Исследование автоматизации процесса нагрева и выравнивания температуры труб в печи с шагающими балками (Отчет о научно-исследовательской работе)

Федеральное агентство по образованию

Филиал государственного образовательного учреждения

Профессионального высшего образования

«МОСКОВСКИЙ ЭНЕГРЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

в г. Волжском

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по научной работе

доктор, профессор

___________________ В. П. Шевчук

«_______» ______________ 2005 г.

ОТЧЕТ

О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

 Исследование автоматизации процесса нагрева и выравнивания температуры труб в печи с шагающими балками

Научный руководитель                               _________________             П. В. Шамигулов

подпись, дата

Исполнитель                                                 _________________              С.В. Бердников

подпись, дата

Волжский 2005

ВВЕДЕНИЕ

После ознакомления с технологией и оборудованием для  производства горячекатаных бесшовных труб, во время прохождения преддипломной практики в трубопрокатном цехе ТПЦ-1, ОАО ПО "Волжский Трубный Завод", стало очевидно, что наиболее слабым звеном в цепи горячего проката, являются печи с шагающими балками.

Основным недостатком этих печей можно считать полностью ручное управление всеми стадиями пребывания, а так же загрузки-разгрузки труб в печь; наличие устаревшей контрольно измерительной аппаратуры для поддержания таких важных технологических параметров, как температура труб (равномерность нагрева труб по длине), расход газа, давление в печи и пр. Первый недостаток очень сильно влияет на производительность печи, снижая ее, т.к ручному управлению присущ человеческий фактор, присутствуют задержки между действиями оператора, требуется некоторое время на обдумывание  действий оператора во внештатных ситуациях и т.д. Второй недостаток в свою очередь влияет на качество (в данном случае это равномерный прогрев труб), а также приводит к значительным экономическим затратам связанным с энергетическими потерями.

Цель данной практики заключается в ознакомлении с технологическим процессом и конкретно с устройством и работой печи с шагающими балками для выявления слабых мест в существующей системе автоматического управления ПШБ.

В ходе работы были поставлены следующие задачи:

-ознакомление  с  технологическим  процессом   производства;

-изучение устройства и принципа работы печи с шагающими балками;

-выявление слабых сторон действующей системы управления;

-подбор технических средств и решений для осуществления проекта;

-разработка программы для контроллера;

-расчет экономической  эффективности проекта.

Введение в эксплуатацию разработанной системы автоматического управления, предполагает повышение производительности, технологичности производства, сокращение времени на ремонт и обслуживание, снижение времени простоя оборудования по причине внезапных отказов, уменьшение вероятности возникновения аварийных ситуаций,  экономию электроэнергии.

Модернизация существующей системы автоматизации позволит:          – автоматизировать множество операций, которые при существовании старой должен выполнять оператор; это позволит исключить потери времени на действия  оператора, повысит точность измерения и регулирования технологических параметров, а следовательно и качественные показатели конечного продукта

– уменьшить затраты на ремонт, обслуживание, настройку и поверку, что положительно повлияет на себестоимость продукции

– обеспечить гораздо меньшее энергопотребление модернизированной системы по сравнению с уже существующей (релейной)

– усовершенствовать регулирование, что снизить время регулирования, а следовательно сведет к минимуму погрешности регулирования это очень важно при регулировании расхода газа, так как связано с экономией затрат на топливо

1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1 Технологический процесс

На территории предприятия ОАО ПО “Волжский Трубный Завод” находится трубопрокатный цех ТПЦ-1, в котором изготавливают горячекатаные бесшовные трубы повышенной точности, из углеродистых и среднелегированных марок стали. Исходным сырьем для производства горячекатаных труб является непрерывно литая заготовка, которая изготавливается на этом же предприятии в электросталеплавильном цеху.

В состав цеха входит  трубопрокатный агрегат ТПА 50-200, линия отделки труб общего назначения, участок отделки подшипниковых труб, шесть роликовых печей для проведения нормализации подшипниковых труб путем отжига и участок изготовления технологического инструмента.

Технологический процесс производства горячекатаных бесшовных труб имеет конвейерный принцип и проходит несколько этапов. Приведем основные технологические этапы производства горячекатаных бесшовных труб:

- подготовка заготовки;

- нагрев заготовок в кольцевой печи;

- изготовление гильз на прошивном стане;

- раскатывание гильз на раскатном стане;

- извлечение оправок из гильз;

- подогрев труб в печах с шагающими балками;

- калибровка труб  на калибровочном стане;

- охлаждение труб на холодильных установках;

- правка труб при помощи правильных машин;

- обрезка торцов на автоматической линии трубоотрезных станков;

- нормализация труб в роликовых печах.