Статті КАВП (ІПБТ)

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 20
  • Item
    Перспективи використання технологій позапічного рафінування чавуну в контексті вітчизняного металургійного виробництва
    (Дніпровський державний технічний університет, Кам’янське, 2023) Молчанов, Лавр Сергійович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Чубін, Костянтин Іванович; Похвалітий, Артем Анатолійович; Чубіна, О. А.
    UKR: Метою роботи є встановлення можливостей та особливостей використання різних технологій з позапічної обробки чавуну перед виплавкою сталі з урахуванням особливостей вітчизняного металургійного виробництва в сучасних умовах. Виконана загальна класифікація технічних рішень з позапічного рафінування чавуну та зроблено порівняльний аналіз ефективності розглянутих технологій. Виконано інженерні розрахунки з використанням математичних моделей матеріального та теплового балансів конвертерної плавки, адаптованих для 250-т кисневих конвертерів, при використанні верхньої фурми класичної конструкції. Проведено аналіз впливу розглянутих технічних рішень з позапічної обробки чавуну на такі основні технологічні показники конвертерної плавки Порівняння проводилося відносно до показників базової плавки без використання технологій позапічної обробки розплавів. Підтверджено доцільність використання методів позапічного рафінування на основі інжекції зернистого магнію та сумішей системи CaO-Mg. Стосовно технологій комплексного рафінування визначено, що для вітчизняних умов доцільно розробити технологію, яка передбачає видалення сірки та фосфору з розплаву без суттєвого зниження концентрації кремнію в розплаві.
  • Item
    Особливо глибока десульфурація чавуну моноінжекцією магнію в ковшах різного типорозміру
    (Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, Київ, 2023) Шевченко, Анатолій Пилипович; Двоскін, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Шевченко, Сергій Анатолійович
    UKR: Статтю присвячено відпрацюванню та промисловому освоєнню технологічних процесів особливо глибокої десульфурації чавуну (вміст сірки ≤ 0,002 %) моноінжекцією магнію в ковшах різного типорозміру. Представлено результати досліджень з відпрацювання технологій особливо глибокої десульфурації чавуну моноінжекцією зернистого магнію, що були проведені на сучасних автоматизованих комплексах десульфурації чавуну та скачування шлаку. Роботи виконувались спільно українськими та китайськими фахівцями в Китаї на стальзаводі № 1 Уханьського металургійного комбінату (МК) у 110-тонних заливних ківшах та на Тайвані на стальзаводі № 2 концерну «CSC» у 300-тонних заливних ківшах. Відпрацьовані технологічні параметри процесів десульфурації чавуну інжекцією зернистого магнію фурмами з випарними камерами на стальзаводі № 1 Уханьського МК і двосопловими фурмами на стальзаводі № 2 концерну «CSC» забезпечили необхідні цикли обробки, надійне і технологічне інжектування магнію та його ефективність засвоєння. Встановлено, що забезпечується ступінь десульфурації чавуну до 99 % обробок, та досягається кінцевий вміст сірки в чавуні до 0,0002 %, сумарний розрахунковий ступінь засвоєння магнію на сірку, залишковий магній і розкислення чавуну становить ~95 %. Встановлено, що важливим технологічним прийомом, що підвищує стабільність показників процесу обробки, що досягаються, є коригування складу ковшового шлаку, яке проводилося добавкою відходів зернистого вапна в кількості 1,0-2,0 кг/т чавуну і не вимагало значних витрат. Проведено аналіз результатів промислових обробок чавуну, і побудовано номограми залежності питомої витрати магнію від вихідного вмісту сірки для фурм різної конструкції. Розроблені процеси економічно виправдані для використання у практиці підготовки чавуну до конвертування.
  • Item
    Застосування непрямих методів оцінки змінення товщини прокату внаслідок впливу зношення обладнання прокатної кліті
    (Український державний університет науки і технологій, ННІ «Інститут промислових та бізнес технологій», ІВК «Системні технології», 2023) Зінченко, Михайло Дмитрович; Потап, Олег Юхимович; Шибакінський, Володимир Іванович
    UKR: На розміри прокату впливають різні чинники, які призводять до коливань товщини і довжини прокату і появи штанг нормальної довжини при порізці на пилах, тому питання підвищення точності розмірів прокату є завжди актуальними. Пристрої вимірювання товщини фасонних профілів прокату складної форми поперечного перерізу є складні комп’ютерні комплекси, які мають високу вартість. Метою дослідження є вивчення можливості контролю розмірів прокату з застосуванням непрямих методів оцінки змінення товщини прокату. Для цього виконали дослідження вимірювання довжини розкатів з застосуванням вимірювача довжини прокату, в основі якого полягає принцип вимірювання довжини прокату по обертах валків. Дослідження роботи вимірювача показали, що застосування мікроконтролера для обробки результатів вимірювання дозволяє підвищити точність вимірювання довжини розкату. Це відбувається урахуванням пробуксування валків відносно прокату при захваті металу і усередненням кількості імпульсів, яка припадає на базову відстань фотодатчиків. Порівняння результатів вимірювання з фактичною довжиною прокату підтвердили можливість застосування цього приладу для вимірювання довжини прокату в потоці. При дослідженні процесу прокатки вимірювалась довжина розкатів після чистової кліті, температура розкатів перед чистовою кліттю, струм двигуна головного привода чистової кліті, товщина прокату. Результати вимірювані показали на наявність низькочастотної складової цих параметрів, яка пов’язана зі зношенням підшипників і калібрів валків, що призводить до збільшення товщини прокату. Зношення підшипників не є стаціонарним процесом, тому компенсація впливу зношення на розміри прокату повинна виконуватись за результатами вимірювання, а не випадково, або в функції часу. Обчислення середніх значень довжини прокату, струму двигуна і температури прокату дозволяє виконувати оцінку змінення товщини прокату внаслідок зношення підшипників і калібрів валків і своєчасно компенсувати його вплив на розміри прокату.
