钢包是钢铁生产不可或缺的重要工具，尤其是在钢水运输过程中起到容器作用。然而运输钢水时，钢包起始温度会对钢水温度造成较大影响。钢包起始温度较低时会直接导致其所盛钢水温度下降，致使包内钢水不能满足后续生产要求。研究发现当钢包初始温度达到1000℃时，将会极大降低所盛钢水热量流失。所以需要使用一种高效的钢包烘烤装置，在钢包使用前将其温度加热到1000℃，以便后续工艺流程的进行，同时可以完对新砌钢包的加热干燥工作。以某钢轧厂生产车间钢包烘烤器蓄热式改造工程为背景，结合该厂实际生产过程中出现的环境温度高、粉尘大、噪声大，等现场环境条件，以及设备误报警率高、无上位机监控、手动控制燃料浪费严重、烘烤效果差等设备情况。通过对蓄热式燃烧技术、烘烤控制策略、PLC硬件和计算机软件等多项技术的研究，设计出一套适用于该厂的具有节能环保、高稳定性、高燃烧效率的蓄热式钢包烘烤控制系统。
设计的钢包后烘烤装置采用立式结构，其主要硬件包括：钢包盖、机架、引风机、鼓风机、卷扬机、蓄热式烧嘴、氮气管道、煤气管道、烟气排放管道、助燃空气管道、冷却空气管道等。其中蓄热式烧嘴使用单预热式烧嘴，即只对助燃空气进行预热。点火烧嘴不仅可以完成对蓄热式烧嘴的点火操作，还可以作为长明火使用。钢包温度测量采用非接触式红外测温仪，测量得到钢包外壁温度进而判断钢包的加热进程。上位机与PLC控制器之间的通讯通过ZigBee无线通信网络实现。主要软件包括：使用ANSYS模拟建立了钢包外壁温度与钢包加热状态之间的关系，即绘制了烘烤加热温度控制曲线。设计了由温度串级调节、双闭环比值调节、交叉限幅控制、煤气和空气流量单回路调节这四部分组成的烘烤控制系统。其中温度主控制器设计使用参数自整定模糊PID控制器，副控制器使用PID调节器，通过交叉限幅来调节煤气和空气流量。
对控制系统进行仿真分析并求解仿真结果满足钢包烘烤控制要求。所设计的系统能够实现对钢包的高效、稳定烘烤。
- 作 者：
- 温嘉禾
- 学科专业：
- 控制工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 河北联合大学
- 导师姓名：
- 张湧涛王振华
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
