о начале радиоактивного заражения.

Ежедневно должен осуществляться дозиметрический контроль облучения. Фактические дозы должны не превышают ежедневной дозы. Также необходимо дезактивирование одежды, обуви персонала и её обработка, принятие противорадиационных препаратов. Большинство имеющихся противорадиационных препаратов вводится в организм с таким расчетом, чтобы они успели попасть во все клетки и ткани до возможного облучения человека. Время приема препаратов устанавливается в зависимости от способа их введения в организм; таблеточные препараты, например, принимаются за 30-40 мин, препараты, вводимые путем инъекций внутримышечно,- за 5 мин до начала возможного облучения. Применять препараты рекомендуется и в случаях, если человек облучению уже подвергся. Противорадиационные препараты имеются в специальных наборах, рассчитанных на индивидуальное использование.

Если уровень радиации выше устойчивого, то следует производить работу сокращенными сменами. [24]

Порядок обеспечения населения продуктами, водой, предметами первой необходимости в условиях чрезвычайных ситуаций определяется соответствующими постановлениями кабинета Министров Украины и в первую очередь указаниями и инструкциями Министерства торговли Минагропрома, Министерства охраны здоровья, Министерства жилищно-коммунального хозяйства.

Предприятия бытового обслуживания городов, в соответствии с Планом ГО, вывозят оборудование в загородную зону (район рассоления) и готовят предприятия (организации) для обслуживании населения, особенно для санитарной обработки людей и обеззараживания одежды, если возникла такая необходимость.

На объектах хозяйствования организация и проведение многих мероприятий осуществляется при участии местных органов государственной власти. Это касается, прежде всего, мероприятий по всесторонней подготовке загородной зоны, организации эвакомероприятий, обучению населения использовать средства и способы защиты, действиям в условиях чрезвычайных ситуаций.

Особое значение имеет устойчивость производственных и хозяйственных связей по снабжению объекта всеми видами энергии, водой паром, газом; по транспортным услугам; поставкам сырья, полуфабрикатов, комплектующих изделий и др.

Повышение устойчивости материально-технического снабжения обеспечивается созданием запасов сырья, материалов, комплектующих изделий, оборудования, топлива. Размеры неснижаемых запасов определяют для каждого объекта в зависимости от возможности их накопления, важности выпускаемой продукции, установленных сроков перехода на производство продукции в условиях Ч.С. Устойчиво работающее предприятие должно быть способно бесперебойно выпускать продукцию за счет имеющихся запасов до возобновления связей по поставкам до получения необходимого от новых поставщиков. [13]

При возникновении аварии на АЭС руководители объекта оповещаются штабом ГОЧС района дислокации и районным отделом милиции. Оповещение руководителей объектов (па списку) осуществляют диспетчер завода (рабочее время), а также дежурный военизированной пожарной команды и начальник ВОХР. Производится оповещение рабочих и служащих объекта и населения прилегающих к объекту домов по радио, телевидению, громкоговорителям, а также с ПМГ.

Штаб ГОЧС объекта производит прогнозирование радиационной обстановки. Развертывается деятельность комиссии по чрезвычайным ситуациям (КЧС).

Выполняются мероприятия по защите. (Приложение А) [13]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте была разработана АСУ ТП кислородно-конвертерного цехе комбината Азовсталь. Предложена трехуровневая АСУ ТП с вычислительным комплексом. Это дает возможность дистрибутору или оператору получать рекомендации от ЭВМ для оптимального управления технологическим процессом, но при этом самому принимать решение по ведению процесса, принимая во внимание различные возмущающие воздействия, неучтенные ЭВМ. Вся информация о процессе предоставляется дистрибутору или оператору на видеотерминале в реальном времени, что значительно облегчает его работу.

Для уменьшения погрешностей при измерении контролируемых параметров была произведена замена старого оборудования на более современное.

Важной задачей АСУ ТП кислородно-конвертерного производства является построение модели затвердевания стали в кристаллизаторе МНЛЗ, что позволяет оптимизировать процесс и улучшить качество готовой продукции.

Чтобы увеличить производство стали в кислородно-конвертерном цехе, необходимо исключить возможность простоев агрегатов цеха и обеспечить их согласованную работу.

В экономической части проекта были рассчитаны технико-экономические показатели, получаемые от внедрения предлагаемой АСУ ТП.

Также были произведены расчеты по охране труда персонала и по гражданской обороне.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Д. т. н, проф. Богушевский В.С., Сухенко В.Ю. Система автоматизации дутьевого режима конвертерной плавки. Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт».

2.Контроль и автоматизация металлургических процессов: Учебник для вузов. Глинков Г.М., Косырев А.И., Шевцов Е.К. М.: Металлургия, 1989. 352 с.

.ТИ 232-154-96. Внепечная обработка стали в конвертерном цехе. Металлургический комбинат Азовсталь.

4.АСУТП в черной металлургии. Глинков Г.М., Маковский В.А. Учебник для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. М.: «Металлургия», 1999, 310 с.