  • Item
    Major Lessons Learnt from an Online Teaching of Automation and Control Courses during the Pandemic and the Way ahead: A Critical Interpretative Synthesis
    (Public Organization "Ukrainian Assembly of Doctors of Sciences in Public Administration", Kyiv, Ukraine, 2023) Таrasevich, Iryna G.; Tarasevich, Alena V.; Foris, Svitlana M.; Kuzmenko, Mykhailo Y.
    ENG: Covid-19 brought in adapted frameworks, concepts, and tools into the design and delivery of automation courses at technical universities. Although university digitalization has been around for a while, it has been used primarily for the administrative purpose rather than for teaching and learning. A natural, powerful stimulator, the pandemic pushed the universities to explore new avenues in further digitalization of education. The goal of this critical interpretive synthesis is to make a summary of the major lessons learnt from the online teaching of automation courses during the pandemic and their further implementation. It is also aimed at exploring major tensions and barriers that users (teaching faculty, students, and administrative personnel) have been grappling with. The tensions and barriers are presented in this paper from three distinct perspectives – from the perspectives of students, teaching faculty, and university administrators. Whether students thrive or survive, the faculty rethink and upskill their teaching, and the institution is capable of meeting multiple, often competing needs and shifting priorities of the market – warrants further research on the topic. An important question to be addressed in future inquiries is whether the stakeholders that are engaged in the process of developing, teaching, and taking an automation course, are able to reconceptualize their roles and continue to grow professionally.
  • Item
    Закономірності змін складу шлаку і вмісту сірки в чавуні у технологічному ланцюзі «доменна піч – комплекс десульфурації чавуну – конвертер»
    (Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2022) Шевченко, Анатолій Пилипович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Двоскін, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович; Шевченко, С. А.; Зотов, Д. С.
    UKR: В роботі проаналізовано зміну вмісту сірки в чавуні та складу шлаку в технологічному ланцюзі ДП – КДЧ – ККЦ. На підставі результатів проведених досліджень розроблено та рекомендовано технічні рішення та технологічні прийоми, спрямовані на виключення ресульфурації чавуну. Виконано аналіз структури «корольків» шлаків методами оптичної мікроскопії та растрової електронної мікроскопії, який показав, що вони мають ферито-графітну структуру доевтетичного або евтектичного типу з неметалевими включеннями у вигляді сульфідів марганцю та заліза. Точкове зондове сканування зразків ковшового шлаку показало, що в шлаковій фазі поряд із системами типу CaO∙SiO2∙Al2O3 з різним співвідношенням компонентів, що містять 0,2 – 3,5 % сірки, виявлені системи типу CaxSiyAlz, що містять до 1 % сірки; у «корольках» вміст сірки коливається не більш 0,1 – 0,85 % і знаходиться у вигляді сульфідів типу (Fe, Mn)S, переважно MnS, причому у неметалевих включеннях «корольків» виявлено вміст сірки не більше 15 – 30 %. Проведені дослідження складу сухих, розсипчастих і рідких склоподібних ковшових шлаків після десульфурації показали, що вони не змінюють фазовий склад, але на відміну від вихідних ковшових шлаків у шлаковій фазі таких шлаків переважно присутні системи типу CaO∙SiO2∙Al2O3∙MgO, збагачені оксидами магнію, зі змінним співвідношенням компонентів. При цьому сірка у шлаковій фазі сухих шлаків знаходиться в основному у вигляді комплексів (Сa, Mn, Mg, Al, Si)S, а у шлаковій фазі рідких шлаків в основному у вигляді MnS і рідше у вигляді комплексів (Сa, Mn,)S. За результатами проведених промислових експериментів на низці підприємств України та Китаю було встановлено, що для обмеження приходу сірки до конвертерної сталі зі шлаком на рівні ≤0,002 %, залишок ковшового шлаку після десульфурації не повинен перевищувати 0,5 – 0,7 кг/т чавуну. Аналіз отриманих результатів у проведених серіях дослідних плавок у 300-тонних конвертерах з використанням окотишів показав, що прихід сірки в сталь у всіх п'яти обробках був нижчим за розрахунковий (згідно з балансом) на 0,00002 – 0,00165 %.
