Отзыв ведущей организации (Создание и внедрение энергоэффективных дуговых и шлаковых электропечных комплексов с использованием постоянного тока и тока пониженной частоты)

М П 11 О 1» Р 11 Я У К Н Р О С' Г И Н Ф еввв плнктв гостдкрстввннов пвтонсмнов оврпвовптвльнов тчпвтклвнив МИСНС высшвоппоевссионаънокоовпптовчея отзыв ведущей организации на диссертацию Нехамина Сергея Марковича на тему: «Создание и внедрение энергоэффективных дуговых н шлаковых электропечных комплексов с использованием постоянного тока и тока пониженной частоты», представленную на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.09.10 — «Электротехнология» Представленная диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литературы из 269 наименований и приложений. Объем работы составляет 322 страницы основного текста, 105 рисунков, 12 таблиц и приложения на 29 страницах. Автореферат диссертации содержит 40 страниц.

Актуальность темы диссертации определяется высокой востребованностью в промышленности энергоэффективных ресурсосберегающих элек- тром еталлургичее к их комплексов, использующих новые возможности, связанные с использованием постоянного тока и тока пониженной частоты. Рассмотренные в диссертационной работе классы электродных плавильных электропечей: дуговые сталеплавильные, руднотермические и электрошлаковые являются наиболее мощными и массовыми электрометаллургическими агрегатами, совершенствование которых в значительной степени определяет качественный уровень современных металлургических производств.

Предложенный автором комплексный подход к развитию данного направления, связанный с эффективным использованием в металлургии современных достижений преобразовательной техники, позволяет актуализировать задачи создания конкурентоспособных отечественных плавильных электропечей и «НАЦИОНЯЛЬНЫИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ еМИСиса (НИТУ еМИСиса1 119049, Москва, Ленинский проспект, 4 Теп. 955-00-32; Факс: 236-21-05 ывк/ь~.певи,н Е-пта10 690ЖВ466919Ф49 ОКПО 02066500 ОГРН 1027739439749 ИНН/КПП 7706019535т 770601001 ЕРЖДАЮ: нноввнинм «МИСнС», Р.

Филонов рель 2015 г подготовки инженерных кадров для новой динамично развивающейся области электротехнологии. С учетом вышеизложенного тема диссертации является актуальной. Автором диссертационной работе получены следующие, наиболее значимые, новые научные результаты: 1. Выполненная систематизация энергетической структуры плавильных электродных электропечных комплексов, в которые входят полупроводниковые преобразователи, позволила предложить их классификацию. Выделены три внутрипечных зоны диэлектрическая дуга, низкоэлектропроводные и высокоэлектропроводные материалы) и четвертая внепечная зона — система питания.

В качестве критерия классификации принято соотношение между мощностью дугового разряда и мощностью резистивного нагрева в зоне низкоэлектропроводных материалов. 2. Определено, что для печей с преобладанием мощности дугового разряда наиболее эффективно использование постоянного тока, а для питания электродных печей, в которых преобладает резистивный нагрев материалов, предпочтительно применение тока пониженной частоты 0,1 — 10 Гц; 3. Определено влияние структуры внешних по отношению к печи потоков энергии на тепловые процессы внутри электродных печей при питании их током пониженной частоты и постоянным током, которое предложено использовать для адаптации структуры внутрипечных энергетических потоков к изменяющимся условиям плавки.

4. Разработана методическая основа теоретических исследований энергетических процессов в печах с полупроводниковыми источниками питания в виде системы математических и физических моделей. 5. Разработана имитационная модель плавления шихты в дуговых сталеплавильных печах постоянного тока. С ее помощью определена зависимость эффективности плавления шихты дугой от параметров алгоритма изменения постоянного напряжения и тока и создан энергоэффективный алгоритм управления дуговой печью постоянного тока, обеспечивший сокращение до 50 минут длительности расплавления шихты в сталеплавильной печи с керамической футеровкой емкостью 15 тонн и расход электроэнергии до 420 кВт.ч/т; б.

