Розглянуто питання автоматизованого керування процесом графітації в печах Ачесона постійного струму. Проведено експериментальні дослідження кампанії графітації. Виявлено особливості перебігу основних процесів у печі Ачесона. Здійснено декомпозицію задачі керування процесом. Сформульовано критерії оптимізації для часткових задач керування. Розроблено адаптивну модель температурного поля печі графітації та модель термопружного стану виробів під час кампанії графітації. Наведено ефективний метод оцінювання ступеня графітації виробів під час цієї кампанії. Створено алгоритми керування стадіями процесу графітації.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено електромагнітні та теплові процеси в електротехнічному комплексі індукційного нагріву для заготовок вугільно-графітових блоків. Розроблено об'єктно-орієнтовані моделі системи індуктори - мундштук - вугільно-графітова маса на етапах підготовки та пресування. З застосуванням удосконалених методів комп'ютерного моделювання встановлено залежності магнітних, електричних і енергетичних параметрів індукторів з урахуванням параметрів трансформаторів живлення, особливостей конструкції, нелінійності електро- і теплофізичних властивостей. Удосконалено режим розігріву, схему встановлення термопар. Визначено оптимальні співвідношення температурних завдань, що дозволило скоротити тривалість підготовчого етапу, витрати електроенергії, стабілізувати температури робочої поверхні та підвищити якість заготовок.

  Скачати повний текст

Проведено комплексне дослідження температурно-теплових режимів роботи печей графітації електродних виробів. Встановлено часові температурні залежності керна, що дозволяють керувати процесом графітації та визначати необхідний термін підведення потужності. Розроблено енергозберігальні режими технологічного процесу в печах графітації постійного струму, в яких реалізовано технологію Ачесона. Розроблено методику високотемпературних досліджень печей графітації, одержано експериментальні дані, які використано як граничні умови та показники для верифікації числової моделі теплового стану печі в процесі моделювання температурних полів. Розроблено числову модель нестаціонарного процесу теплообміну. Для оперативної діагностики температурного стану керна за промислових умов запропоновано безрозмірні рівняння, які дозволяють визначати середню температуру заготовок у процесі графітації. Наведено оцінку енергетичної ефективності процесу графітації за величиною частки акумульованої заготовками теплоти та відносних втрат підведеної до печі електроенергії, розроблено інтенсифікований графік підводу потужності. Обгрунтовано доцільність використання дерев'яних щитів між керном і теплоізоляцією, що сприяє зменшенню теплових втрат від керна та забезпечує тривалість технологічного процесу приблизно до шести годин. Розроблено конструкцію газозбірного утепленого зонта печі графітації.

  Скачати повний текст

Вивчено закономірності формування інтеркальованих сполук графіту (ІСГ) акцепторного типу, композитних матеріалів на основі вуглеграфітових матеріалів (ВМ) різного ступеня структурної досконалості, їх кореляції зі структурними характеристиками. З'ясовано закономірності зміни механізмів транспортних властивостей за умов формування графітової структури, інтеркалювання, модифікування поверхні, зміни температури. Уперше виявлено аномальну поведінку електроопору, термо-ерс в області низьких температур для ІСГ на основі структурно недосконалих ВМ з хлоридами металів, і показано, що ці явища спричинені ефектами слабкої локалізації та взаємодії носіїв струму. Уперше експериментально встановлено ефект фазових перетворень типу квазірідина - квазікристал у шарах інтеркалянту в ІСГ на основі структурно недосконалих форм графіту та показано, що температура його прояву залежить від структурних характеристик ВМ, термодинамічних умов синтезу ІСГ. Установлено ефект аномальної зміни електротранспортних, акустичних характеристик ІСГ з хлоридами металів в області фазових перетворень у шарі інтеркалянту. Запропоновано термодинамічну модель існування ІСГ, у рамках якої розраховано температури термодинамічної стабільності для ряду ІСГ. Визначено основні параметри процесу одержання нанокомпозитних метал-графітових матеріалів з заданим комплексом структурних, фізичних властивостей. Вивчено закономірності зміни електрофізичних, теплових характеристик міцності, коефіцієнта термічного розширення компактованого терморозширеного графіту (ТРГ) у разі зміни густини КМ, температури, концентрації та типу металевої компоненти. Запропоновано модель руйнування зразків ТРГ за дії зовнішнього навантаження та збільшення температури.

  Скачати повний текст

Досліджено теплоелектричний і механічний (ТЕМ) стан енергоємних високотемпературних промислових агрегатів. Розвинуто теоретичні засади прямого методу граничних елементів для розв'язання крайових задач теорії потенціалу, теплопровідності та термопружнопластичності з урахуванням складного теплообміну, фазових переходів і контактної взаємодії, методики розрахунку теоретичних енергобалансів алюмінієвих електролізерів і печей графітації різної потужності. Розроблено числові моделі для розрахунку ТЕМ стану високотемпературних агрегатів, що орієнтовані на розв'язання проблем проектування у випадку створення нової техніки та прогресивних технологій. Досліджено вплив зміни технологічних параметрів на енергетичні й економічні показники експлуатації високотемпературних агрегатів.

  Скачати повний текст