  • Item
    Preventing the Development of Emergency Modes of Interlocked Electric Drives of a Rolling Mill under the Impact Loads
    (Polish Society of Technical Diagnostics (Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej - PTDT), 2023) Druzhinin, Valeriy; Sivyakova, Galina; Kalinin, Alexey; Tytiuk, Valerii; Nikolenko, Anatolii V.; Kuznetsov, Vitaliy V.; Kuzmenko, Mykhailo
    ENG: In recent years, due to the tightening of competition in the global market of steel producers, the requirements for the quality of hot-rolled steel have increased. The finishing group of the rolling mill is characterized by a complex structure of mechanical and electrical parts. The operation of electric drive systems of such units is characterized by the interrelation of electromagnetic processes, mechanical phenomena and technological factors. As experimental studies have shown, the quality of the supply voltage is inextricably linked with the impact nature of the loads in the rolling stands of the roughing and finishing groups of the hot rolling mill. A decrease in the supply voltage may be accompanied by the development of emergency modes of synchronous electric drives, leading to a decrease in the quality of the finished product.The paper developed a mathematical model of the power supply system of the rolling mill JSC "ArcelorMittal Temirtau". It is shown that this can lead to loss of synchronism of the synchronous motor. Such a voltage drop has a significant impact on the operation of DC electric drives of the finishing group. Various strategies are proposed to counter the development of emergency situations.
  • Item
    Оценка и промышленная проверка показателей процессoв ковшевой десульфурации чугуна различными реагентами
    (Карагандинский индустриальный университет, Темиртау, Казахстан, 2022) Шевченко, Анатолий Филиппович; Маначин, Иван Александрович; Двоскин, Борис Вульфович; Кисляков, Владимир Геннадиевич; Башмаков, Александр Михайлович; Шевченко, Сергей Анатольевич
    RUS: Обоснована необходимость комплексного подхода к оценке и выбору технологии внепечной десульфурации чугуна. Показано, что одним из основных параметров и показателей является расход реагента, определяющий все основные показатели процесса. Сравнительный анализ показателей свидетельствует о том, что при KR-процессе увеличение массы чугуна в ковше снижает эффективность десульфурации, так как переход от ковши с массой чугуна 80 и 100 т к большим ковшам (260 т) сопровождается уменьшением удельной степени десульфурации. удаление увеличивает расход реагента на единицу удаленной серы. Значительные удельные расходы реагентов (вплоть до 8-17 кг/т чугуна) и длительность перемешивания (вплоть до 8-20 мин), а также цикла – до 25-68 мин. обуславливают ощутимые потери температуры чугуна – в среднем 40-42 °С, а в ряде режимах десульфурации – вплоть до 92-128 °С. Обусловлено это тем, что с увеличением массы чугуна ухудшаются массообменные процессы между шлаком и жидким чугуном ковша. Наибольший удельный расход реагентов в KR-процессе определил в результате наибольшие затраты при реализации этого процесса. Наименьшие удельные расходы реагента при моноинжекции магния обуславливают наименьшие расходы при промышленном освоении этого процесса. Фактические показатели промышленных продувок свидетельствуют о том, что моноинжекция зернистого магния характеризуется наименьшими затратами реагентов – в среднем 0,42-0,55 кг/т чугуна, наименьшей продолжительностью операции десульфурации – в среднем 5,5-7,7 мин и в то же время обеспечением вплоть до супер глубокой дсульфурации чугуна - до 0,0003-0,001 %, степенью десульфурации - до 99%, высокой интенсивностью удаления серы - в среднем12-14,4 %/мин., высокой степенью усвоения реагента - в среднем 75-92 %. Представленные фактические данные по технологии применены KR-процессы (СаО+СаF2), коинжекции извести с магнием (СаО+Mg) и моноинжекции зернистого магния по украинской технологии вдувания. Расходы при десульфурации процессами KR (CaO+CaF2) – коинжекция (CaO+Mg) – моноинжекция (Mg) находятся в соотношении 3:2:1.
  • Item
    Зміна складу ковшового шлаку та вмісту сірки в чавуні від доменних печей до конвертерів
    (Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, 2022) Шевченко, Анатолій Пилипович; Меркулов, Олексій Євгенович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Двоскiн, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович
    UKR: Статтю присвячено аналізу зміни вмісту сірки в системі «чавун-шлак» в технологічному ланцюгу виробництва сталі з подальшою розробкою технічних рішень та технологічних прийомів, спрямованих на виключення ресульфурації чавуну. Представлено результати виконаних розрахунків, що обґрунтовані на фактичних даних роботи металургійного комбінату «АрселорМіттал Кривий Ріг» (АМКР) з використанням методологічного підходу, які показали, що при зниженні в доменній печі вмісту сірки в чавуні з 0,055 % до 0,025 % витрата коксу збільшується на 39,5 кг/т, продуктивність доменної печі знижується на 4,9 %, витрата вапняку збільшується на 9,14 кг/т, витрата шихтових матеріалів на агломерат збільшується на 33,2 кг/т. При цьому питомі витрати на зниження вмісту сірки в чавуні в доменному виробництві становлять 3,8 $/т∙0,01%DS. Виконано точкове зондове сканування зразків ковшового шлаку, яке показало, що у шлаковій фазі поряд із системами типу CaO∙SiO2∙Al2O3 з різним співвідношенням компонентів, що містять 0,2–3,5 % сірки, виявлено системи типу CaxSiyAlz, що містять до 1 % сірки, а у «корольках» вміст сірки коливається не більш 0,1–0,85 % і у вигляді сульфідів типу (Fe, Mn)S, переважно MnS, причому у неметалевих включеннях «корольків» виявлено вміст сірки не більше 15–30 %. Показано, що через ресульфурацію чавуну в чавуновозних ковшах при випуску металу з доменних печей, не слід для оцінки вмісту сірки в чавуні, налитому у чавуновозні ковші, орієнтуватися на результати аналізу проб, відібраних на жолобах доменних печей. Показано, що для запобігання перебігу процесів переходу сірки зі шлаку в чавун рекомендується використовувати коригувальні добавки в шлак з матеріалів на основі СаО (у тому числі зернисті нефракціоновані відходи виробництва металургійного вапна в кількості 1,0–2,0 кг/т чавуну), що підвищують сульфідну ємність шлаку. Проведена у промислових умовах на меткомбінатах перевірка впливу коригувальних добавок у вигляді зернистих нефракціонованих відходів виробництва металургійного вапна, поданих на дно чавуновозних ковшів у кількості 1,0–2,0 кг/т чавуну, перед випуском чавуну з доменних печей показала, що приріст вмісту сірки в чавуні знизився у 1,5–2 рази.
