Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Технічні науки / Автоматизація технологічних процесів


Шарбатіан Мохаммад Джавад. Розробка математичної моделі і системи керування процесом шлакоутворення у ванні конвертера : Дис... канд. наук: 05.13.07 - 2006.



Анотація до роботи:

Шарбатіан М.Д. Розробка математичної моделі і системи керування процесом шлакоутворення у ванні конвертера. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 - автоматизація технологічних процесів. - ДП «Науково-виробнича корпорація “Київський інститут автоматики”», Київ, 2006.

Дисертація присвячена питанням удосконалення АСК ТП конвертерної плавки шляхом розробки математичних моделей, алгоритмів, способів і засобів контролю параметрів шлакоутворення. Розроблено критерій оптимізації процесу виведення сірки, що включає виведення її у ковші з чавуном перед плавкою, під час продувки, додувки в конвертері й обробки металу в агрегаті доведення сталі, отримані співвідношення між окремими керуючими параметрами і ходом процесу шлакоутворення. У відповідності з критерієм одержані математичні моделі керування виробництвом конвертерної сталі. Наведені результати досліджень процесу шлакоутворення, визначені параметри контролю і керування. Розроблена система керування шлакоутворенням в конвертері. Розроблені моделі й алгоритми пройшли промислове опробування за даними конвертерного цеху ВАТ «МК “Азовсталь”».

1. Дослідження параметрів, що впливають на процес шлакоутворення, дозволили встановити:

- збільшення кількості кисню, що витрачається на шлакоутворення, у присутності поверхнево активних речовин;

- зв’язок неконтрольованих збурюючих діянь з основністю шлаку, врахування яких в рівняннях статики і динаміки дозволяє збільшити частку плавок, що випускаються з першої повалки на 7 %;

- підвищення положення фурми над рівнем спокійної ванни приводить до збільшення окисленості і основності (змінюють кількість шлакоутворюючих - вапна, плавневого шпату), до зниження масових часток мангану в металі і оксиду магнію в шлаку (змінюють кількість розкислювачів і вогнетривів);

- підвищення питомої витрати кисню приводить до зниження окисленості, основності і масової частки оксиду магнію в шлаку і до збільшення масової частки мангану в металі;

- зміщення моменту введення вапна від початку продувки екстремально впливає на основність шлаку і збільшує масову частку оксиду магнію, зміщення моменту введення вапняку зменшує основність і збільшує масову частку оксиду магнію, зміщення моменту введення плавневого шпату від початку продувки збільшує основність і зменшує масову частку оксиду магнію в шлаку.

2. Розроблені методи контролю режиму шлакоутворення, що засновані на:

- характеристиках пограничних шарів футерівки (застосування дозволило збільшити кількість контрольованих плавок, зменшити число плавок, що супроводжуються викидами, знизити витрати шлакоутворюючих і вогнетривів);

- пульсаційних параметрах газу, що відходить (суттєво розширило сферу застосування інформації про газову фазу, зокрема дозволило здійснити безперервний контроль рівня ванни);

- силах, що діють на кисневу фурму в процесі продувки, які вимірюються за зміною реакції опор (дозволило здійснити контроль рівня ванни).

3. Запропоновано і досліджено новий підхід до побудови моделі керування шлакоутворенням у конвертері, який базується на системному розгляді процесів перед і при продувці, додувці і в агрегаті доведення сталі. Розроблено цільову функцію критерію оптимізації процесу виведення сірки, отримані співвідношення між окремими керуючими діяннями і ходом процесу виведення сірки. Керування за цим критерієм дозволить знизити питому собівартість сталі в середньому на 0,9 %.