Разработана математическая модель энергетического режима дуги переменного тока, учитывающая влияние частоты тока на форму напряжения дуги и на электрическое сопротивление дугового промежутка. Выполнены экспериментальные исследования устоичивости печнои дуги при 2 пониженной частоте 0,4 - 15 Гц и влияние частоты на энергетические параметры установки на лабораторной печи мощностью 250 кВА и промышленной печи мощностью 1200 кВА; 7.

Для руднотермических и электрошлаковых печей определена связь схемы подключения и расположения электродов в ванне с ее электрическим сопротивлением и пространственным распределением мощности. Выявлена возможность управления структурой распределения мощности в ванне печи путем оперативного изменения схемы питания от полупроводникового источника. 8. Определены преимущества одноэлектродных руднотермических печей постоянного тока с электропроводящей подиной и многоэлектродной конструкции с близко расположенными однополярными электродами, что позволяет исключить токи межэлектродной проводимости, обеспечить увеличение активного сопротивления ванны на 15-20'.4, повысить в 1,5 раза концентрацию мощности под электродами, уменьшить тепловые потери печей; 9.

Разработана математическая модель переноса легирующих присадок при турбулентных течениях жидкого металла в ванне печи постоянного тока. Методом математического моделирования и экспериментально на промышленных печах выявлены закономерности флуктуации параметров магнитогидродинамического перемешивания жидкого металла в зависимости от токового режима нижнего токоподвода к ванне сталеплавильной печи, в частности при несимметричных постоянных токах 8 — 15 кА в подовых электродах. 10.Установлена зависимость рабочих и энергетических характеристик печных комплексов от топологии систем питания, что позволило создать энергоэф фективные схемы питания печей постоянным током и током пониженной частоты. 11, Разработан алгоритм управления печами при их питании от импульсного многоканального преобразователя в транзисторном исполнении с быстродействием до 0,1 мс регулятора тока дуги, который обеспечивает повышение стабильности работы, энергетической и экономической эффективности печей; 12.

Разработано информационно-методическое обеспечение для системного синтеза и параметрической оптимизации электродных плавильных комплексов. Обоснованность научных положений и достоверность полученных результатов исследований определяются корректностью применения аппарата математического и физического моделирования режимов работы электропечных комплексов и сопоставлением теоретических результатов с экспериментальными данными при работе опытных и промышленных установок, а также с результатами других авторов, приведенными в литературе.

Теоретическая значимость исследования. Систематизация задач, связанных с исследованием электродных печных комплексов с полупроводниковыми преобразователями, и классификация установок указанной группы, предложенные автором, имеют существенное значение для объединения усилий исследователей и разработчиков нового перспективного направления электрометаллургии с целью его успешного развития. В диссертации применительно к широкому кругу сложных электротехнологических объектов развит методологический подход, который состоит в определении общих для выбранной группы объектов наиболее существенных категорий (энергетических зон), их раздельном и совместном анализе и последующем структурном синтезе с целью достижения требуемых энерготехнологических показателей. Данный подход позволил автору получить важные научные результаты и может быть рекомендован как эффективный апробированный инструмент при исследовании и разработке подобных систем, сложных по структуре и разнообразию физических процессов.

Предложен способ управления руднотермическими печами с подиной, изолированной от источника питания, заключающийся в регулировании величины и фазы низкочастотного напряжения раздельно на каждом из электродов и стабилизации их вертикального положения в ванне печи, что улучшает технологические условия плавки и снижает потери энергии. Данное в диссертационной работе научное обоснование энергетической и зкономической эффективности создания электродных печных комплексов с полупроводниковыми источниками питания постоянным током и током пониженной частоты способствует дальнейшему развитию данного перспективного направления в электрометаллургии Практическая ценность и значимость результатов.