  • Item
    Аналіз ефективності способів розкрою заготовок при виробництві дрібносортного прокату в стрижнях
    (Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2022) Кузьменко, Михайло Юрійович; Єгоров, Олександр Петрович; Рибальченко, Марія Олександрівна
    UKR: Метою роботи є аналіз ефективності способів розкрою заготовок на безперервних заготовочних станах (БЗС) при виробництві сортового металопрокату в стрижнях. Практично 100 % замовлень на дрібносортний прокат у стрижнях припадає на мірний прокат, у той час як реальний вихід мірного прокату з прокатного стана становить 95-98 %, а решта припадає на немірний прокат. На заключному етапі прокатного виробництва втрати металу виникають також через наднормативну технологічну обрізь під час розкрою прокату. Виникають економічні втрати, що пов'язані з реалізацією пачок немірних стрижнів за меншою вартістю. Аналіз численних досліджень та наукових публікацій дозволив сформулювати задачу винайдення таких стратегій та алгоритмів розкрою, що забезпечують мінімізацію обрізі готового прокату завдяки узгодженому керуванню безперервними заготовочними станами (БЗС) та безперервними дрібносортними станами (БДС). Показано, що на заключному етапі виробництва товарної продукції на безперервних прокатних станах виникають втрати металу за рахунок немірних залишків і наднормативної обрізі, яка виникає, з одного боку, внаслідок того, що довжина заготовки, яка подається на вхід прокатного стана не є кратною готовому мірному профілю, а з іншого – через особливості обладнання прокатних станів, що реалізують операції розкрою. В роботі показано, що вибір способів розкрою металопрокату є багатокритеріальною задачею. Проведено аналіз граничних відхилень геометричних розмірів заготовок та дрібносортного прокату. На основі проведених розрахунків показано, що одночасне забезпечення економічного критерію та критерію максимального виходу мірного стрижневого прокату можливе лише при виробництві арматурних профілів більших за No14, а при виробництві дрібніших профілів слід використовувати критерій максимального заповнення холодильника. Показано, що при виробництві дрібносортних профілів найбільш ефективним є спосіб розкрою прокату з обрубанням немірної частини. Отримані дані можуть використовуватися для побудови розкрійних планів при виробництві товарного металопрокату.
  • Item
    Дослідження лабораторного прокатного стана 150 як об'єкта автоматизації
    (Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2022) Зінченко, Михайло Дмитрович; Потап, Олег Юхимович
    UKR: Метою роботи є дослідження лабораторного прокатного стана 150 як об’єкта автоматизації для встановлення зв’язків між параметрами прокатки і розмірами прокату, а також реалізації системи автоматизованого регулювання товщини прокату (САР). Робота призначена для подальшого застосування в навчальному процесі для формування у студентів компетентностей щодо дослідження об’єктів автоматизації та синтезу САР. Навчання студентів за допомогою комп’ютерної техніки і пакетів моделювання технологічних процесів безумовно здійснило прогрес в навчанні, дозволило швидко досліджувати різни режими процесів і отримувати необхідні рішення проблем. Але відсутність досліджень реальних процесів з реальними датчиками і виконавчими механізмами і в умовах перешкод складає почуття легкості в дослідженнях і прийнятті рішень. Проведені експериментальні дослідження дозволили встановити залежності між товщиною готового прокату і силою прокатки, зміненням товщини підкату і зміненням міжвалкового зазору. Були визначені жорсткості кліті і прокату. Жорсткість кліті дорівнює 26801 Н/мм і значно вище жорсткості прокату. Показано, що лінія пластичної деформації прокату має суттєво нелінійний характер, жорсткості прокату змінюються в діапазоні 618 – 7093 Н/мм. Показано, що змінення міжвалкового зазору не забезпечує повної компенсації впливу змінення товщини підкату. Дослідження також показали, що для визначення необхідних параметрів достатньо мати обмежену кількість свинцевих зразків, що дозволяє застосовувати експериментальні дослідження в навчальному процесі. Проведені експериментальні дослідження визначили, що їх можливо провести в умовах виконання студентами лабораторних робіт, вони дозволяють отримати студентами необхідний досвід в дослідженні прокатного стану як об'єкту автоматизації і роботи системи регулювання товщини прокату.
  • Item
    Точність регулювання товщини прокату в умовах високочастотних збурень з урахуванням швидкодії натискних пристроїв
    (Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2022) Потап, Олег Юхимович; Іванічик, А. В.
