Кафедра автоматизації виробничих процесів (ДМетІ)

Permanent URI for this community

http://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14596

UK: Кафедра автоматизації виробничих процесів (Дніпровський металургійний інститут, ДМетІ) EN: Department of Automation of Production Processes (DMetI)

Browse

Now showing 1 - 20 of 53

Analysis and Research of the Causes and Course of Degradation of Lithium Batteries
(EDP Sciences-Web of conferences, 2024) Buriak, Serhii Yu.; Gololobova, Oksana O.; Havryliuk, Volodymyr I.; Serdiuk, Tetiana M.; Voznyak, Oleh M.; Manachyn, Ivan O.
ENG: Energy storage devices based on lithium technology are confidently leading the respective market due to their significant advantages over other technologies in the industry. Despite their relatively recent history of appearance, they managed to undergo many modifications of both physical and chemical components. One of the constant goals of all research in this field is the formation of knowledge about the degradation processes occurring inside a given chemical current source, and ways to influence them. Systematization and identification of the fundamental reasons for the decrease in the performance of lithium batteries still remains a topical issue of today, and therefore is considered in this article. And no matter how studied this issue looks, taking into account the existing many long-term experimental data of a huge number of scientists and a number of different types of companies, but still, optimization of work is impossible without identifying and eliminating as many destructive factors as possible in battery operation. The difficulty of this process lies also in the fact that, taking into account all the high-tech production processes in the world, there are no two identical lithium current sources. On the example of a single battery, the ability to maintain high performance, close to nominal, was demonstrated from a source that, due to its lifetime, should not have had them. The data obtained during the experiment, which confirmed the high performance, show once again that the issue of degradation of lithium current sources can and should be studied further.
Automatic Compensation of the Mill RolL Eccentricity in Terms of Limited Speed of Hydraulic Compression Devices
(Dnipro University of Technology, Dnipro, 2025) Boyko, O.; Kuvaiev, Victor; Potap, Oleg; Potap, M.; Rybalchenko, Maria O.
ENG: Purpose. To reduce deviation of vertical dimension (thickness) of rolled products from the specified value by enhancing the accuracy and shortening the setup time of an eccentricity compensation subsystem of mill rolls based on substantiation of an eccentricity compensation method. This method is based on an active search algorithm to determine the actual eccentricity parameters in real time, taking into account the actual response time of hydraulic compression devices (HCD) and investigating its effectiveness through simulation computer modelling. Methodology. The research was based on the analytical determination of the frequency characteristics of the AGC system in sheet metal rolling, considering the actual response time of HCD of a rolling mill as well as a comprehensive model of a rolling process in a quarto mill with rolling movement and an automatic thickness control system (ATCS) that compensates for eccentricity. The study was conducted by comparing the results of computer simulation modelling of the improved ATCS, whose algorithm took into account the HCD response time, with the performance indicators of the previous system, which did not consider this factor. Findings. It has been established that under the AGC thickness control conditions, the measured amplitude of a variable component of thickness does not match the amplitude of eccentricity due to the finite response time of HCD. The frequency characteristics of the AGC system have been determined analytically, taking into account the actual response time of HPD in a rolling mill. An improved procedure for determining the actual eccentricity amplitude in real time has been substantiated, which involves a temporary reduction in the HCD speed within the initial rolling section. A structure for an automated control system has been proposed for practical implementation of this procedure. It has been demonstrated that the proposed solutions allow for a threefold reduction in thickness variations caused by eccentricity compared to the corresponding performance indicators of the known eccentricity compensation systems with the AGC thickness control. Originality. The influence of the HCD response time on the accuracy of AGC thickness control systems for rolled products has been established. An approximate linear relationship has been identified between the ratio of the amplitude of thickness fluctuations caused by eccentricity and the amplitude of roll gap fluctuations relative to the roll speed and HCD response time under the AGC algorithm thickness control conditions. The improved procedure for determining the actual eccentricity amplitude in real time has been substantiated. Practical value. The effectiveness is substantiated of implementing an improved active search algorithm for determining the eccentricity parameters of mill rolls under the limited HCD response conditions in real time. This approach allows for a threefold reduction in the sheet thickness variability caused by roll eccentricity compared to the performance indicators of the known AGC thickness control systems, thereby ensuring the production of high-precision rolled products in Ukrainian sheet rolling mills.
