Управление нагревом детали в режиме реального времени посредством сталеплавильной печи или термической печи - RU2018140518A

1. Способ управляемого нагрева детали посредством сталеплавильной печи или термической печи, содержащий этапы, на которых:

обеспечивают наличие схемы нагрева, которая задает требуемое изменение одного или более показателей температуры упомянутой детали при нагреве в упомянутой печи;

размещают упомянутую деталь, подлежащую нагреву, в упомянутой печи;

выполняют трехмерное цифровое моделирование нагрева упомянутой детали в режиме реального времени и одновременно с нагревом упомянутой детали, причем цифровое моделирование основано на дискретизации пространства на вокселы и использует текущие параметры нагрева упомянутой печи, а также трехмерную модель детали, подлежащей нагреву, и включает в себя предсказывание одного или более показателей температуры упомянутой детали для последующего контрольного момента времени, при этом упомянутые параметры нагрева печи включают в себя мощность, температуру или настройки приводов;

сравнивают один или более показателей температуры упомянутой детали в упомянутой схеме нагрева с одним или более показателей температуры упомянутой детали, предсказанных посредством упомянутого цифрового моделирования для последующего контрольного момента времени; и

после сравнения, регулируют, при необходимости, упомянутые параметры нагрева печи в зависимости от результата упомянутого сравнения, чтобы уменьшить разницу между одним или более показателей температуры упомянутой детали в упомянутой схеме нагрева и одним или более показателей температуры упомянутой детали, предсказанных посредством упомянутого цифрового моделирования для последующего контрольного момента времени.

2. Способ по п. 1, в котором обеспечение наличия схемы нагрева включает в себя определение схемы нагрева с помощью цифровой симуляции с учетом значения одного или более показателей температуры детали на входе печи, требуемого значения одного или более показателей температуры детали на выходе печи, а также трехмерной модели для детали, подлежащей нагреву.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором один или более показателей температуры упомянутой детали в упомянутой схеме нагрева является установочным значением одного или более показателей температуры упомянутой детали при нагреве в упомянутой печи, при этом установочные значения используют на этапе регулировки.

4. Способ по п. 1 или 2, в котором трехмерное цифровое моделирование нагрева упомянутой детали осуществляют на графическом процессоре, содержащем множество вычислительных ядер.

5. Способ по п. 4, в котором графический процессор содержит, по меньшей мере, 1024 вычислительных ядра, предпочтительно по меньшей мере 2048 вычислительных ядер, более предпочтительно по меньшей мере 4096 вычислительных ядер.

6. Способ по п. 1 или 2, в котором дискретизация пространства для упомянутого цифрового моделирования нагрева упомянутой детали содержит вокселы объемом менее 1 см³.

7. Способ по п. 1 или 2, в котором упомянутая схема нагрева упомянутой детали обеспечивает возможность учитывать одну или множество других деталей, также присутствующих в упомянутой печи при нагреве упомянутой детали.

8. Способ по п. 1 или 2, в котором каждой детали, подлежащей нагреву в упомянутой печи, присвоен приоритет, причем присвоение приоритета выполнено либо пользователем, либо автоматически, при этом регулировку упомянутых параметров нагрева осуществляют с учетом приоритета, присвоенного каждой из деталей.

9. Способ по п. 1 или 2, в котором сталеплавильная печь или термическая печь является печью непрерывного действия, причем сталеплавильная печь или термическая печь разделена на множество зон, при этом контрольными моментами времени являются моменты времени, в которые упомянутая деталь переходит из одной зоны в другую.

10. Машиночитаемый носитель, хранящий программное обеспечение для управления нагревом детали посредством сталеплавильной печи или термической печи, содержащее инструкции, которые при исполнении аппаратным средством обеспечивают осуществление аппаратным средством способа, включающего в себя этапы, на которых:

обеспечивают наличие схемы нагрева, которая задает требуемое изменение одного или более показателей температуры упомянутой детали при нагреве в упомянутой печи;

выполняют трехмерное цифровое моделирование нагрева упомянутой детали в режиме реального времени и одновременно с нагревом упомянутой детали, причем цифровое моделирование основано на дискретизации пространства на вокселы и использует текущие параметры нагрева упомянутой печи и трехмерную модель детали, подлежащей нагреву, и включает в себя предсказывание одного или более показателей температуры упомянутой детали для последующего контрольного момента времени, при этом упомянутые параметры печи включают в себя мощность, температуру или настройки приводов,

сравнивают один или более показателей температуры упомянутой детали в упомянутой схеме нагрева с одним или более показателей температуры упомянутой детали, предсказанных посредством упомянутого цифрового моделирования для последующего контрольного момента времени; и

после каждого сравнения, регулируют, при необходимости, упомянутые параметры нагрева печи в зависимости от результата упомянутого сравнения, чтобы уменьшить разницу между одним или более показателей температуры упомянутой детали в упомянутой схеме нагрева и одним или более показателей температуры упомянутой детали, предсказанных посредством упомянутого цифрового моделирования для последующего контрольного момента времени; и

передают печи новые параметры нагрева.

11. Сталеплавильная печь или термическая печь для нагрева детали, содержащая:

один или множество детекторов для измерения текущих параметров нагрева упомянутой печи;

аппаратное средство с машиночитаемым носителем по п. 10, хранящим программное обеспечение, конфигурированное для выполнения способа по п. 1 или 2.

12. Сталеплавильная печь или термическая печь по п. 11, в которой упомянутые детекторы для измерения текущих параметров нагрева содержат:

- один или множество пирометров и/или термопар; или

- один или множество детекторов расхода топлива, вводимого в упомянутую печь; или

- один или множество детекторов низшей теплотворной способности и числа Воббе топлива, вводимого в печь, или

- комбинацию упомянутых детекторов.