    UKR: Ефективність AGC-систем регулювання товщини листового прокату на безперервних станах, де товщина підкату містить високочастотну складову, спричинену ексцентриситетом валків попередньої кліті, залежить від швидкодії гідравлічних натискних пристроїв (ГНП). Здійснене аналітичне обґрунтування функцій передачі AGC-системи за ексцентриситетом валків та за товщиною підкату з урахуванням реальної швидкодії ГНП. Аналітично визначені частотні характеристики AGC-системи. Доведено, що за наявної швидкодії ГНП в інтервалі притаманних холодній прокатці смуг частот обертання опорних валків (ω= 5 - 15 с-1) амплітудно-частотна характеристика AGC-системи є майже лінійною і залежно від сталої часу Т ГНП та відношення модуля жорсткості прокату МП до модуля жорсткості прокатної кліті МК змінюється в широких межах від А(5)=0,05 (при ω=5с-1; Т=0,01 с; МП/МК=1) до А(15)=0,48 (при ω=15с-1; Т=0,01 с; МП/МК=4). При цьому різнотовщинність на виході кліті відповідає вимогам до тонкого холоднокатаного прокату високій точності. Доведено, що в умовах регулювання товщини прокату за AGC-алгоритмом амплітуда спричинених ексцентриситетом валків коливань товщини прокату є меншою за амплітуду спричинених ексцентриситетом коливань міжвалкового зазору й зменшується зі зростанням частоти обертання валків та сталої часу ГНП за близьким до лінійного законом. Така лінійність створює підстави для застосування адаптивних алгоритмів визначення дійсної амплітуди коливань міжвалкового зазору в автоматизованих системах компенсації ексцентриситету валків.
  • Item
    Дослідження термічної підготовки ковшів
    (Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2022) Михайловський, Микола Володимирович; Шибакінський, Володимир Іванович; Бейцун, С. В.
    UKR: Метою роботи є розробка комп'ютерної моделі нагрівання ковша відкритим факелом на установці сушіння та високотемпературного розігріву для управління процесом термічної підготовки. Завдання управління установками сушіння та високотемпературного розігріву ковшів (УСВР) полягає у реалізації режимів їх роботи, що забезпечують отримання заданого температурного профілю шарів футерування сталерозливних при мінімальній витраті палива. Оскільки сучасні технічні засоби контролю не дозволяють отримувати релевантну інформацію про температурне поле футерування стінок і днища ковша, необхідно було створити прогнозуючу модель його розігріву відкритим факелом на УСВР. Як об'єкт дослідження обрано 68-тонний набивний сталерозливний ківш КС-68. За даними дослідження в ККЦ ПрАТ «Євраз – Дніпровський металургійний завод» здійснена оцінка форми та розмірів відкритого факелу. Цифровою фотокамерою фіксувався факел на виході пальника УСВР при витраті природного газу 50 м3/год, що відповідає штатному режиму сушіння та розігріва ковша. Для цілей моделювання отримана форма факела апроксимувалась двома усіченими конусами. Визначення параметрів конвективно-променистого теплообміну в системі «факел – кришка – стінка – днище ковша» проводилося з урахуванням температури факела, теплофізичних властивостей матеріалів футерування, а також коефіцієнтів опроміненості та ступеня чорноти поверхонь. Розрахунок температурного поля у футеруванні стінки та днища ковша проводився методом кінцевих елементів, реалізованим у пакеті ANSYS. На підставі моделювання отримано зміну температурного поля футерування ковша в ході його нагрівання на УСВР відкритим факелом протягом 6-ти годин, що відповідає чинній технології. Аналіз отриманої в результаті моделювання динаміки температурного поля футерування ковша свідчить про те, що при його нагріванні відкритим факелом на установці сушіння та високотемпературного розігріву не виникають термічні напруги, небезпечні з точки зору утворення тріщин у шарах вогнетривких матеріалів. Максимальний градієнт температури у стінці становить 10 °С/мм, а в днищі – 6 °С/мм. Встановлено, що робоча поверхня футерування прогрівається достатньо для уникнення термоудару при випуску сталі в ківш. Результати дослідження можуть бути корисними для оптимізації процесу термічної підготовки сталерозливних ковшів.
  • Item
    Розробка комплексу для дослідження систем управління на базі SCADA-системи та прикладного пакету візуального моделювання
    (Таврійський національний університет імені В.І. Вернадського, 2022) Рибальченко, Марія Олександрівна; Маначин, Іван Олександрович; Потап, Олег Юхимович; Шибакінський, Володимир Іванович
    UKR: Розробка АСУ сучасних технологічних процесів – складна і відповідальна задача, рішення якої проводиться в кілька етапів: від складання математичної моделі до проектування людино-машинного інтерфейсу. Комплекс, який би включав і математичну модель, і людино-машинний інтерфейс дозволив би виконувати імітаційне моделювання технологічного процесу в різних режимах роботи при впливах, що програмно формуються засобами людино-машинного інтерфейсу, а також зробити вибір найбільш зручних для користувача засобів візуалізації технологічного процесу і способів формування керуючих впливів. В статті розроблено комплекс для вивчення та дослідження системи управління технологічним процесом. Він дозволяє демонструвати основні можливості SCADA-систем; виконувати передачу даних з програмного пакета математичного моделювання в SCADA-систему і навпаки; оперативно обчислювати дані, що надійшли; працювати в режимі реального часу. В якості SCADA пакету обраний SCADA пакет Softlogic S3, який є українським продуктом (ТОВ «RTS-Ukraine») та має повну підтримку технології OPC. Як пакет візуального моделювання обраний Matlab / Simulink. Як OPC сервер обраний сервер OPC Matrikon. Розробка комплексу виконувалась для системи регулювання температури методичної печі. Використовуючи даний комплекс-тренажер, можна здобути навички щодо налаштування та підтримки АСУ різноманітних рівнів. Окрім того, система дозволяє вносити зміни не лише до регулятора, а і змінювати сам об’єкт, що суттєво розширює можливості. Оскільки система може працювати з моделлю, а не тільки з реальним об’єктом, систему можна використовувати для моделювання позаштатних ситуацій, і відповідно оцінювати дії оператора в даних ситуаціях.
