Разработана и экспериментально апробирована методика измерения температуры жидкого металла непосредственно в процессе дугового плавления с использованием оптического пирометра и кристаллизатора специальной конструкции в условиях лабораторного исследования абсорбции газов жидкими металлами. Установлено влияние технологических параметров плавки на температуру жидкого металла.

Проведено численное моделирование процессов теплообмена, протекающих в условиях вакуумно-дуговой гарнисажной плавки. Проанализирована зависимость максимального слива жидкого металла от геометрических параметров тигля.

Приведены основные виды подовых электродов-анодов дуговых печей постоянного тока, применяемых в настоящее время, их конструкции и эксплуатационные характеристики. Описан способ электрошлакового переплава со сменой стального и медного расходуемых электродов, рассмотрено качество биметаллического сталемедного слитка - заготовки анода.

Визначено вплив конвективного теплообміну між пічними газами та шихтою, тепловіддачі від стікаючого рідкого металу та конвективно-радіаційного теплообміну футеровки печі з навколишнім середовищем, що показує доцільність врахування конвективної складової у процесі математичного моделювання теплової роботи дугових печей. Шляхом числових експериментів визначено величину розрахункової похибки, що виникає у разі відсутності складових частин конвективного теплообміну.

Рассмотрены методы построения круговых диаграмм (диаграмм Вочке) для анализа электрических режимов работы дуговых электрических печей. Показано, что наличие в электрической цепи электропечной установки нелинейного элемента - электрического дугового разряда большой мощности - приводит к необходимости корректировки значений сопротивлений (активного и, в особенности, реактивного) короткой сети сравнительно с опытом короткого замыкания, по экспериментальным данным, полученным на действующих печах, эксплуатирующихся в рабочем режиме.

Рассмотрены особенности работы и результаты промышленного освоения оборудования нового поколения - универсальных дуговых печей и миксеров постоянного тока, успешно эксплуатирующихся на многих предприятиях России и зарубежья.

Разработана упрощенная модель прогноза температуры металла в дуговой печи. Рассмотрены особенности известных моделей, проанализировано влияние технологических факторов на результаты замеров температуры. Предложен алгоритм, позволяющий учесть влияние "болота" на тепловой баланс плавки и ориентировочно оценить ожидаемую скорость нагрева металла в дуговой печи. Показана существенная роль тепла "болота" и футеровки в процессе расплавления завалки, которое на отдельных плавках достигает 30 % от теоретически необходимого тепла.

Представлены результаты исследований и сравнительная оценка статических и динамических характеристик механизма перемещения электродов на базе следящего гидропривода поступательного действия с различными типами следящих золотников. На основании статических и динамических характеристик механизма перемещения электродов выбран наиболее рациональный тип управляющего золотника.

Приведен анализ видов и причин неисправностей механизмов подъема и поворота свода электродуговой печи с гидроприводом. Даны рекомендации по их устранению, совершенствованию конструкции узлов, направленные на повышение безотказности печи.

Приведен анализ видов и причин неисправностей механизмов привода упора эркерного спуска, перемещения электродов и наклона электродуговой печи с гидроприводом. Даны рекомендации по их устранению, направленные на повышение безотказности печи.

Цель работы - выбор процедуры синтеза оптимального регулятора температуры расплава в электродуговой печи-миксере, получение математического описания, позволяющего решить задачу синтеза регулятора, и разработка способов оценивания температуры расплава по ходу процесса до выдачи расплава на литейный конвейер. Методом решения поставленной задачи оптимального управления выбран принцип максимума Понтрягина, а для оценивания параметров, описывающих объект управления, использована процедура получения уравнения регрессии. Сформулированы проблемы, без решения которых не представляется возможным решение задачи синтеза оптимального регулятора температуры ванны электродуговой печи, работающей совместно с литейным конвейером. Показано, что среди них может быть выделено отсутствие математического описания объекта управления и сложность непосредственного оценивания параметров, описывающих процесс. Предложена процедура оценивания температуры ванны по ходу процесса термовременной обработки расплава, находящегося в электропечи-миксере, основанная на построении уравнения регрессии, описывающей температурный профиль ванны, и позволяющая преодолеть основную сложность синтеза оптимального регулятора, связанную с невозможностью измерения параметров, описывающих объект управления.

Описано формирование общей схемы компьютерно-интегрированной системы управления электродуговой печью, рассматривая ее как элемент узла обслуживания системы массового обслуживания с отказами. Предложено рассматривать такие системы в виде иерархических двух- или трехуровневых, и рекомендованы несколько вариантов программно-аппаратного обеспечения. Описанный подход к формированию схемы обеспечивает возможность реализации алгоритма оптимального управления электродуговой плавкой на всех этапах технологического процесса.