Диссертация (Создание и внедрение энергоэффективных дуговых и шлаковых электропечных комплексов с использованием постоянного тока и тока пониженной частоты), страница 3

Эффективность использования введенной в печь энергии и качественные показатели плавки повышаются при МГД перемешивании полем рабочеготока, что обеспечивается на постоянном токе конструкцией и режимом нижнеготокоподвода, а при токе пониженной частоты выбором частоты в диапазоне 0,1– 10 Гц.5. Создание каналов контроля и регулирования распределения энергетических потоков в зонах и между зонами рабочего пространства печей позволяетсоздать параметрически и структурно адаптируемые ЭППП.6. Показано, что в классе ДППТ высокими показателями обладают комплексы с одним сводовым, двумя и более подовыми электродами, подключенными к выпрямителю с каскадно включенными тиристорными группами (впечных комплексах большой емкости) и к наиболее экономичному источникупитания с ИМПТ (при средней и малой емкости), позволяющие проводить расплавление шихты при постоянной максимальной мощности и обладающему постоянным высоким коэффициентом мощности при глубоком регулировании рабочего напряжения.7.

Показано, что в классе РТПТ предпочтительна схема питания печи спроводящей подиной, характеризующаяся наиболее высоким активным сопротивлением ванны, причем в многоэлектродных печах сближение сводовыхэлектродов приводит к повышению активного сопротивления ванны, а токимежэлектродной проводимости отсутствуют.8. Показано, что в классе ЭШПНЧ при выплавке крупных заготовок преимущество имеет бифилярная схема подключения расходуемых электродов кИПЧ, которая содержит дополнительный источник, обеспечивающий выравнивание скорости плавления электродов и адаптивную структуру распределениямощности в шлаковой ванне.Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы обсуждены на:16- Международной конф. «Идентификация систем и задач управления» (г.Москва, 2000 г.);- Международной научно-практич. конф. «Электротехнологии ХХI века (Элтех2001). Современные проблемы и достижения в области электротехнологий вХХI веке» (г. Санкт-Петербург, 2001 г.);- II Международной научно-практич. конф. «Металлургия легких металлов.Проблемы и перспективы» (г. Москва, 2006 г.);- Всероссийских научно-технич.

конф. с междунар. участием (г. СанктПетербург): «Электротермия-2006. Руднотермические печи (конструкции, исследование и оптимизация технологических процессов, моделирование)»«Электротермия-2008», «Электротермия-2010. Проблемы рудной и химическойэлектротермии»; «Электротермия-2012. Актуальные проблемы рудной и химической электротермии»,- Seminar «Elektroprozesstechnik» 06. - 07. September 2012. TECHNISCHE UNIVERSITÄT ILMENAU;- VIII-ой Междунар. конф. «Кремний-2011» (г. Москва, 2011);- Науч.- практич.

конф. с междунар. участием. «Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий. АПЭЭТ-2011» (г. Екатеринбург, 2011).- XVII congress. Energy efficient, economically sound, ecologically respectful, educationally enforced electrotechnologies. 21-25 may, 2012, St. Petersburg;- Technische Universitat Ilmenau, Fachgebiet Elektrowärme Workshop, Elektroprozesstechnik, 06-07 September 2012, Seminar- und Ferienhaus «Zur Talsperre», An der Talsperre 1 D-98693 ILMENAU – Ortsteil Heyda, Tagungsband;- XII Международном конгрессе сталеплавильщиков, 22-26 октября 2012 г., г.Выкса;- Шестой междунар. конф. «Металлургия-ИНТЕКЭКО-2013» (г. Москва, 2013);- The thirteenth international ferroalloys congress INFACON XIII (Kazakhstan, Almaty. June 9-12.

2013);- ХV междунар. науч. конф. «Современные проблемы электрометаллургии стали» (24-27 сентября 2013 г. ЮУрГУ). Челябинск, 2013;17- Науч.- практич. конф. с междунар. участием. Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР, Екатеринбург, 1 - 4 октября 2013 г. Екатеринбург.