  • Item
    Minimization of Dynamic Changes in the Tension of Long Products behind the Outlet Cage in Rolling Stock Production in Coils
    (Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine, 2022) Boyko, O.; Kuvaiev, Victor; Beshta, D.; Potap, Oleg; Matsiuk, S.
    ENG: Purpose. Justification of technical solutions as to the reduction of the amplitude and reduction of the dynamic change duration in the tension of the rolling stock at the exit of the output cage when moving to winding a new layer to an acceptable level in terms of its effect on the resulting profile of the rolled product through the control of the rotation frequency of an output cage. Methodology. The conducted research was based on a complex model of the process of rolled steel winding with a Garrett-type winder and the tension of rolled steel in the area of the exit cage-winder. To control the actual amount of tension at the output cage exit, it is suggested to use the amount of free deflection of the rolled steel directly behind the cage. The research was carried out by simulating the process of rolled steel winding according to the basic control scheme and control schemes that predict the influence on both drives, i.e. the winder drive and the output cage drive according to the actual value of tension, in various combinations with further analysis and comparison of the obtained results. Findings. It was established that the correction for the deviation of the actual rolling tension in the finishing cage-winder area from the specified value of the winding current of the winder electric drive does not eliminate rolling tension when switching to the next layer winding and the oscillating form of the transition process, which are characteristic of the basic rolling winding scheme. In turn, the correction of the rotation frequency of the output cage rolls drive reduces the amplitude of the roll tension jerk by almost half with a simultaneous reduction in the time of the transition process and readjustment when switching to a new layer winding. Originality. It has been shown for the first time that the introduction of the roll tension control circuit by correcting the high speed rolling mode of the output cage ensures minimization of dynamic changes in the rolled steel tension when switching to a new layer winding and reduces the probability of local tightening of rolled steel profile. Practical value. The use of the described technical solutions in the control system of the section of rolled products winding of the small-grade wire mill DSDS 250/1506 PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” ensures the improvement of the commercial proper ties of the winding of rolled products produced on the rolling mill.
  • Item
    Дослідження зміни вмісту сірки в чавуні і складу шлаку на технологічних переробах при підготовці чавуну до конвертерної плавки
    (Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2022) Шевченко, Анатолій Пилипович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Двоскін, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович; Чубін, Костянтин Іванович
    UKR: У статті проаналізовано зміну вмісту сірки в чавуні та складу шлаку в технологічному ланцюзі підготовці чавуну до конвертерної плавки. На підставі результатів проведених досліджень розроблено та рекомендовано технічні рішення та технологічні прийоми, спрямовані на виключення ресульфурації чавуну. Точкове зондове сканування зразків ковшового шлаку показало, що в шлаковій фазі поряд із системами типу CaO∙SiO2∙Al2O3 з різним співвідношенням компонентів, що містять 0,2–3,5 % сірки, виявлені системи типу CaxSiyAlz, що містять до 1 % сірки; у «корольках» вміст сірки коливається не більш 0,1 – 0,85 % і у вигляді сульфідів типу (Fe, Mn)S, переважно MnS, причому у неметалевих включеннях «корольків» виявлено вміст сірки не більш 15–30 %. Проведені дослідження складів сухих, розсипчастих і рідких склоподібних ковшових шлаків після десульфурації показали, що вони не змінюють фазовий склад, але на відміну від вихідних ковшових шлаків у шлаковій фазі таких шлаків переважно присутні системи типу CaOSiO2Al2O3MgO, збагачені оксидами магнію з перемінним співвідношенням компонентів. При цьому сірка у шлаковій фазі сухих шлаків знаходиться в основному у вигляді комплексів (Сa, Mn, Mg, Al, Si)S, а у шлаковій фазі рідких шлаків в основному у вигляді MnS і рідше у вигляді комплексів (Сa, Mn)S. За результатами проведених промислових експериментів на низці підприємств України та Китаю було встановлено, що для обмеження приходу сірки до конвертерної сталі зі шлаком на рівні ≤0,002 %, залишок ковшового шлаку після десульфурації не повинен перевищувати 0,5 – 0,7 кг/т чавуну.