5.Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.: ил.

6.Методические указания по выполнению организационно-экономической части дипломного проекта для студентов специальности «Автоматизированное управление технологическими процессами и производствами».

/Составители Белявцева М.Д., Парлюк И.П., Мариуполь: ПГТУ, 2010г. - 22.с./

.Дипломное проектирование: раздел «Охрана труда» (методические указания для студентов специальностей «Вычислительная техника», «Автоматизация технологических процессов и производств» дневного и заочного форм обучения) / Сост. С.Г. Рудакова, Т.Н. Башмакова - Мариуполь: ПГТУ, 2007. - с.

.Закон Украины «О Гражданской обороне Украины». 1999 г.

.Закон Украины «О защите человека от воздействия ионизирующих излучений».1998г.

10.Шоботов В.М. «Ядерная энергия и радиационная безопасность». Учебное пособие. ПГТУ, 2005 г.

11.Максимов М.Т. «Радиоактивные загрязнения и их измерения». М. «Энергоатомиздат», 1989., с.5-18, 20-27, 68-74.

.Шоботов В.М. «Оценка обстановки при чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие, ПГТУ. 1999 г.

.Шоботов В.М. «Гражданская оборона», Учебное пособие. ПГТУ.2002г.

.Шоботов В.М. «Действия производственного персонала и населения в чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие. ПГТУ. 1999г.

.Шоботов В.М. «Содержание и последовательность ведения объектовым формированием СиДНР в очаге поражения». Методическая разработка. ПГТУ. 1999г.

16. Г.П. Демиденко, Е.П. Кузьменко, П.П. Орлов и др. «Защита объектов народного хозяйства от оружия массового поражения», Высшая шк. Главное издательство 1989 г.

.Г.Н. Ойкос, А.В. Степанов и др. «Обработка металла инертным газами» Металлургия, М, 1696 г., 111стр.

. С.П. Еронько, С.В. Быковский «Физическое моделирование процессов внепечной обработки стали». - К.:Техника, 1998. - 136 стр.

. П.С. Харлашин, А.Н. Яценко, В.Я. Бакст Перемешивание расплава и удаление водорода при продувке металла аргоном в сталеразливочном коше.

. Кудрин В. А., «Внепечная обработка - эффективный путь повышения качества металла» - М. «Металлургия», 1987, с. 112.

. Кудрин В. А. «Металлургия стали» - М.:²Металлургия²,1989.

. В.М. Нисковских, С.Е. Карлинский Машины непрерывного литья слябовых заготовок, Москва «Металлургия»,1991,272 с.

23. <#"justify">24. Шоботов В.М. «Устойчивость работы промышленных объектов при чрезвычайных ситуациях». Учебное пособие, ПГТУ. 1999г. 48с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Мероприятия при защите при радиационном заражении

№МероприятияВремяОтветственный исполнитель1Получение сигнала, доклад обстановки начальнику ГО, начальнику штаба ГОЧС, председателю КЧС5 мин.диспетчер, дежурный по заводу, секретарь директора2Отдача распоряжения по принятию решения2 мин.НГО завода3Оповещение и сбор личного состава органов управления: -в нерабочее время -в рабочее время2 часа 30 мин.дежурный по заводу диспетчер.4Доведение обстановки, принятого решения и другой информации до всех уровней управления30 мин.НГО, НШГОЧС,. нач. подразд. КЧС5Развертывание пункта управления: в рабочее время в нерабочее время30 мин. 1-2 часаНШГОЧС6Приведение в готовность формирований: разведки, по обслуживанию убежищ, МТО, медицинской части, специализированных формирований30 мин.начальники служб и подразделений7Организация наблюдения, разведки и оценка обстановки1 часнач. разведки, НШГОЧС8Приведение в готовность защитных сооружений гражданской обороны1 часнач. служб и подразделений9Герметизация подвальных и служебных помещений1 часначальники подразделений10Организация выдачи йодных препаратов и информации по их применению1 часнач. подразд. и медиц. службы;11Организация выдачи респираторов и противогазов1,5 часНШГОЧС, нач. службы МТС12Речевая информация об аварии на АЭС, ЯЭУ, о времени подхода радиоактивного облака к объектуНШГОЧС, нач. радиоузла13Укрытие рабочих и служащих в защитных сооружениях, помещениях (режим полной изоляции, йодизация)з 30 мин. до подхода облаканач. подразделений, служб14Усиление охраны объекта1 часНач. службы ООП15Обработка разведывательных данных и уточнение радиационной обстановкипостоянноНач. штаба НШГО16Принятие решения по деятельности обьекта и уточнение режима радио-активной защитыпостоянноНГО штаб ГОЧС,нач службы НРиНХЗ17Организация дозиметрического контроля на объектеза 30 мин. до прихода облаканач. разведки, нач. службы при ИХЗ. нач. службы НРиНХЗ18Если принятый режим радиационной защиты не обеспечивает получение дозы меньше 0,1 Зв, применяется решения по увеличению Дз до 0,25 ЗвПосле радиационного зараженияДля д/с формирований по ликвидации последствий, НГО, нач. службы НРиНХЗ19Принятие решения про эвакуацию согласно с дозовым критериемпо плану мирного времениНГО глава ЭК20Организация производственной деятельности (с учетом радиационной обстановки)по плануНГО, нач. подразделений, нач. службы НРиНХЗ21Организация дезактивационных работпосле оценки обстановкиНГО, НШГОЧС, командиры НФ22Организация взаимодействия подразделений объекта - штаб ГОЧС объекта со штабом ГОЧС района - начальники служб ГО объекта с начальниками служб ГО района - глава КЧС объекта с главой КЧС районапостоянноШтаб ГОЧС23Информация штаба ГОЧС района про обстановку на объектепостоянноНГО

