Разработка моделей доменного цеха (стр. 3 из 4)

SiO₂ + 2C + Fe = FeSi + 2CO.

Степень восстановления Si и Mn зависит в основном от расхода кокса; на каждый процент повышения содержания Si в чугуне расход кокса увеличивается на 5—7%, что увеличивает количество горячих газов в печи, вызывая перегрев шахты. Обогащение дутья кислородом, обеспечивая высокий нагрев горна, уменьшает количество образующихся газов, а следовательно, и температуру в шахте печи.

Сера в доменном процессе. S вносится в доменную печь в основном коксом и переходит в газы в виде паров (SO₂, H₂S и др.), но большая часть остаётся в шихте (в виде FeS и CaS); при этом FeS растворяется в чугуне. Для удаления S из чугуна необходимо перевести её в соединения, нерастворимые в чугуне, например в CaS:

FeS + CaO = CaS + FeO. (2)

Это достигается образованием в доменной печи жидкоподвижных шлаков с повышенным содержанием СаО. Восстановительная среда благоприятно влияет на этот процесс, т.к. снижает содержание FeO в шлаке. Степень обессеривания достаточно высока, и только в некоторых случаях чугун дополнительно обессеривается вне доменной печи различными реагентами.

Образование чугуна и шлака. Восстановленное в доменной печи Fe частично науглероживается в твёрдом, а затем в жидком состояниях. Содержание C в чугуне зависит от температуры чугуна и его состава. Шлак состоит из невосстановившихся окислов SiO₂, AI₂O₃ и СаО (90—95%), MgO (2—10%), FeO (0,1—0,4%), MnO (0,3—3%), а также 1,5—2,5% S (главным образом в виде CaS). Для характеристики шлаков пользуются обычно показателем основности CaO/SiO₂ или (СаО + MgO)/SiO₂. Основность CaO/SiO₂ для разных условий плавки колеблется в пределах 0,95—1,35%. При выплавке чугуна на коксе с повышенным содержанием S (донецкий кокс) работают на шлаках с верхним пределом основности и стремятся обеспечить содержание MgO в шлаке 6—8% и более, улучшая его жидкоподвижность.

Определив объект управления можно перейти к постановке задачи.

1.5 Постановка задачи

Данный подраздел содержит постановку задачи, которая заключается в разработке логико-формальной и сетевой модели. Для этого необходимо представить структуру объекта управления в виде графов, сформировать матрицы смежности, классифицировать переменные, построить множества, а также составить логические взаимосвязи.

2. Разроботка структурной модели объекта управления (в виде графов)

В данном разделе будет разрабатываться сетевая модель. Я постараюсь представить структуру управления в виде графов, направление ребер которого будет определено технологией получения чугуна. Для этого нам понадобиться предыдущая глава (подпункт 1.2 и 1.4). Также в этой главе, по полученному графу составим матрицу связности вершин и ребер, и матрицу инцидентности.

2.1 Представление структуры объекта управления (в виде графов)

В данном пункте будет составлен граф структуры объекта управления, который основывается на схему технологии производства (Рисунок 1.4.1).

Составим таблицу эквивалентности вершин и дуг для изображения ориентированного графа.

Оборудование (вершины)	Эквивалентная единица
Поставщик	V1
Разгрузочная эстокада	V2
Рудный двор	V3
Бункера	V4
Аглофабрика	V5
Загрузочное устройство	V6
Колошниковое устройство	V7
Шахта	V8
Фурменные устройства	V9
Воздуходувные машины	V10
Воздухонагревательное устройство	V11
Газоподавательные устройства	V12
Горн	V13
Летки (для чугуна)	V14
Летки (для шлака)	V15
Желоб (для чугуна)	V16
Желоб (для шлака)	V17
Чугуноразливочная машина	V18
Шлакоразливочная машина	V19
Ковши для чугуна	V20
Ковши для шлака	V21
Чугуновозы	V22
Шлаковозы	V23
Сталеплавительный цех	V24
Шлаковая гора	V25
Пылеуловитель	V26
Трубы для газоотводов	V27

Таблица 2.1 -Эквивалентность вершин

Потоки материала (дуги)	Эквивалентные еденицы
Сырье (саморазгружающие вагоны)	E1
Сырье (разгрузка)Сырье (вагоноопракидователями)	E2E3
Железная руда, окатыш, марг. руда (скипами)	E4
Кокс (транспортерами)	E5
Агломират (скипами)	E6
Кокс, железные руды, флюсы (аппарат засыпания)	E7
Кокс, железные руды, флюсы	E8
Топливо	E9
Воздух	E10
Воздух (t)	E11
Газ	E12
Жидкий железняк и чугун	E13
Чугун	E14
Шлак	E15
Чугун	E16
Шлак	E17
Чугун	E18
Шлак	E19
Чугун	E20
Шлак	E21
Чугун	E22
Шлак	E23
Шлак	E23
Чугун	E24
Шлак	E25
Пыль	E26

Таблица 2.2 -Эквивалентности дуг

Составив таблицы эквивалентности (Таблица 2.1 и Таблица 2.2), можно приступать к составлению графа, который базируется на технологии и структуре объекта управления.

Составив, структуру объекта управления в виде графов можно составить матрицы смежности.

2.2 Формирование матрицы смежности

В данном подпункте, используя раздел 2.1, сформируем матрицу смежности вершин.

V1	V2	V3	V4	V5	V6	V7	V8	V9	V10	V11	V12	V13	V14	V15	V16	V17	V18	V19
V1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V2	-1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V3	0	-1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V4	0	0	-1	0	0	2	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V5	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V6	0	0	0	-2	-1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V7	0	0	0	0	0	-1	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V8	0	0	0	0	0	0	-1	0	-1	0	-1	-1	1	0	0	0	0	0	0
V9	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0
V11	0	0	0	0	0	0	0	1	0	-1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V12	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V13	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	0	0	0	0	1	1	0	0	0	0
V14	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	0	1	0	0	0
V15	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	0	0	1	0	0
V16	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	0	0	1	0
V17	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	0	0	1
V18	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	0	0
V19	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	0
V20	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0
V21	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1
V22	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V23	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V24	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V25	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V26	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V27	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0

Таблица 2.4-Матрица смежности вершин.

Используя раздел 2.1, сформируем матрицу инцидентности вершин и дуг.

E1	E2	E3	E4	E5	E6	E7	E8	E9	E10	E11	E12	E13	E14	E15	E16	E17	E18	E19
V1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V2	-1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V3	0	-1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V4	0	0	-1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V5	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V6	0	0	0	-1	-1	-1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V7	0	0	0	0	0	0	-1	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V8	0	0	0	0	0	0	0	-1	-1	0	-1	-1	1	0	0	0	0	0	0
V9	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V10	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V11	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	1	0	0	0	0	0	0	0	0
V12	0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V13	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	1	1	0	0	0	0
V14	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	1	0	0	0
V15	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	1	0	0
V16	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	1	0
V17	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0	1
V18	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1	0
V19	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	-1
V20	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V21	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V22	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V23	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V24	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V25	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V26	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
V27	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

Таблица 2.5Матрица инцидентности