Донецкий Национальный Технический Университет
DESCRIPTION
Донецкий Национальный Технический Университет. (www.donntu.edu.ua). Научно-производственное предприятие ОРАКУЛ. (www.oracul.org). СЗАО «Молдавский металлургический завод». (www.aommz.com). представляют :. «Система автоматического управления раскислением и легированием стали». - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Донецкий Национальный Технический Университет
Научно-производственное предприятие ОРАКУЛ
СЗАО «Молдавский металлургический завод»
представляют:
(www.donntu.edu.ua)
(www.aommz.com)
(www.oracul.org)
«Система автоматического управления раскислением и
легированием стали»
С.А. Храпко, А.В. СтаросоцкийДонецкий национальный технический
университет, ООО «НПП ОРАКУЛ»г. Донецк
[ ]ii j
j
mU
m
Коэффициенты усвоения
Линейные (интегральные)
- вектор
[ ]ii
i
mU
m
Нелинейные (дифференциальные)
- матрица
(1)
(2)
Преимущества нелинейных КУ
1. Физико-химическое состояние ванны:• состав металла;• состав, основность и кратность шлака;• окисленность металла и шлака;• температура и др.
2. Вид и количество используемых материалов.3. Взаимное влияние элементов и материалов.4. Влияние шлакообразующих материалов.5. Не требуют накопления обширной базы данных
по периодам плавки и маркам сталей
Точность ОбщностьУчитывают влияние следующих факторов на усвоение элементов:
Расчет состава металла и шлакаизвестно:
поэлементный состав системывычисляется: состав металла
( ) ( ) [ ] [ ] ( )
2 [ ] [ ] [ ] [ ]
1 ( )
ln ( ) ln ( ) ln ,
ln ( ) ln ( ) ln ,
,
i i i i i
COk C O
k i ii
F a a K
KF a a
PF n
n n
n n
),,,( 21 knnn Z
),,,,,( ][]2[]1[ COk nnnn Y
(3)
(4)
(5)
решается: система уравнений
Расчет коэффициентов усвоения
(6)
(7)1i
j
Y
Z
L A R
j
i
Y
FA
j
i
Z
FR
( , ) 0F Z Y
(8)где
задана: зависимость в неявном виде
вычисляются: производные
- матрица Якоби
Вычисление производных
(9)
(10)
[ ]
( ) ( ) ( )[ ]( ) ( ) ( ) ( ) ( )
[ ] ( ) ( ) ( )
1
[ ] [ ]2
[ ] [ ]
ln ln lnln
0 ( )
ln ln0 0
j CO
i i iii i i i i i i
j j C O
j C O k
C Om mk
j j
n n
a a aan n n n n F
n n n n
F
a aN N F
n n
A
( )( )
( )
1
2
ln
0
j
ii
ij
j k
k
n
an Fn
F
F
R
Размерность матриц:A – (k+2) •(k+2)R – (k+2)•(k)
С учетом уравнений состояния
( ) ( )( ) [ ]
( ) ( )( ) [ ]
[ ] [ ]
[ ] [ ]
[ ]
( )( )
ln ln( )ln ln( )( )
1
ln ln
2[ ]
21 1
0 ( )
2 0 0
i ii i
C Oj j
C O
j j
j CO
zi iCOi ij i
i iii n ni n n
j C O k
jCO mkn n
j
n n
xx e rn Fnn
F
N Fx
A
( )
( )
ln
( ) ( )
1
20
i
j
j
siij i i n
j k
k
n
Fx x N
F
F
RВ формулах легко
может быть учтена неидеальность фаз:
Вычисляемые из КУ параметрыизменение массы элемента при добавлении материала:
изменение массы металла при добавлении материала:
[ ] [ ] pi iij ip pj
p pj p j
mm mD U B
X m X
(11)
i
ijii p
pjipi
ijj
m
j BVBUDX
MC
изменение содержания i при добавлении материала:
p
pjipjiijmj
iij BWCPD
MX
PФ )(
1][
][ (13)
(12)
Тепловые расчеты
Предлагаем ознакомиться с докладом
В. Г. Скрябина, Д. В. Скрябина
«Модель расчета средней температуры металла в сверхмощной ДСП
и ее применение в АСУТП»
Влияние материалов на состав (1)
Предварительное раскислениеO Fe Si Mn C P S Масса
Графит -0,49 0,1990,21
30,01 0,265 0 0 0,203
FeSi75-
0,2260,173
0,404
-0,003 0,123 0 0,004 0,473
Графит-
0,5710,753
0,011
0,016 0,26 0 0,007 0,483
Графит-
0,5441,245
0,011
0,022 0,175 0 0,013 0,932
ЛегированиеO Fe Si Mn C P S Масса
FeSi75-
0,0230,235
0,706
0 0 0 0 0,919
SiMn73-
0,0070,096
0,154
0,590,01
40,005 -0,009 0,842
Графит 0,003 0,0020,00
10,008
0,862
0 0,001 0,878
Влияние материалов на состав (2)
КорректировкаO Fe Si Mn C P S Масса
SiMn73
-0,001
0,099 0,1450,65
50,014 0,005 -0,002 0,913
FeSi75-
0,0050,24
30,709
0,045
0 0 0,001 0,995
ДесульфурацияO Fe Si Mn C P S Масса
CaO п1-
0,0030,001 0,002
-0,029
0 0 -0,012-
0,042
CaF2 85-
0,007-0,009
-0,001
-0,043
0 0 -0,019 -0,08
SiCa пр-
0,0060,422 0,41 0,051 0,006 0 -0,007 0,879
Неравенства для симплекс-метода
minj
jjXQS
min max[ ] [ ] [ ]i i iP P P
(14)
0 0 0[ ] [ ]
[ ] 00[ ]
i ij j i ij jj j
ij j
jp pj jp j
m D X P M D X
PM C X
m D X
Целевая функция
Неравенства по составу металла:
Состав металла при добавлении материала:
(15)
(16)
Решение системы неравенств
max 0 max 0[ ] [ ] [ ]
min 0 0 min[ ] [ ] [ ]
,
.
ij j i j i ij
j i ij j i ij
D C P X M P P
C P D X M P P
0 X X X
(17)
(19)
Условие окончания итераций:
Приведенная система неравенств:
Очередное приближение (итерация):
(18)0 X X X
Расчет легирования СВ08Г2СА
Практическое применение
Предлагаем ознакомиться с докладом
А.В. Старосоцкого, Ю.Ф. Керейника,
Т.В. Щербины, С.А. Храпко
«Комплексная АСУТП выплавки стали»
Практическое применение