ИМЕТУрО РАН, 2013.- Х конференции по актуальным проблемам физики, металловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе«Кремний-2014», Иркутск: Инст. геохимии СО РАН, 2014.Работа обсуждалась на заседаниях каф. ФЭМАЭК и АЭТУС НИУ «МЭИ»в 2011 и 2013 гг.Результаты работы реализованы при создании и внедрении в эксплуатацию на российских и зарубежных предприятиях электропечей: РТП с ИПЧмощностью 1,2 МВА для выплавки карбида кальция и ферросплавов и мощностью 24 МВА для выплавки ферросилиция; РТПТ мощностью 6,4 МВт с тиристорным реверсивным выпрямителем для выплавки кремния и мощностью 0,6МВт с ИМПТ, для обеднения шлаков; ДППТ емкостью 0,3 и 1,5 т для плавкиалюминия; универсальной ДППТ мощностью 0,14 МВт для исследовательскихцелей; ДППТ постоянного тока емкостью 3 т для чугуна; комплексы с тиристорными выпрямителями для выплавки стали: двух ДППТ емкостью 12 т идвух ДППТ емкостью 15 т, ДППТ емкостью 2 т с ИМПТ; ЭШПНЧ для выплавки полых и сплошных заготовок диаметром до 280 мм (опытной установки) идиаметром до 2000 мм (промышленной установки).

Полученные в работе результаты реализованы при выполнении задания по государственным контактам№ 9411.0810200.05.ВОЗ от 14.10.2009 г., № 10411.0810200.05.ВО1 от29.03.2010 г., № 11411.0810200.05.ВО2 от 18.04.2011 на создание и внедрениеэлектрошлаковых печей, питаемых током частоты 0,1-10 Гц от тиристорныхпреобразователей, что позволило получить высококачественные трубные заготовки, при низком удельном расходе электроэнергии. В результате реализацииработы усовершенствован ряд электротехнологических процессов рудной электротермии, электродуговой плавки черных и цветных металлов, утилизации18техногенных отходов, электрошлакового переплава расходуемых электродов,что обеспечивает экономию энергии и сырья, снижение экологической нагрузки печей на окружающую среду.Публикации. По теме диссертации опубликовано 67 печатных работ, втом числе 26 публикаций в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАКРФ, а также 14 патентов на изобретения.Личный вклад автора.

Основные научные результаты получены личноавтором и опубликованы им в работах [113, 114], приведенных в списке литературы. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежат: постановказадач и методические разработки, анализ и интерпретация полученных результатов исследований, а также разработка на их основе технических решений.Разработка математических моделей и алгоритмов выполнялась коллективно снепосредственным участием автора при постановке задач, отладке моделей ианализе результатов моделирования. Внедрение результатов исследований,включая разработку основных технических решений по электропечным установкам, выполнение расчетов по разработанным автором методикам, экспериментальные исследования осуществлялось коллективно под научным руководством и при определяющем участии автора.Исследование распределения мощности в слабопроводящем слое РТП выполнено с использованием математической модели, разработанной В.А.

Тарасовым. Ряд выполненных исследований проведен с использованием математических моделей, разработанных в соавторстве: дуги постоянного и переменноготока – с М. М. Крутянским, процесса плавления шихты в ДСП – с Е. А. Венявкиной и А. В. Колушовым, МГД перемешивания жидкой металлической ванны– с С.

А. Смирновым и В. В. Калаевым. Автором выполнены: постановка задачисследований, определение начальных и граничных условий и интерфейса моделей, анализ полученных при моделировании результатов и их сопоставлениес экспериментальными данными, разработка выводов, методических и практических рекомендаций по использованию результатов моделирования.19При создании печных комплексов с ИМПТ, выполненных совместно с И.С.

Нехаминым, автор разработал концепцию построения подобных установок,алгоритм согласованного управления мощностью выпрямителя и электрического режима печей.Методические разработки выполнены автором самостоятельно. Полученные в диссертации результаты и методические разработки под научным руководством автора внедрены в промышленность усилиями специалистов ВНИИЭТО, ООО «НПФ КОМТЕРМ», проектных организаций и предприятий потребителей. В печатных работах, опубликованных в соавторстве, диссертантсформулировал постановки задач и разработал подходы к их решению, выполнил научное руководство при проведении теоретических и экспериментальныхисследований.Собственно технологические процессы в печах названных типов, включаяэлектролизные эффекты, являются самостоятельной областью и не входят вчисло вопросов, рассматриваемых в диссертации.