DOI: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2016.85407

Synthesis of graphitization control system of carbon products

Олексій Анатолійович Жученко, Леонід Леонідович Бевзюк

Abstract


Current global trends in ferrous and nonferrous metallurgy, machine building, chemical and other industries cause a permanent increase of production of carbon graphite products. Production of graphite products is complex, multistage and very energy-intensive. The analysis of existing graphitization control systems of carbon products has shown that these systems are the systems of program control that do not take into account the current state of the control object, which affects their performance.

A new control system provides graphitization furnace control in two modes of operation – heating and graphitization. The framework of control system in heating mode is based on the use of fuzzy controller, which inputs are calculated using a simplified model of graphitization. The control algorithm in graphitization mode for the purpose of determining in advance the time of power outage of the furnace uses prediction of graphitization degree of carbon products.


Keywords


carbon products; graphitization; control system; fuzzy controller

References


Znamerovskii, V. Yu., Iashkina, V. V. (1985). Issledovanie rezhimov vvoda energii v pechi grafitatsii. Promyshlennaia energetika, 11, 40–42.

Yarymbash, D. S. (2014). Analiz elektromagnitnyh i termoelektricheskih protsessov v pechah Achesona. Energozberezhennia. Energetika. Energoaudit, 6, 11–21.

Kuznetsov, D. M., Fokin, V. P. (2001). Protsess grafitatsii uglerodnyh materialov. Sovremennye metody issledovaniia. Novocherkassk: YuRGTU, 132.

Kuznetsov, D. M. (2003). Grafitatsiia krupnogabaritnyh elektrodov. Protsess Achesona. Rostov n/D: RGASHM GOU, 168.

Sosedov, V. P., Chalyh, E. F. (1987). Grafitatsiia uglerodistyh materialov. Moscow: Metallurgiia, 176.

Chichulin, N. I., Davydovich, B. I. (1973). O rezhimah grafitatsii elektrodnyh izdelii. Sovershenstvovanie tehnologii i uluchshenie kachestva elektrodnoi produktsii, 5, 114–121.

Samohin, I. N., Rozenman, I. M., Sass-Tisovskii, V. B. (1968). Opyt ekspluatatsii pechei s prinuditel'nym ohlazhdeniem sten i podiny pri povyshennoi plotnosti toka v kerne dlia proizvodstva konstruktsionnogo grafita. Voprosy grafitatsii uglerodistyh materialov, 1, 70–78.

Sosedov, V. P., Sass-Tisovskii, V. B., Karmanov, A. S. (1967). O ratsional'nom grafike podiema moshchnosti i temperatury v protsesse grafitatsii. Tsvetnye metally, 2, 62–63.

Znamerovskii, V. Yu., Yashkina, V. V. (1985). Issledovanie rezhimov vvoda energii v pechi grafitatsii. Promyshlennaia energetika, 11, 40–42.

Glushko, I. N. (30.04.1984). Sposob kontrolia teplovogo rezhima protsessa grafitatsii. Author's certificate1089048 USSR, MKI3 C01B 31/04, G05D 27/00. Appl. № 3433981/23–26. Filed 01.03.1982. Bull. № 16, 2.

Korzhyk, M. V. (2010). Matematychne modeliuvannia ta avtomatyzovane keruvannia protsesom hrafitatsii v pechakh Achesona. Kyiv, 230.

In: Scheel, H. J., Fukuda, T. (2003). Crystal Growth Technology. John Wiley & Sons, Ltd., 668. doi:10.1002/0470871687

Shulepov, S. V. (1972). Fizika uglegrafitovyh materialov. Moscow: Metallurgiia, 256.

Sannikov, A. K., Somov, A. B., Kliuchnikov, V. V. et al. (1985). Proizvodstvo elektrodnoi produktsii. Moscow: Metallurgiia, 129.

Ahmetshin, N. F., Dorzhiev, M. N., Shaburov, E. N. (1971). Vliianie svoistv mezhduelektrodnoi peresypki na elektricheskie, teplovye pokazateli i kachestvo elektrodov. Voprosy tehnicheskogo progressa v elektrodnoi promyshlennosti, 3, 205–213.

Passino, K., Yurkovich, S. (2010). Fuzzy Control. The Control Systems Handbook, Second Edition. Informa UK Limited, 55-1–55-27. doi:10.1201/b10384-64

In: Egupov, N. D. (2002). Metody robastnogo, neiro-nechiotkogo i adaptivnogo upravleniia. Ed. 2. Moscow: MGTU im. N. E. Baumana, 744.

Korzhyk, M. V., Kutuzov, S. V. (2007). Model temperaturnoho polia pechi hrafitatsii. Naukovi visti NTUU «KPI», 1, 17–23.

Panov, E. N., Korzhik, M. V., Karvatskii, A. Ya. (2007). Intensifikatsiia protsessa grafitatsii elektrodnyh izdelii v pechah Achesona postoiannogo toka. XIII mezhdunarodnaia konferentsiia «Aliuminii Sibiri – 2007», 11-13 sentiabria 2007. Krasnoiarsk: Verso, 331–337.

Zhuchenko, O., Khibeba, M. (2016). Development of simplified mathematical model of carbon products formation. Technology Audit And Production Reserves, 5(3(31)), 16–22. doi:10.15587/2312-8372.2016.81218

Gilat, A. (2014). MATLAB: An Introduction with Applications. Ed. 5. John Wiley & Sons, Ltd., 416.


