Билет №1

1. Дуговая сталеплавильная печь как объект автоматического управления.

Современные дуговые сталеплавильные печи характеризуются следующими особенностями:

1. большой ёмкостью агрегатов: 100,150,200 и более тонн;

2. высокой мощностью;

1. вынесением ряда рафинировочных операций в агрегаты вне-печной обработки металла;

2. усовершенствованием конструкций печи: использованием водоохлаждающих панелей, симметрированной короткой сети, гра-фитированных электродов, выдерживающих повышенную плот­ность тока, донный выпуск и т.д.

3. использованием высокомощных газокислородных горелок;

4. использованием пенистых шлаков;

5. использованием в шихте металлизованных окатышей

В дуговой сталеплавильной печи происходят электрофизичес­кие, физико-химические, теплоэнергетические процессы, включая даже квазиплазменные явления. Эти процессы в значительной сте­пени взаимосвязаны и взаимообусловлены. Электрическая энергия дуг превращается в тепловую, нагревая шихту и футеровку печи, фи­зико-химические процессы происходят в ней при определённых тем­пературных условиях. Поэтому при решении задач управления необ­ходимо комплексное рассмотрение всех вопросов выплавки стали. Решение отдельных локальных задач вне их взаимосвязи может при­вести даже к отрицательным результатам.

Сложными представляются задачи математического моделиро­вания всей цепи питания ДСП вместе с дуговым промежутком при управляемом изменении напряжения печного трансформатора и из­менении длины дугового промежутка с помощью перемещения печ­ных электродов. Кроме того, ДСП является мощной нагрузкой на цепи печного трансформатора, который "садится" под нагрузкой из-за резких колебаний процессов в электрической дуге по причине ко­ротких замыканий, возникающих в результате контакта электродов с металлом при проплавлении шихты и ее обвалах. Это изменяет исходные номинальные величины напряжения и тока печного трансформатора, что, в свою очередь, ухудшает режимы работы пе­чи и сети ее питания в условиях прохождения через систему конце­нтрированных потоков энергии.

Благодаря случайному характеру таких процессов в электричес­кой дуге, изменению длины межэлектродного промежутка и нагруз­ке печного трансформатора, изменению моментов зажигания дуг в трехмерной (трехфазной) связанной системе, ДСП проявляет себя как многомерный нелинейный, нестационарный объект координатно-параметрического управления.

Это стало, по-видимому, основной причиной того, что использо­вание математических описаний отдельных процессов в печи не да­ло возможности осуществить рациональное (или оптимальное) уп­равление, и для этого стали использовать другие методы, в частнос­ти, искусственного интеллекта.

В дуговых сталеплавильных печах (ДСП) дуги горят между электродами и шихтой, непосредственно нагревая её. Для подавляю­щего большинства ДСП используется трехфазный ток при непрово­дящей подине. Ванна с металлом в такой печи образует естествен­ную нулевую точку трехфазной цепи, и печь включена по трехпроводной системе трехфазного тока без нулевого провода.