ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.365.22 + 621.3.011.72
DOI: 10.18503/1995-2732-2025-23-4-186-196
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Современная электрометаллургия представляет собой одну из наиболее перспективных отраслей отечественной металлургической промышленности. Благодаря высоким технико-экономическим показателям по сравнению с другими способами выплавки стали, все большее распространение получили электросталеплавильные комплексы на основе дуговых сталеплавильных печей и установок ковш-печь. В настоящее время подавляющее большинство систем управления электрическим режимом установок ковш-печь не используют адаптацию электрических режимов работы к условиям продувки расплава инертным газом, а также шлаковым режимам, что приводит к их неоптимальной работе и повышению эксплуатационных издержек. В связи с этим особую актуальность приобретает разработка усовершенствованных алгоритмов автоматического управления электрическими режимами, в которых данный недостаток будет компенсирован. Цель работы. Разработка и оценка эффективности нового алгоритма управления электрическим режимом установок ковш-печь, в котором будет обеспечена адаптация электрического режима работы установки к постоянно меняющимся режимам продувки и шлаковым режимам с использованием информации о гармоническом составе токов электрических дуг. Используемые методы. Работа выполнена с использованием методов статистического и теоретического анализа, математического моделирования, а также экспериментальных исследований на действующем производственном объекте. Новизна. В усовершенствованной системе управления электрическим режимом установок ковш-печь используется анализ гармонического состава токов дуг для адаптации электрического режима к режимам продувки и шлаковому режиму. Результат. Разработан принципиально новый алгоритм управления электрическим режимом установок ковш-печь с адаптацией к технологическим условиям процесса плавки. Практическая значимость. Применение разработанного алгоритма позволяет уменьшить величину удельного расхода электроэнергии в процессе плавки, что, в свою очередь, обеспечит снижение себестоимости конечного продукта.
Ключевые слова
установка ковш-печь, электрическая дуга, система управления электрическим режимом, гармонический состав токов дуг, шлаковый режим, режим аргонной продувки
Для цитирования
Исследование усовершенствованного алгоритма автоматического управления электрическими режимами установки ковш-печь / Николаев А.А., Тулупов П.Г., Рыжевол С.С., Буланов М.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2025. Т. 23. №4. С. 186-196. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2025-23-4-186-196
1. Николаев А.А., Лукьянов С.И., Тулупов П.Г. Усовершенствованный способ управления электрическим режимом установки ковш-печь с использованием информации о гармониках токов дуг // Сталь. 2019. № 4. С. 16-21.
2. Advanced Foaming Slag Control / T. Jansen, K. Krüger, H. Schliephake [и др.] // 10th European Electric Steelmaking Conference, Graz. 2012, 25-28 Sep, pp. 385-390.
3. Регулирование мощности в электродуговой печи с использованием акустической системы распознавания вспененного шлака / Т. Янсен, К. Крюгер, Х. Шлипхаке [и др.] // Чёрные металлы. 2011. № 2. С. 20-25.
4. Сериков В.А. Акустические и вибрационные характеристики сверхмощных дуговых сталеплавильных электропечей: дис. … канд. техн. наук / Сериков Виктор Андреевич. Новосибирск, 2016. 147 с.
5. Управление тепловым и электрическим режимами агрегата печь-ковш / Е.Б. Агапитов, Г.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин, М.М. Ерофеев, А.А. Николаев // Электрометаллургия. 2006. № 6. С. 11–16.
6. Развитие системы управления электродуговой установкой печь-ковш с целью повышения эффективности нагрева / Е.Б. Агапитов, Г.П. Корнилов, А.А. Николаев, М.М. Ерофеев, Ю.П. Журавлёв, А.П. Мусиенко // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4. С. 81-84.
7. Потенциал энергосбережения при обработке расплава стали в установке печь-ковш / Е.Б. Агапитов, Г.П. Корнилов, М.М. Ерофеев, С.А. Самойлин // Образование. Наука. Производство и управление в ХХI веке: Материалы Междунар. науч. конференции (20 – 22 октября 2004 г.). Т. 2. Ст. Оскол, 2004. С. 15-17.
8. Миронов Ю.М. Электрическая дуга в электротехнологических установках: монография. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2013. 290 с.
9. Макаров А.Н. Законы теплообмена электрической дуги и факела в металлургических печах и энергетических установках. Тверь: Изд-во Тверск. гос. техн. ун-та, 2012. 164 с.
10. Нехамин С.М. Создание и внедрение энергоэффективных дуговых и шлаковых электропечных комплексов с использованием постоянного тока и тока пониженной частоты: дис. … д-ра техн. наук / Моск. энергет. ин-т. Москва, 2015. 405 с.
11. Экспериментальное исследование гармонического состава токов дуг для дуговых сталеплавильных печей различной мощности / А.А. Николаев, Ж.Ж. Руссо, В. Сцымански, П.Г. Тулупов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. № 3. С. 106-120.
12. Николаев А.А., Тулупов П.Г., Омельченко Е.Я. Экспериментальные исследования гармонического состава токов и напряжений дуг мощной дуговой сталеплавильной печи шахтного типа // Электротехнические системы и комплексы. 2018. № 4 (41). С. 63-72.
13. Тулуевский Ю.Н., Зинуров И.Ю. Инновации для дуговых сталеплавильных печей. Научные основы выбора: монография // Серия монографий «Современные электротехнологии». Т. 12. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. 347 с.
14. Матросов А.П., Миронов Ю.М. Компьютерное моделирование процессов в электрических цепях дуговых печей // Электрометаллургия. 2006. № 6. С. 27-32.
15. Бикеев Р.А. Динамические режимы в электромеханических системах дуговых сталеплавильных печей и их воздействие на вводимую активную мощность: дис. … канд. техн. наук / Новосиб. гос. техн. ун-т. Новосибирск, 2004. 182 с.