Change in Slag Composition and Sulfur Content of Hot Metal in the Process Chain of Blast Furnace — Hot Metal Desul furization Complex — Converter (BOF)
(Publishing House “Akademperiodyka”, Kyiv, 2024) Shevchenko, A. P.; Kysliakov, Volodymyr G.; Dvoskin, B. V.; Manachyn, Ivan O.
ENG: Introduction. Modern conditions of iron and steel making industry require production of high-quality competitive metal products. Thus, the removal of sulfur at the lowest cost has been becoming increasingly important. Problem Statement. The major amount of sulfur in iron and steel making comes with charge materials in sintering blast furnace production. When using out-of-furnace processing of hot metal in hot metal desulfurization and slag removal facilities, the degree of hot metal desulfurization can be 75—99%. This ensures the production of hot metal with a sulfur content in the range of 0.002—0.015%. Purpose. The analysis of changes in the sulfur content of hot metal and in the slag composition in the process chain of steel production, followed by the development of technical solutions and process methods to eliminate the resulfurization of hot metal. Materials and Methods. Our calculations, based on the actual data of Ukrainian and Chinese iron and steel making facilities. The selected samples of slag and hot metal have been analyzed with the use of raster spectral microscopy methods. In the studies of sulfur content at various stages of smelting, the method of material balance calculation has been employed. Results. In the slag phase, along with systems of CaO ∙ SiO2 ∙ Al2O3 type with different ratios of components containing 0.2—3.5% sulfur, CaxSiyAlz type systems containing up to 1% sulfur have been detected. In the beads, the sulfur content varies within 0.1—0.85%. Sulfur is present in the form of sulfides of (Fe, Mn)S type, mainly MnS, while in non-metallic inclusions of the beads, the sulfur content ranges within 15—30%. The residing ladle slag after desulfurization should not exceed 0.5—0.7 kg/t of hot metal. Conclusions. To prevent the resulfurization of hot metal during its discharge from a blast furnace, it is advisable to rationalize ladle slag modes, by adjusting ladle slag composition, increasing the degree of ladle cleaning from the slag residing from previous loads and inducing a slag cover in the absence of ladle slag. The conducted studies have shown that sulfur from the slag does not return to the hot metal and resulfurization does not occur, which is explained by the protective effect of residual magnesium.
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.
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.
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.
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.
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 O.; Selegej, Andriy M.; Golovko, Vjacheslav I.; 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.
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.
Selection of Optimal Lithium Battery Technology for Backup Power Supply of Automatics Systems in Railway Transport
(Printing House “Technologija”, Kaunas, Lithuania, 2024) Buriak, Serhii Yu.; Gololobova, Oksana O.; Serdiuk, Tetiana M.; Voznyak, Oleh M.; Yehorov, Oleh I.; Manachyn, Ivan O.; Radzikhovskyi, Kostiantyn
ENG: The article presents the results of the research into batteries based on lithium technology. An analysis of all the most widely represented lithium battery technologies was carried out with an assessment of their main parameters. The research was aimed at studying the performance characteristics of the six most common technologies for the production of chemical power sources using lithium, which are currently the most developed and are manufactured on a mass production scale. A comparative analysis showed that the features of each of them should be taken into account in order to optimize the choice of parameters for batteries with different technologies when solving various industrial and household problems, since this approach will make it possible to further use their differences with the greatest efficiency. The most suitable areas for practical application of each type of lithium battery are given, taking into account the individual characteristics of their performance. Also, from a practical point of view of highly efficient use of electrical energy storage devices, as a constant consumer of especially large volumes of energy carriers, the transport industry is considered, which has a great interest in improving technologies in order to improve the quality of equipment, increase the safety of the transportation process and the economic efficiency of the type of activity being carried out. This analysis was carried out using the example of their use in backup power supply systems for railway automatics devices. The advantages of replacing backup power sources based on the traditional method of storing electrical energy using lead-acid batteries with batteries made using lithium technology are shown. At the same time, to determine the appropriate technology, the specifics of the application conditions were first taken into account, since this type of energy source belongs to the category of guaranteed energy supply. The research results obtained allow us to compare lithium batteries to identify selection criteria for specific tasks based on their performance characteristics.