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Листинг Программы

#include <vcl.h>

#pragma hdrstop

#include "Unit1.h"

//-----------------------------------------------------------

#pragma package(smart_init)

#pragma resource "*.dfm"*Form1;

Density_water(0),Flowrate_water(0),HeatCapacity_water(0),TemperatureIn

_water(0),_water(0);HeatFlow_crystallizer(0),ShellThickness(0);LatentHeatOfSolidification(0);LatentHeatOfFusion(0),SpecificHeat_SolidifiedMetal(0),_crystallization(0),AverageSurfaceTemperature(0);Lensity_metal(0), perimetr(0),CastingSpeed(0);LatentHeat_solid(0),Ct;

LatentHeat_fusion(0),density_metal(0),Temp_crystallization(0),aver_temp_(0);TotalShellThickness(0),TotalFlowrate_water(0);_time(0),_Time(0),_TimeMin(0);

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::TForm1(TComponent* Owner)

: TForm(Owner)

{ Density_water=998; //kg/m_water=4200; //Dj/kg*K_water=80;_water=40;_water=0.13;_fusion=84000;=4000;_crystallization=1573;_temp_surface=900;

_metal=7870;=1.5;

}

//---------------------------------------------------------------------------__fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender)

{->Visible=False;->Visible=False;->Enabled=False;->Enabled=True;->Caption="Автомат";

}

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::Button4Click(TObject *Sender)

{->Close();

}

//---------------------------------------------------------------------------__fastcall TForm1::Button3Click(TObject *Sender)

{

(Button1->Enabled==False) _water=(Flowrate_water+(TemperatureIn_water/400)

+(CastingSpeed*2)) /4;

=ScrollBar1->Position;/=10;->Enabled=False;->Enabled=True;->Enabled=True;->Caption="Запущено";r1=random(10);=r1/10;_water=40+r1;->Caption=FloatToStrF(Flowrate_water,ffGeneral,3,2);(TemperatureIn_water,ffGeneral,3,2);->Caption=FloatToStrF(TemperatureIn_water,ffGeneral,3,2);

_crystallizer=Density_water*Flowrate_water*HeatCapacity_water

*(TemperatureOut_water-TemperatureIn_water);

_solid=LatentHeat_fusion+(0,5*Ct*(Temp_crystallization-

aver_temp_surface));

=

(HeatFlow_crystallizer/(density_metal*LatentHeat_solid*perimetr*(Casting/60)));*=1000;+=ShellThickness;

_water+=Flowrate_water*10;

_time+=10;->Caption= FloatToStrF(ShellThickness,ffGeneral,3,2);

->Caption= FloatToStrF(Flowrate_water,ffGeneral,4,2);->Caption= FloatToStrF(TotalFlowrate_water,ffGeneral,4,2);->Caption=CastingSpeed;->Add(ShellThickness,_time);->Add(Flowrate_water,_time);

_water=0.13;

_Time+=10;->Caption=_Time;(_Time% 60 ==0)

{_Time=0;->Caption=_Time;

_TimeMin+=1;

}->Caption=_TimeMin;

}

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender)

{->Enabled=False;->Enabled=False;->Enabled=True;->Caption="Остановлено";

}

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::Button5Click(TObject *Sender)

{->Visible=True;->Visible=True;->Caption="Ручное";->Enabled=False;->Enabled=True;

}

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::Button6Click(TObject *Sender)

{->Caption=Edit2->Text;_water=StrToFloat(Label15->Caption);

}

//---------------------------------------------------------------------------

__fastcall TForm1::Edit2KeyPress(TObject *Sender, char &Key)

{(Key)

{'0':case '1':case '2':'3':case '4':case '5':'6':case '7':case '8':'9':case 8:break;',':

{=',';(Edit2->Text.Pos(Key) !=0) Key=0;

break;

}:Key=0;

}

}

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Результаты работы программы

Рисунок 1 - Модель затвердевания стали

Министерство образования, науки, молодежи и спорта Украины ГВУЗ Приазовский государственный технический университет Факультет информационных технологий

Больше работ по теме: