Разработка моделей доменного цеха (стр. 1 из 4)

Содержание

Введение

1Анализ характеристики объекта управления

1.1 Описание объекта управления

1.2 Структура объекта управления

1.3 Описание сырья, исходных материалов и готовой продукции

1.4 Описание технологии производства

1.5 Постановка задачи

2.Разработка структурной модели объекта управления

2.1 Представление структуры объекта управления (в виде графов)

2.2 Формирование матрицы смежности

2.2.1 Формирование матрицы смежности вершин

2.2.2 Формирование матрицы инцидентности

3. Разработка логико-формальной модели объекта управления

3.1 Классификация и формализация переменных в виде множеств

3.2 Определение логических взаимосвязей

3.3.1 Блок входных и выходных данных

Выводы

Список литературы

Введение

Без черной металлургии немыслим прогресс техники, развитие промышленного производства и человеческой цивилизации. Количество черных металлов, производимых на душу населения, служит мерилом жизненного уровня и материальной культуры народов. Поднятие количества производства чугуна - базисный вопрос черной металлургии и развитее общества в целом.

Черная металлургия Донбасса - высокоразвитая отрасль тяжелой промышленности - является основой народного хозяйства нашей страны.

Развитие доменного производства – основной этап в поднятии прогресса металлургии черных металлов. Однако производство чугуна встречает на своем пути множество проблем, которые нуждаются в решении. Одной из них является взаимосвязь отделов цеха между собой, поэтому разработка сетевой и логико-формальной модели доменного производства – является актуальной в решении данной курсовой работе.

1. Анализ характеристики объекта управления

В данном пункте будет рассмотрено детальные функции основных отделов доменного цеха, выделены блоки, для которых будет разрабатываться модель.

1.1 Описание объекта управления

Данный подпункт содержит информацию о начальных сведениях доменного цеха.

Доменный цех – структурированный цех, содержащий множество взаимосвязанных отделов, складов, печей. Их работа сосредоточена на получение из железных руд пригодного для дальнейшего использования чугуна. Агрегатом для проведения такой операции служит доменная печь. В ней могут быть выплавлены чугуны различных видов: передельный, который затем перерабатывают в сталь, лигейный, используемый для различных отливов, и специальный (ферросилиций, ферромарганец и др.).

Рисунок 1.1 представляет собой наглядное изображение доменного цеха. На этом рисунке изображено следующее оборудование, функционирование которого рассмотрено в следующем подпункте:

Рисунок 1.1 Наглядное изображение доменного цеха

Доменная печь:

1. Чугунная летка

2. Чугуновозы

3. Газоотводы

4. Литейный двор

5. Воздухонагреватели

6. Дымовая труба

7. Воздухопроводы

8. Пункт управления

9. Пылеуловитель

10. Газоочистка

11. Скиповый подъемник

12. Бункерная эстокада

13. Газопроводы

14. Лифт

15. Агломерационная фабрика

Для выплавки чугуна необходимо тесная взаимосвязь каждой единицы цеха между собой. Поэтому в следующем пункте я предоставлю структуру объекта управления.

1.2 Структура объекта управления

В данном подпункте представлена структура доменного цеха, которая послужит для дальнейшего развития модели.

Как уже упоминалось в предыдущем пункте (1.1), доменный цех состоит из определенных единиц (оборудования) которые можно поделить на пять основных блока:

1) блок загрузки, служащий для перевозки и подачи исходных материалов в печь, а также подача материалов необходимые для плавки;

2) блок хранения, служащий для хранения исходных материалов и полученного чугуна;

3) блок разгрузки, служащие для разгрузки исходных материалов и сырья;

4) блок печи, который служит для основной части плавки чугуна, где происходят основные процессы выплавки;

5) блок разливки, служащий для разливания, полученного чугуна.

Схема выделенных блоков (Рисунок 1.2) представляет собой основные блоки объекта. Они включают в себя некоторое оборудование, которое выполняет определенные функции:

Бункерная эстокада.Между рудным двором и доменными печами расположена бункерная эстокада, предназначенная для хранения и приема сырых материалов.

Скипы – оборудование, которое передает шихту на засыпной аппарат. Их изображение можно посмотреть на рисунке 1.3 (пункт 14). Засыпной аппарат, устройство для загрузки сыпучих материалов в шахтные печи (доменные, обжиговые и др.) Шихта в Засыпной аппарат подаётся скипами или транспортёрами. Из приёмной воронки (рисунок 1.3) шихта поступает сначала на малый, а затем на большой конусы. Большой конус опускается при закрытом малом, что предотвращает прорыв газов из печи в атмосферу. Для равномерной загрузки шихты по окружности колошника применяют вращающиеся распределители шихты.

Рисунок 1.3 изображает засыпной аппарат, который представлен следующими частями:

1. Направляющая воронка;

2. Пустотелая штанга малого конуса

3. Распределенная шихта

4. Газовый затвор

5. Большой конус

6. Руда

7. Кокс

8. Чаша большого конуса

9. Основные кольца

10. Штанга большого конуса

11. Малый конус

12. Приемная воронка

13. Наклонный мост

14. Скип

Рисунок 1.3 -Засыпной аппарат

Воздуходувныемашины служат для подачи воздуха в доменную печь.

Воздухонагреватели (кауперы) предназначены для нагревания воздуха поступаемого в доменную печь. Нагретый воздух – это экономия топлива. Воздух нагревается за счет горячего доменного газа.

Фурмы предназначены для подачи топлива.

Транспортер подает материал на колошник.

Трубы газоотводов высасывает газ во время плавки.

Летка. Устройство, через которое подают чугун или шлак.

Ковши для чугуна и шлака – ковши для перевозки чугуна на разливочные машины.

Разливочная машина – предназначена для разливки чугуна

Рудный двор служит для хранения и усреднения поступающих материалов. Он, чаще всего, располагается в непосредственной близости от доменных печей вдоль их фронта. Поступающие по железнодорожным путям сырые материалы разгружаются в траншею.

Желоб – трубопроводы, по которым течет чугун или шлак.

Чугуновозы, шлаковозы – перевозят готовый чугун или шлак.

Разгрузочная эстокада – разгружают сырье, поступающее от поставщика.

Бункера – хранится сырье, которое готово для подачи в печь.

Рисунок 1.4 изображает доменную печь, который представлен следующими частями:

Горн, печь для выплавки, переплавки, нагрева металлов.

Колошник - в нём устройство для загрузки шихты и трубы для отвода доменного газа.

Шахта - в ней начинаются процессы восстановления железа и его науглероживание.

Распар - плавление пустой породы с образованием шлаков.

Заплечик - заканчивается процесс восстановления железа.

Рисунок 1.4 -Доменная печь

Саморазгружающиеся вагоны – вагоны, которые имеют свойство саморазгружаться, что значительно облегчает работу получения сырья и исходного материала.

Вагоноопракидователи – устройство, которое служит дляопракидования вагонов, которые поступают с сырьем или исходным материалом.

Рисунок 1.5 Горн

На рисунок 1.5 представлен горн.

Описав структуру и составив схему выделенных блоков можно описать сырье и готовую продукцию.

1.3 Описание сырья, исходных материалов, готовой продукции

Для получения чугуна в доменную печь загружают руды, флюсы и топливо.

Железными рудами называются горные породы, извлечение железа из которых является экономически целесообразным. Железные руды состоят из окислов железа и пустой породы. Содержание различных составляющих в руде неодинаково. Обычно в железной руде содержится 45—55% железа, в особенно богатых рудах иногда до 70%.

С точки зрения пригодности руды для доменной плавки железные руды различают по богатству (содержанию в них железа), содержанию вредных примесей, восстановимости, качеству пустой породы и физическому состоянию руды.

Богатство руды является одним из основных показателей, определяющих целесообразность использования ее в доменной плавке. Чем более богатая руда загружается в доменную печь, тем выше ее производительность при прочих равных условиях.

К вредным примесям железных руд относят серу, фосфор, мышьяк и цинк. Присутствие в полученном чугуне значительного количества серы приводит к тому, что ее приходится удалять при переработке чугуна в сталь. Это влечет за собой удлинение процесса получения стали, а, следовательно, увеличение ее стоимости. Если же оставить содержание серы в стали значительным читальным, то это вызовет красноломкость последней, т. е. хрупкость при нагреве до температур красного каления. Содержание фосфора в получаемом из руд чугуне приводит к его хладноломкости, т. е. обусловливает хрупкость при обычных температурах. Однако в некоторых случаях содержание фосфора в чугуне не является вредным. Это наблюдается в тех случаях, когда чугун подвергают специальной переработке (томасовский процесс), во время которой фосфор является основным источником тепла. Тепла, выделяющегося при выжигании фосфора, достаточно в этом случае для осуществления процесса передела жидкого чугуна в сталь. При этом также образуются высокофосфористые шлаки, которые используются в сельском хозяйстве как удобрение.

Магнитный железняк(

или ) получил свое название из-за проявления магнитных свойств. По физическому строению магнитные железняки очень плотны, трудно проницаемы для доменных газов, трудновосстановимы, содержат значительное количество вредных примесей серы и фосфора.