GOST Style Citations


Знамеровский, В. Ю. Исследование режимов ввода энергии в печи графитации [Текст] / В. Ю. Знамеровский, В. В. Яшкина // Промышленная энергетика. – 1985. – № 11. – С. 40–42.

Ярымбаш, Д. С. Анализ электромагнитных и термоэлектрических процессов в печах Ачесона [Текст] / Д. С. Яримбаш // Енергозбереження. Енергетика. Енергоаудит. – 2014. – № 6. – С. 11–21.

Кузнецов, Д. М. Процесс графитации углеродных материалов. Современные методы исследования [Текст] / Д. М. Кузнецов, В. П. Фокин. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001. – 132 с.

Кузнецов, Д. М. Графитация крупногабаритных электродов. Процесс Ачесона [Текст] / Д. М. Кузнецов. – Ростов н/Д: РГАСХМ ГОУ, 2003. – 168 с.

Соседов, В. П. Графитация углеродистых материалов [Текст] / В. П. Соседов, Е. Ф. Чалых. – М.: Металлургия, 1987. – 176 с.

Чичулин, Н. И. О режимах графитации электродных изделий [Текст]: сб. научн. тр. / Н. И. Чичулин, Б. И. Давыдович // Совершенствование технологии и улучшение качества электродной продукции. – 1973. – Вып. 5. – С. 114–121.

Самохин, И. Н. Опыт эксплуатации печей с принудительным охлаждением стен и подины при повышенной плотности тока в керне для производства конструкционного графита [Текст]: сб. научн. тр. / И. Н. Самохин, И. М. Розенман, В. Б. Сасс-Тисовский // Вопросы графитации углеродистых материалов. – 1968. – Ч. 1. – С. 70–78.

Соседов, В. П. О рациональном графике подъема мощности и температуры в процессе графитации [Текст] / В. П. Соседов, В. Б. Сасс-Тисовский, А. С. Карманов // Цветные металлы. – 1967. – № 2. – С. 62–63.

Знамеровский, В. Ю. Исследование режимов ввода энергии в печи графитации [Текст] / В. Ю. Знамеровский, В. В. Яшкина // Промышленная энергетика. – 1985. – № 11. – С. 40–42.

Способ контроля теплового режима процесса графитации [Текст]: а. с. 1089048 СССР, МКИ3 C01B 31/04, G05D 27/00 / Глушко И. Н. – № 3433981/23–26; заявл. 01.03.1982; опубл. 30.04.1984, Бюл. № 16. – 2 с.

Коржик, М. В. Математичне моделювання та автоматизоване керування процесом графітації в печах Ачесона [Текст]: дис. ... канд. техн. наук: 05.13.07 [Текст] / М. В. Коржик; НТУУ «КПІ». – Київ, 2010. – 230 с.

Scheel, H. J. Crystal Growth Technology [Text] / by eds.: H. J. Scheel, T. Fukuda. – John Wiley & Sons, Ltd., 2003. – 668 p. doi:10.1002/0470871687

Шулепов, С. В. Физика углеграфитовых материалов [Текст] / С. В. Шулепов. – М.: Металлургия, 1972. – 256 с.

Санников, А. К. Производство электродной продукции [Текст] / А. К. Санников, А. Б. Сомов, В. В. Ключников и др. – М.: Металлургия, 1985. – 129 с.

Ахметшин, Н. Ф. Влияние свойств междуэлектродной пересыпки на электрические, тепловые показатели и качество электродов [Текст]: сб. научн. тр. / Н. Ф. Ахметшин, М. Н. Доржиев, Е. Н. Шабуров и др. // Вопросы технического прогресса в электродной промышленности. – 1971. – Вып. 3. – С. 205–213.

Passino, K. Fuzzy Control [Text] / K. Passino, S. Yurkovich // The Control Systems Handbook, Second Edition. – Informa UK Limited, 2010. – P. 55-1–55-27. doi:10.1201/b10384-64

Егупов, Н. Д. Методы робастного, нейро-нечёткого и адаптивного управления [Текст]: учебник / под ред. Н. Д. Егупова. – 2-ое изд., стереот. – М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. – 744 c.

Коржик, М. В. Модель температурного поля печі графітації [Текст] / М. В. Коржик, С. В. Кутузов // Наукові вісті НТУУ «КПІ». – 2007. – № 1. – С. 17–23.

Панов, Е. Н. Интенсификация процесса графитации электродных изделий в печах Ачесона постоянного тока [Текст]: доклады / Е. Н. Панов, М. В. Коржик, А. Я. Карвацкий // XIII международная конференция «Алюминий Сибири – 2007», 11-13 сентября 2007. – Красноярск: Версо, 2007. – С. 331–337.

Жученко, О. А. Розробка спрощеної математичної моделі процесу формування вуглецевих виробів [Текст] / О. А. Жученко, М. Г. Хібеба // Технологічний аудит та резерви виробництва. – 2016. – № 5/3 (31). – С. 16–22. doi:10.15587/2312-8372.2016.81218

Gilat, A. MATLAB: An Introduction with Applications [Text] / A. Gilat. – Ed. 5. – John Wiley & Sons, Ltd., 2014. – 416 p.







Copyright (c) 2016 Олексій Анатолійович Жученко, Леонід Леонідович Бевзюк

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 2664-9969, ISSN (on-line) 2706-5448