4. Удосконалено підхід до побудування математичної моделі шлакоутворення, що заснований на сукупному застосуванні детермінованих, імовірних та евристичних методів з наступною ідентифікацією моделі в процесі експлуатації за плавками позитивного досвіду. З використанням цього підходу розроблені:

- статична модель керування, що включає розрахунок маси і режиму введення охолоджуючих і шлакоутворюючих матеріалів;

- динамічна модель керування, що включає розрахунок параметрів режиму дуття, а також коректуючих присадок шлакоутворюючих матеріалів за безперервною інформацією про шлакоутворення в ванні конвертера;

- модель доводки плавки в конвертері, що передбачає розрахунок параметрів режиму дуття, охолоджуючих і шлакоутворюючих матеріалів для видалення небажаних домішок;

- модель доводки плавки в ковші, що передбачає розрахунок маси модифікаторів (для доводки за манганом і силіцієм) і навуглецювателя, ТШС, що забезпечує отримання шлаку потрібної основності і видалення надлишкової сірки, порошкової проволоки, яка містить кальцій, необхідної для утворення рідких алюмінатів, а також охолоджуючих матеріалів - при необхідності охолодити плавку.

5. Розроблені моделі і алгоритми пройшли промислове опробування за даними конвертерного цеху ВАТ «МК “Азовсталь”» і передані НВП “КІА”. Промислова експлуатація АСК ТП, що реалізує розроблені моделі і алгоритми, дозволить суттєво покращити якість управління і ТЕП процесу: скоротити тривалість продувки на 1,5 хв, вигар заліза на 0,5 %, брак до 1 %; підвищити стійкість футерівки конвертерів, що зменшить витрату вогнетривів на 3 %; знизити витрату феросплавів на 25 кг на плавку; збільшити частку контрольованих плавок на 10 %, а частку плавок, що випускаються без корекції, на 18 %.

Публікації автора:

1. Богушевский В.С., Грабовский Г.Г., Шарбатиан М.Д. Управление процессом удаления серы в конвертере//Металл и литье Украины. - 2004. - № 6. -С. 10 - 20.

2. Богушевский В.С., Шарбатиан М.Д. Математическая модель управления процессом шлакообразования//Автоматизація виробничих процесів. - 2004. - №1(18). - С. 116 - 121.

3. Управление процессом шлакообразования в ванне конвертера/В.С.Богу-

шевский, Г.Г.Грабовский, Н.С.Церковницкий, М.Д.Шарбатиан//Металл и литье Украины. - 2005. - № 3 - 4. - С. 36 - 37.

4. Богушевський В.С., Шарбатіан М.Д. Контроль шлакоутворення у ванні конвертера//Наукові вісті НТУУ “КПІ”. - 2005. - №5. - С. 32 - 38.

5. Компьютерная модель расчета шихтовки и продувки конвертерной плавки/В.С.Богушевский, Г.Г.Грабовский, В.М.Михайлов, Н.С.Церковницкий, М.Д.Шарбатиан//Сталь. - 2006. - № 1. - С. 18 - 21.

6. Богушевский В.С., Шарбатиан М.Д. Модель управления процессом шлакообразования//Матеріали міжнародної НТК “Інтелектуальні системи прийняття рішень та інформаційні технології”: Чернівці, 19 - 21 травня 2004: Чернівецький державний університет, 2004. - С. 188.

7. Богушевский В.С., Шарбатиан М.Д., Миски-Оглу А.Г. Влияние режима ввода присадок на процесс шлакообразования в конвертере//Материалы международной НТК “Современные проблемы теории и практики производства качественной стали”: Мариуполь, 8 - 10 сентября 2004: Мариупольский государственный технический университет, 2004. - С. 113 - 115.

8. Богушевский В.С., Шарбатиан М.Д. Влияние параметров дутьевого режима на процесс шлакообразования в конвертере//Материалы международной НТК “Прогрессивные технологии в металлургии стали”: Донецк, 21 - 23 сентября 2004: Донецкий национальный технический университет, 2004. - С. 43.

9. Богушевский В.С., Грабовский Г.Г. Шарбатиан М.Д. Модель доводки конвертерной плавки// Матеріали 12-ї міжнародної конференції з автоматичного управління “Автоматика-2005”: Харків, 28 травня - 2 червня 2005: Харківський національний технічний університет, 2005. - Т.2. - С. 16.