Разработка модели системы управления руднотермической печью с поддержанием сопротивления шлаковой ванны

  • Виктор Петрович Рубцов
  • Илья Владимирович Хомяков
  • Андрей Юлианович Чурсин
Ключевые слова: руднотермическая печь, закрытая дуга, имитационная модель, исследование системы управления

Аннотация

Рассмотрены методика составления моделей системы управления руднотермических печей с закрытой дугой и методы их исследования. Выявлены качественные и количественные особенности и закономерности одновременно протекающих процессов энергораспределения, тепломассопереноса и локализации химико-термических процессов в конкретных областях рабочего пространства, имеющих резко нелинейный характер, главным образом, для тепловой проводимости шихты и изменения токораспределений между различными областями рабочих зон при больших температурных градиентах.

Показано, что применительно к сложным системам, имеющим ярко выраженную многофакторность и нелинейность электрических и технологических режимов, параметры которых не поддаются прямому измерению при натурных измерениях, целесообразно использовать комбинированные методы исследования, сочетающие в себе имитационные модели и натурные эксперименты. Для данных случаев, когда имитационные модели адекватно отражают реальные процессы в руднотермической печи, использование имитационных моделей позволяет получать более достоверную информацию о значениях параметров системы и их взаимовлияниях, которая недоступна для натурных экспериментов. В частности, применительно к руднотермическим печам с закрытой дугой удается разделить мощности, выделяемые в электрической дуге и в окружающем ее тигле, знание значений которых позволяет вести технологический процесс с более высокими технико-экономическими показателями.

Сведения об авторах

Виктор Петрович Рубцов

доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий и электротехнологий НИУ «МЭИ», e-mail: RubtsowVP@mpei.ru

Илья Владимирович Хомяков

аспирант кафедры электроснабжения промышленных предприятий и электротехнологий НИУ «МЭИ», e-mail: Iliazz@rambler.ru

Андрей Юлианович Чурсин

заведующий учебной лабораторией кафедры электроснабжения промышленных предприятий и электротехнологий НИУ «МЭИ», e-mail: ChursinAY@mpei.ru

Литература

1. Электрометаллургия стали и ферросплавов / под ред. Д.Я. Поволоцкого. М.: Металлургия, 1974.
2. Свенчанский А.Д. и др. Электрические промышленные печи: дуговые печи и установки специального нагрева. М.: Энергоатомиздат, 1981.
3. Егоров А.В. Электроплавильные печи черной металлургии. М.: Металлургия, 1985.
4. Неустроев А.А. Новые процессы электроплавки металлов. М.: Высшая школа, 1988.
5. Кручинин А.М. и др. Автоматическое управление электротермическими установками. М.: Энергоатомиздат, 1990.
6. Электротехнический справочник. Т. 2 Использование электрической энергии / под общ. ред. И.Н. Орлова. М.: Энергоатомиздат, 1988.
7. Промышленные установки электродугового нагрева и их параметры / под общ. ред. Л.Н. Никольского. М.: Энергия, 1991.
8. Апасов А.М. Специальная электрометаллургия. Томск: Изд-во ТЛУ, 2003.
9. Лисиенко В.Г., Щелков Я.М., Ладыгичев М.Г. Плавильные агрегаты: теплотехника, управление и экология. М.: Теплотехник, 2005.
10. Егоров А.В. Электрометаллургия стали и спецэлектрометаллургия. Электроплавильные печи черной металлургии. М.: Учеба, 2007.
11. Чернышов Е.А. Специальные плавильные печи. Ч. 1. Электродуговые печи. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского гос. техн. ун-та им. Р.Е. Алексеева, 2014.
12. Елизаров В.А. Разработка тепловой модели руднотермической печи с закрытой дугой // Электрометаллургия. 2011. № 10. С. 32—39.
13. Рубцов В.П., Елизаров В.А. Анализ гармонического состава тока для оценки теплового режима в руднотермической печи с зарытой дугой // Вестник МЭИ. 2011. № 2. С. 61—67.
14. Рубцов В. П., Хомяков И.В. Система регулирования электрического режима выплавки феррохрома по величине сопротивления ванны печи // Актуальные проблемы электромеханики и электротехнологий: Сборник научных трудов. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО УрФУ им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2017. С. 13—16.
15. Рубцов В.П., Колыванов С.Ю., Хомяков И.В. Анализ влияния углеродистых восстановителей на потребление энергии в электропечи для производства феррохрома // Вестник МЭИ. 2018. № 1. С. 53—58.
16. Герман-Галкин С.Г. Matlab&Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. СПб.: Корона-Век, 2008.
17. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в Matlab, Sim Power Systems и Simulink. М.: ДМК Пресс, 2008.
18. Пат. № 175023 РФ. Регулятор электрического режима руднотермической печи / В.П. Рубцов, И.В. Хомяков, Е.В. Хомякова // Бюл. изобрет. 2017. № 32.
--
Для цитирования: Рубцов В.П., Хомяков И.В., Чурсин А.Ю. Разработка модели системы управления руднотермической печью с поддержанием сопротивления шлаковой ванны // Вестник МЭИ. 2020. № 1. С. 82—88. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-1-82-88.
Опубликован
2019-03-20
Раздел
Электротехнология (05.09.10)