Аналіз моделей процесів позаагрегатного оброблення чавуну
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро
Abstract
UKR: Метою роботи є виконання узагальнюючого аналізу досліджень щодо моделювання процесів позапічної обробки чавуну. Математичні моделі класифіковані відповідно до основних принципів моделювання. Приведено опис різних моделей, які будуються на різних засадах в залежності від їх типу та відмінності між ними. Проведено більш детальний аналіз деяких фундаментальних моделей та виразів, які були отримані при їх побудові. Наведено приклад моделей, що побудовані по експериментальним даним. Моделі нейронних мереж складаються зі штучних нейронів, які з’єднані один з одним за допомогою сполучних ваг, тобто параметрів моделі, у вигляді шарів. Нейрони – це набір математичних функцій, які модифікують вхідні дані для отримання оцінки бажаного результату. Велика кількість мережевих параметрів робить навчання нейронної мережі пов’язана обтяжливим обчислювальним процесом. Велика кількість мережевих зв’язкових ваг, які необхідно оптимізувати, при навчанні таких моделей зазвичай потребує велику кількість вхідних даних. Приведені вітчизняні досягнення в побудові математичних моделей процесу позапічної обробки чавуну. Описані принципи створення інтегрованої бази даних, що узагальнює інформацію про параметри самих різних технологій знесірнення чавуну, яка включає розроблений системний блок інформаційно-пошукової системи; розроблена концепція експертної системи прийняття рішень з управління технологічними процесами та вибір раціональної технології позапічної десульфурації чавуну; описаний варіант розробленого інформаційно-математичного забезпечення експертної системи модулем позапічної обробки чавуну зернистим магнієм та коінжекцією магнію і вапна; приведені отримані емпіричні рівняння для визначення кінцевого вмісту сірки у розплаві чавуну, а також вираз для оцінки питомої витрати металевого магнію в реагенті. Описані моделі, які присвячені чисельному та фізичному моделюванню явищ, які виникають у ковші під час інжектування, а також вивченню закономірностей газопорошкового потоку.
ENG: The aim of this paper is to perform a generalized analysis of studies on modeling the processes of out-of-furnace treatment of cast iron. Mathematical models are classified according to the basic principles of modeling. A description of different models based on different principles is given, depending on their type and the differences between them. A more detailed analysis of some of the fundamental models and expressions obtained in their construction is carried out. An example of models built on experimental data is given. Neural network models consist of artificial neurons that are connected to each other by means of connecting weights, i.e., model parameters, in the form of layers. Neurons are a set of mathematical functions that modify the input data to obtain an estimate of the desired result. A large number of network parameters makes training a neural network a cumbersome computational process. The large number of network connection weights that need to be optimized when training such models usually requires a large amount of input data. The paper presents domestic achievements in the construction of mathematical models of the out-of-furnace iron treatment process. The principles of creating an integrated database that summarizes information on the parameters of various technologies for desulphurization of cast iron, including the developed system unit of the information retrieval system, are described; the concept of an expert system for making decisions on process control and selection of a rational technology for out-of-furnace desulphurization of cast iron is developed; the variant of the developed information and mathematical support of the expert system with the module for out-of-furnace treatment of cast iron with granular magnesium and coinjection of magnesium and lime is described; the results of the study are presented. The paper describes the models devoted to numerical and physical modeling of the phenomena that occur in the ladle during injection, as well as to the study of the regularities of the gas-powder flow.
ENG: The aim of this paper is to perform a generalized analysis of studies on modeling the processes of out-of-furnace treatment of cast iron. Mathematical models are classified according to the basic principles of modeling. A description of different models based on different principles is given, depending on their type and the differences between them. A more detailed analysis of some of the fundamental models and expressions obtained in their construction is carried out. An example of models built on experimental data is given. Neural network models consist of artificial neurons that are connected to each other by means of connecting weights, i.e., model parameters, in the form of layers. Neurons are a set of mathematical functions that modify the input data to obtain an estimate of the desired result. A large number of network parameters makes training a neural network a cumbersome computational process. The large number of network connection weights that need to be optimized when training such models usually requires a large amount of input data. The paper presents domestic achievements in the construction of mathematical models of the out-of-furnace iron treatment process. The principles of creating an integrated database that summarizes information on the parameters of various technologies for desulphurization of cast iron, including the developed system unit of the information retrieval system, are described; the concept of an expert system for making decisions on process control and selection of a rational technology for out-of-furnace desulphurization of cast iron is developed; the variant of the developed information and mathematical support of the expert system with the module for out-of-furnace treatment of cast iron with granular magnesium and coinjection of magnesium and lime is described; the results of the study are presented. The paper describes the models devoted to numerical and physical modeling of the phenomena that occur in the ladle during injection, as well as to the study of the regularities of the gas-powder flow.
Description
В. Кисляков: ORCID 0000-0002-1775-5050; Д. Тогобицька: ORCID 0000-0001-6413-4823; Л. Молчанов: ORCID 0000-0001-6139-5956; В. Єлісєєв: ORCID 0000-0003-4999-8142;
Keywords
десульфурація, чавун, модель, класифікація, аналіз, desulfurization, cast iron, model, classification, analysis, КАВП
Citation
Кисляков В. Г., Тогобицька Д. М., Молчанов Л. С., Єлісєєв В. І., Ліхачов Ю. М. Аналіз моделей процесів позаагрегатного оброблення чавуну. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. Дніпро, 2023. № 37. С. 184–200. DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-184-200.