  • Item
    Оценка показателей процессов ковшевой десульфурации чугуна c применением различных реагентов и их промышленная проверка
    (ООО «ТЕРМАЛ ЭНД МЕТИРИАЛ ЭНЖИНИРИНГ СЕНТЕР», 2021) Шевченко, Анатолий Филиппович; Маначин, Иван Александрович; Двоскин, Борис Вульфович; Башмаков, Александр Михайлович; Вергун, Александр Сергеевич; Кисляков, Владимир Геннадиевич; Шевченко, Сергей Анатольевич
    RUS: Цель. Для объективной технико-экономической оценки 3-х технологий десульфурации чугуна был выполнен комплекс всесторонних исследований показателей внепечной обработки чугуна в одинаковых и равноценных условиях рафинирования по 2-м группам ковшей - с массой чугуна 80-120 т и более 200 т (большегрузные ковши). Результаты. Показано, что одним из основных параметров и показателей является расход реагента, определяющий все основные показатели процесса. Сравнительный анализ показателей таблицы 1 свидетельствует также о том, что при KR-процессе увеличение массы чугуна в ковше снижает эффективность десульфурации, так как переход от ковши с массой чугуна 80 и 100 т к большим ковшим (260 т) сопровождается уменьшением удельной степени десульфурации. удаление увеличивает расход реагента на единицу удаленной серы. Значительные удельные расходы реагентов (вплоть до 8-17 кг/т чугуна) и длительность перемешивания (вплоть до 8-20 мин), а также цикла – до 25-68 мин, что обуславливает ощутимые потери температуры чугуна – в среднем 40-42 °С, а в ряде режимах десульфурации – вплоть до 92-128 °С. Обусловлено это тем, что с увеличением массы чугуна ухудшаются массообменные процессы между шлаком и жидким чугуном ковша. Наибольший удельный расход реагентов в KR-процессе определил в результате наибольшие затраты при реализации этого процесса. Наименьшие удельные издержки при моноинжекции магния обуславливают наименьшие издержки при промышленном освоении этого процесса. Фактические показатели промышленных продувок свидетельствуют об о. что моноинжекция зернистого магния характеризуется наименьшими затратами реагентов – в среднем 0,42-0,55 кг/т чугуна, наименьшей продолжительностью операции десульфурации – в среднем 5,5-7,7 мин и в то же время обеспечением вплоть до супер глубокой дсульфурации чугуна – до 0,0003-0,001 %, степенью десульфурации – до 99 %, высокой интенсивностью удаления серы - в среднем 12-14,4 %/мин., высокой степенью усвоения реагента – в среднем 75-92 %. Научная новизна. Представлены номограммы для определения и прогнозирования удельных затрат различных реагентов в различных процессах и ковшах в зависимости от исходного переменного содержания серы в чугуне и заданного ее конечного значения. Практическая ценность. Представленные фактические данные по технологии применены KR-процессы (СаО+СаF2), коинжекции извести с магнием (СаО+Mg) и моноинжекции зернистого магния по украинской технологии вдувания. Расходы при десульфурации процессами KR – коинжекция – моноинжекция находятся в соотношении 3:2:1. Обосновано преимущество инжекционных процессов десульфурации чугуна.
  • Item
    Implications of University-Business Cooperation for Higher Education in a Time of Cybernetics: Emerging Trends and Dilemmas
    (Odesa National University of Technology, Ukraine, 2021) Tarasevich, I. G.; Tarasevich, A.
    ENG: Universities and business collaborate for their own ends that do not necessarily match. While the industry is always profit-driven and practice-oriented with primarily short-term goals in mind, the university focuses on strategic planning, theory development, and long-term goals. University-business collaboration (UBC) has diverse modes or activities among which the most common are: 1) research and development (R&D); 2) mobility of academic staff; 3) student mobility; 4) curriculum development and delivery; 5) lifelong learning. While the focus of UBC is on conducting practice-oriented research, each university and enterprise have their own unique combinations of activities that reflect their goals and needs. All the five collaborative research activities demonstrate different effects with UBC drivers, barriers, and organizational characteristics that are further explored in the article. Similar to automation, higher education is in many ways a stochastic adaptive control system, the behaviour of which depends on parameters with unknown values. The system has to perform in order to collect specific values of these parameters. The values are crucial as, once collected, they can be used to alter the system’s performance. Following this logic, we consider the five modes specified above as key UBC parameters, put in their emerging trends as parameters’ values, and consider emerging dilemmas and implications for higher education. The key challenge nowadays is around the adaptability of higher education. More than ever before, educators around the world grapple with the idea of whether and how adaptive the modern university should be to the business world needs in the context of global automation. This article is our attempt to add to a meaningful debate around this topic.