Адаптивна система управління швидкісним режимом вільної прокатки з нечітким регулятором
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2023) Єгоров, Олександр Петрович; Рибальченко, Марія Олександрівна; Маначин, Іван Олександрович
UKR: Найкращим швидкісним режимом прокатки на дрібносортних станах є режим вільної прокатки з петлеутворенням у чистових групах клітей. Стабілізація петлі здійснюється системою керування частотою обертання валків прокатних клітей за інформацією датчика положення петлі. Збільшення петлі прокату залежить від частот обертання валків суміжних клітей і коефіцієнта витяжки прокату в кліті, наступної за регульованим проміжком. Для налаштування системи необхідно знати числові характеристики впливів, що обурюють і впливають на величину петлі прокату. Було досліджено зміну частоти обертання двигуна головного приводу клітей при стабілізації величини петлі прокату в міжклітьовому проміжку клітей чистової групи безперервного прокатного стану. Зміна частоти обертання валків характеризує сумарні дії режиму прокатки на величину петлі. Дослідження показали, що у не стаціонарної реалізації можна виділити тренд, який описується цілком детермінованою залежністю, та проводити аналіз випадкової стаціонарної реалізації щодо цього тренду. Була розроблена структурна схема контуру регулювання положення петлі прокату. Ця схема включає: електропровід з контуром струму, контуром швидкості, регулятором швидкості, петлею прокату, регулятором положення петлі, компенсатором обурювальних впливів. Компенсатор виконано на базі Fuzzy контролера і виробляє керуючий вплив залежно від неузгодженості в контурі петлерегулювання. Цим самим відстежується та компенсується низькочастотна складова обурення за швидкістю прокату, яка може досягати 10% від швидкості прокатки. Отримані дані зміни величини петлі без компенсуючого контуру та з ним. Величина петлі в системі без компенсуючого контуру при прокатуванні більш потовщеної задньої частини прокату досягає максимально допустимого розміру. В системі з компенсуючим контуром цього не відбувається. Стабілізувати величину петлі в заданому діапазоні можна або збільшуючи коефіцієнт регулятора, погіршуючи при цьому динаміку всієї багатозв’язкової системи управління швидкісним режимом прокатки, або використовуючи запропонований метод адаптивної компенсації обурення.
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.
Аналіз моделей процесів позаагрегатного оброблення чавуну
(Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2023) Кисляков, Володимир Геннадійович; Тогобицька, Дар’я Миколаївна; Молчанов, Лавр Сергійович; Єлісєєв, Володимир Іванович; Ліхачов, Юрій Михайлович
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.
Вивчення на «гарячій» моделі поведінки домішок чавуну в залізовуглецевому розплаві при комплексній обробці
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2023) Пушкаренко, Микита Володимирович; Кисляков, Володимир Генадійович; Молчанов, Лавр Сергійович; Сігарьов, Є. М.; Чубін, Костянтин Іванович; Похвалітий, Артем Анатолійович
UKR: Проведено лабораторні дослідження на експериментальній установці з метою вивчення поведінки домішок чавуну в розплаві залізовуглецю при комплексній переробці. Проведено 10 обробок, під час яких проводився відбір проб та введення реагенту. За результатами досліджень для системи CaO-FeO-Na2CO3 побудовано карти попарного впливу компонентів суміші на ступінь видалення домішок, а також потрійні діаграми стану впливу компонентів на ступінь видалення домішок при комплексній переробці, що дало змогу визначити раціональний склад рафінуючої суміші для умов лабораторних досліджень, а саме – FeO – 30%, CaO – 60%, Na2CO3 – 10%. Проведена техніко-економічна оцінка дала змогу зробити висновок про доцільність і перспективність розробки варіанту комплексної обробки чавуну сумішшю оксидних компонентів та доцільність подальших досліджень.
Визначення раціонального складу реагентів для здійснення процесів комплексного рафінування рідкого чавуну на етапі позапічної обробки
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2024) Молчанов, Лавр Сергійович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Петруша, Вікторія Петрівна
UKR: Робота присвячена питанню комплексної обробки чавуну. Проаналізовані можливі хімічні перетворення, що можуть протікати у випадку введення реагентів у рідкий чавун, отримані вирази для розрахунку константи рівноваги Кр, в залежності від температури. Також побудовані графічні залежності констант рівноваги від температури для зазначених реакцій. Розрахунки проводили для реакцій десульфурації, реакцій дисоціації карбонатів, окислення домішок чавуну за рахунок взаємодії з вуглекислим газом, а також для взаємодії компонентів рідкого чавуну з оксидами заліза. Шляхом термодинамічних розрахунків встановлено, що суміш для комплексного рафінування рідкого чавуну на етапі позапічної обробки повинна відноситися до хімічної системи CaO – Na2CO3 – FeO(Fe2O3) – Al. При чому конкретне співвідношення компонентів визначається необхідним результатом рафінування.
