“原料是基礎(chǔ),成型是條件,燒成是關(guān)鍵”。在陶瓷的發(fā)展中,燒成一直是至關(guān)重要的,而燒成的關(guān)鍵在對溫度的有效控制,輥道窯爐控制效果直接影響陶瓷產(chǎn)品的品質(zhì)。陶瓷窯爐中,工藝要求溫度變化在±0.5%范圍內(nèi),跟蹤速度要快,響應(yīng)時問要短。如采用常規(guī)的PID控制器來控制這樣的系統(tǒng),要使系統(tǒng)的響應(yīng)速度快,那就加大比例P的作用,而減少積分I的作用,這樣勢必又使系統(tǒng)的超調(diào)量增大;诖,該文針對陶瓷窯爐熱容量大、滯后量大、非線性等特點,提出了一種基于泛布爾代數(shù)的陶瓷輥道窯爐溫度智能邏輯控制算法。泛布爾代數(shù)的智能邏輯控制算法已經(jīng)成功地應(yīng)用于結(jié)構(gòu)振動控制和交通信號控制中。
基于泛布爾代數(shù)的邏輯控制,以檢測到的溫度的偏差和偏差變化率作為反饋信號,基于一些試驗和經(jīng)數(shù)據(jù),應(yīng)用泛布爾邏輯規(guī)則,確定其輸出,從而調(diào)節(jié)窯爐加熱器(如燒嘴)實現(xiàn)溫度控制。用該文提出的方法對某陶瓷窯爐的燒成溫度控制系統(tǒng)進行仿真試驗,試驗結(jié)果表明該方法簡單實用,能很好解決陶瓷窯爐的溫度控制。
陶瓷窯爐鍛燒過程分為3部分:預(yù)熱帶、燒成帶和冷卻帶。
1.預(yù)熱帶的溫度控制在400-650℃坯體在預(yù)熱帶運行過程中,隨著溫度的不斷升高,坯釉發(fā)生一系列的物理化反應(yīng)。預(yù)熱帶并沒有加熱源,但安裝有一個大的排風(fēng)機,在預(yù)熱帶形成一個負壓環(huán)境,這樣,燒成帶的熱量在氣壓的作用下流向預(yù)熱帶,以此將預(yù)熱帶的溫度提高到適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。
2.燒成帶的溫度控制在650-1150℃燃料燃燒的火焰及生成的燃燒產(chǎn)物加熱陶瓷磚坯,使其達到一定的溫度而燒成。燒成帶的兩邊相錯裝有多個燒嘴,首尾各有一臺助燃風(fēng)機,接到每個燒嘴前,且設(shè)有助燃風(fēng)管調(diào)節(jié)閥門,燃料燃燒的火焰影響著燒成帶的燒結(jié)溫度。
3.冷卻帶分為急冷段、緩冷段、快冷段,磁坯經(jīng)過冷卻帶降溫后,溫度不到100℃。冷卻帶采用鼓風(fēng)冷卻,將熱量帶出,產(chǎn)品本身冷卻后出窯。因此,燒成帶噴嘴出口的溫度控制以及預(yù)熱帶和冷卻帶的爐壓控制為陶瓷生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要環(huán)節(jié)。
同時輥道窯爐內(nèi)煙氣測量溫度與磚坯表面實際溫度的聯(lián)系和差值也很重要,掌握窯內(nèi)溫度分布情況對研究窯內(nèi)溫度控制十分重要。在預(yù)熱帶,磚坯從溫度低的室溫狀態(tài)進入煙氣溫度高的預(yù)熱干燥帶,磚坯表面溫度高,處于吸熱狀態(tài),所以在預(yù)干燥帶中煙氣的溫度是高于磚坯溫度的,特別是快速燒成狀態(tài)下和大規(guī)格制品燒成狀態(tài)下,而且這種溫度差是比較大的。在燒成帶,磚坯由固相逐步熔融為液相,這是個吸熱過程,煙氣溫度高于坯體溫度,這時兩者的溫差不大。而在冷卻過程中,磚坯中液相轉(zhuǎn)化為固相,一方面存在放熱現(xiàn)象,同時也由于要使磚坯快速冷卻,必須導(dǎo)入冷空氣,磚坯溫度高于介質(zhì)溫度,特別是急冷處,溫差就更大。隨著冷卻的進行,磚坯溫度不斷下降,此時溫差緩慢減小。