  • Item
    Coefficient of Local Loss of Mechanical Energy of the Flow for a Mixture of Charge Materials
    (Dnipro University of Technology, 2021) Selegej, Andriy Mikolayovich; Ivaschenko, Valeriy; Golovko, Vjacheslav Iljich; Kiriya, R.; Kvasova, Luydmila Sergijvna
    ENG: Purpose. To determine the dependence of the coefficient of local losses of mechanical energy of flow of a twocomponent mixture of charge material on its depth, content of components, and average equivalent diameter of particles in the case of their freedispersed motion. Methodology. The value of the coefficient of local losses of mechanical energy was determined by the value of the hydraulic resistance of the fluid during its movement in open channels and pipes. In this paper, methods were used of comparative analysis, mathematical modeling and forecasting of dynamic processes in the flow of granular material. findings. Based on the results of theoretical studies, a mathematical model was obtained, the use of which allows calculating the coefficient of local losses of mechanical energy for the flow of a twocomponent mixture of charge materials with agglomerate particle sizes from 15 to 50 mm, pellets from 6 to 12 mm, coke from 10 to 60 mm. The developed model with satisfactory accuracy makes it possible to evaluate the movement of the charge from the indicated materials along the paths of the charging devices of blast furnaces at a speed in the range from 1.5 to 20 m/s and to determine the trajectories of the mixture of charge materials on the top with an accuracy of 0.2 m. It is noted that the calculation of the above coefficient by the known techniques is not accurate enough, which is associated with the uncertainty in the choice of a single average equivalent diameter of the particles of the two component charge. Comparative analysis of the developed model with the known models and experimental data indicates that the accuracy of calculating the dynamic parameters of a twocomponent flow of charge materials using the developed model increases by 5–10 % in comparison with calculations using the previously known models. Originality. For the first time, regularities of changes in the coefficient of internal mechanical losses of a twocomponent flow of charge materials from its depth, content of components, average equivalent particle diameters when moving along the paths of charging devices of blast furnaces have been established. practical value. Mathematical dependencies have been developed and can be used to determine the technological parameters of the charge of a modern blast furnace with different characteristics of the granulometry of the charge and the ratios of its components. This will increase the accuracy of predicting the course of the process under consideration, the degree of automation of the control systems for the technological process of the charge supply of blast furnaces, will make it possible to use expensive charge materials more efficiently, reduce energy consumption and reduce the harmful impact on the environment.
  • Item
    Модернізація лабораторного прокатного стана 150 для формування у студентів навичок дослідження об'єкта автоматизації
    (НМетАУ, Дніпро, 2021) Зінченко, Михайло Дмитрович; Потап, Олег Юхимович; Рибальченко, Марія Олександрівна; Маначин, Іван Олександрович
    UKR: Дослідження роботи автоматизованих систем управління з застосуванням компьютерів в значної мірі дозволяє скоротіти час, але не дає повного представлення роботи системи на реальному об’екті. Тому застосування реальних об’єктів для дослідження систем управління в навчальному процесі є доцільним і корисним. Метою дослідження є модернізація лабораторного прокатного стана 150, призначеного для про-катки свинцю, олова та пластиліну, і оснащення його датчиками і виконавчими механізмами. В роботі виконано заміну ручного натискного пристрою прокатної кліті автоматизованим, для чого додатково встановлений черв’ячний редуктор, що дозволило збільшити загальне передатне число до 94,5. Переміщення натискних гвинтів здійснюється від двигуна змінного струму, який управляється за допомогою панелі оператору DOP-103BQ і частотного перетворювача MS-300 з вбудованим ПЛК. Як датчик переміщення застосували фотоімпульсний датчик ПДФ-3. Встановлене обладнання та розроблене програмне забезпечення для панелі оператора і ПЛК забезпечилі високу точність встановлення натискних гвинтів в задане положення. Додаткове було розроблено програмне забезпечення для вимірювання енергосилових параметрів процеса прокатки: сили прокатки і електричних параметрів двигуна постійного струму привода прокатної кліті. Вимірюівання енергосилових параметрів і розмірів прокату до и після прокатки дозволило визначити жорсткисть кліті і прокату, що необхідно для розрахування коефіцієнтів передачи автоматизованої системи настройки прокатної кліті.
  • Item
    A Model to Control the Formation of Multi-Component Charge Portions on a Blast Furnace Conveyor
    (National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine, 2020) Rybalchenko, Maria Alexandrovna; Selegej, Andriy Mikolayovich; Golovko, Vjacheslav Iljich; Selegej, S. M.; Mirgorodskaya, O. S.
    ENG: Introduction. Bell-less tops used in the charging area give significantly wider opportunities for regulating and distributing the charge material along the furnace top radius. Moreover, it becomes feasible to develop the methods for gas flow control and these methods shall differ from the conventional ones. One of such methods is introduction of multi-component portions of the charge with a technology based component ratio. Problem Statement. The bell-less top charging device is not designed for that type of portioning when the charge material mixing is accompanied with a simultaneous shift of one component with respect to other one for a certain set value, while charging. These portions can be formed with the use of computer-aided stock-conveying system, while discharging the material from weighing hoppers into the blast furnace conveyor. Purpose. This research aims at the development of the structure, the functioning algorithms and the mathematical model for the system to control the formation of multi-component mixed charge batches in order to increase the blast furnace productivity and to reduce the specific coke consumption. Materials and Methods. In this research, the methods of automatic control theory and artificial intellect for the synthesis of weight neuro-fuzzy controllers within the automatic control system of charge dosage have been used. The developed system designed to control multi-component charge portioning via PC has been tested by means of simulation modelling methods. Results. There has been developed an algorithm for operating the system for controlling the multi-component mixed charge preparation on the conveyor, given the arrangement of the specified components, their ratios in portions, total volumetric productivity of the conveyor, the variable geometry of the unloaded material, in the connection with the on-line information on the mixing process. The feasibility of the system has been verified by its simulation with the use of standard application tools. Conclusions. It has been established that the designed control system allows the formation of mixed portions of any composition defined by an operator at a given maximum output of the conveyor and prevents its overload in terms of mass or volume.