Дистанційна система керування кроковим двигуном навчальної транспортної лінії
(Херсонський національний технічний університет, 2024) Рибальченко, Марія Олександрівна; Потап, Олег Юхимович; Маначин, Іван Олександрович; Єгоров, Олександр Петрович
UKR: Підготовка магістрів з автоматизації, комп’ютерно-інтегрованих технологій та робототехніки вимагає формування у майбутніх фахівців базових компетентностей щодо з датності здійснювати автоматизацію складних технологічних об’єктів та комплексів, створювати кіберфізичні системи на основі інтелектуальних методів управління та цифрових технологій з використанням робототехнічних та інтелектуальних мехатронних пристроїв. Матеріальне, інформаційне та методичне забезпечення такої підготовки стає наразі актуальною задачею українських технічних університетів, які активно розгортають на своїй базі нові лабораторні робототехнічні комплекси. Одним з найбільш поширених компонентів цих комплексів є крокові двигуни, що успішно застосовуються у різноманітному промисловому і спеціальному обладнанні для високоточного переміщення об’єктів на задану відстань. Зрозумілою умовою максимально повної реалізації переваг крокового двигуна як виконавчого механізму роботизованої системи є коректний підхід до проєктування систем керування такими механізмами. В роботі ставилась задача розробки системи дистанційного керування кроковим двигуном навчальної транспортної лінії кафедри автоматизації виробничих процесів Українського державного університету науки і технологій. Кроковий двигун у свою чергу забезпечує переміщення каретки у задану позицію. Метою роботи було розробити бюджетну та дієву систему керування кроковим двигуном, що дозволить динамічно змінювати параметри системи за допомогою персонального комп’ютера(ПК), передаючи відповідні команди у систему через COM-порт, або за допомогою планшета, передаючи відповідні команди у систему через Bluetooth. Така система може знайти застосування як у навчальному процесі для відпрацювання стандартних прийомів керування кроковими двигунами та навичок програмування мікроконтролерів, так і в промислових системах, які потребують керування положенням механізму з високою точністю.
Дифузійно-кінетична модель розчинення парів магнію в розплаві під час руху бульбашки в режимі хімічної локальної рівноваги магнію та сірки
(ДДТУ, Кам’янське, 2024) Єлисєєв, В. І.; Маначин, Іван Олександрович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Руденко, Олександр Леонідович; Чубіна, О. А.
UKR: Метою роботи є розгляд дифузійно-кінетичного розчинення магнію з бульбашки, що рухається, в розплав з урахуванням зміни його параметрів при локальній хімічній рівновазі. Виконано математичний опис дифузійного процесу. Наведено результати розрахунків для бульбашки, що піднімається з глибини 2 м розплаву при температурі чавуну 1300 °С і 1400 °С в умовах, коли концентрація сірки становить 0,05 % (початкова стадія процесу) і 0,002 % (режим глибокої десульфурації).Проаналізовано залежності зміни радіусів бульбашок під час їх підйому в розплаві чавуну, зміни глибини підйому бульбашок у розплаві, концентрації магнію на їхній поверхні, а також зміни маси магнію в бульбашках при температурах металу 1300 °С і 1400 °С. Розроблено математичну модель розчинення рухомих бульбашок парів магнію в розплаві з урахуванням хімічної рівноваги концентрацій сірки та магнію в металі. Запропонована математична модель дає теоретичну оцінку втрат парів магнію.
Дослідження застосування непрямих методів оцінки змінення товщини прокату внаслідок впливу зношення обладнання прокатної кліті
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2023) Зінченко, Михайло Дмитрович; Потап, Олег Юхимович; Шибакінський, Володимир Іванович
UKR: Мета дослідження – вивчення можливості контролю розмірів прокату за допомогою непрямих методів оцінки зміни товщини прокату. З цією метою було проведено дослідження вимірювання довжини прокату за допомогою довжиноміра, в основі якого лежить принцип вимірювання довжини прокату обертанням валків. Порівняння результатів вимірювання з фактичною довжиною прокату підтвердило можливість використання цього приладу для вимірювання довжини прокату в потоці. Під час дослідження процесу прокатки вимірювали довжину валків після чистової кліті, товщину прокату, температуру валків перед чистовою клітью, струм двигуна головного приводу чистової кліті. Результати вимірювань показали зменшення довжини прокату і струму двигуна, що пов'язано зі зносом тканинних підшипників і калібрів валків, що призводить до збільшення товщини прокату. Розрахунок середніх значень довжини прокату, струму двигуна і температури прокату дозволяє оцінити зміну товщини прокату внаслідок зносу підшипників і калібрів валків і своєчасно компенсувати його вплив на розміри прокату.
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.
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.

Browse

Browsing Кафедра автоматизації виробничих процесів (ДМетІ) by Title

Results Per Page

Sort Options