Zhuchenko L. Control processes automation of the carbon products heat treatmen.

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0824U000442

Applicant for

Specialization

  • 151 - Автоматизація та приладобудування. Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології

Specialized Academic Board

ДФ 26.002.101; ID 4207

National Technscal University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute".

Essay

Zhuchenko Liudmyla. Control processes automation of the carbon products heat treatmen. – The manuscript. The dissertation for a Doctor of Philosophy on the specialty 151 “Automation and computer integrated technologies” – National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2023. Today, it is impossible to imagine the work of enterprises in such industries as non-ferrous and ferrous metallurgy, chemical industry, mechanical engineering and others, where the production technology is inextricably linked with the need to use electrothermal processes, without carbon graphite products. Modern global trends in the development of the mentioned branches of industry are characterized by a constant increase in the production of graphitized carbon products. Graphite is often used as a lining material in blast furnaces and ferroalloy furnaces, nuclear industry. Aluminum production is the largest consumer of graphite products. It is known, that the production of carbon products is characterized by significant resource and energy costs. Hence, increasing the efficiency of production of carbon products is a scientific and practical task. This is especially relevant in modern conditions, when there is an increase in the cost of energy carriers on a constant basis. The production of carbon graphite products is complex and multi-stage. One of the defining stages of this production, at which the final properties of the final products are largely formed, are the technological processes of forming and firing carbon products. These technological processes account for about 40 percent of the energy consumption of the entire production. One of the ways to increase the efficiency of the technological processes of forming and firing carbon products is to create modern control systems for these processes. Unfortunately, the existing management systems in production today do not meet the objectives of increasing efficiency. Hence, there is a question of improving the existing control systems, otherwise – developing new ones. Based on this, there is an urgent scientific and practical task of creating computer systems for optimal control of the technological processes of forming and burning carbon graphite production, which would meet the modern requirements of resource and energy saving. A brief description of the technological complex of carbon graphite production is presented, based on the analysis of which the research objects - technological processes of forming and firing - are selected. The choice of these processes is due, firstly, to their determining value in the formation of the final properties of the final products and, secondly, to their significant energy consumption. An analysis of the technological features of the processes of forming and firing carbon products, as well as the design features of the technological devices where the above-mentioned processes take place. The researched range of carbon graphite products and their quality indicators on the example of PrAT "Ukrgrafit", as a result of which the main indicators that actually form the market value of finished products and therefore they should be provided with energy-efficient technological modes of production in the first place. The energy intensity of each firing campaign is determined primarily by the duration of the last one. In this regard, an indicator is proposed that can be used in the process control system to determine its optimal duration. The analysis of the existing control systems for the process of forming carbon products, as well as related processes, showed that the issue of the failure resistance of the control system for this process was not paid attention to in domestic research, although this issue is quite relevant.. In this regard, the paper proposes a fail-safe control system for the process of forming carbon products. Unlike traditional fault-tolerant systems, this system takes into account the cyclical nature of the technological process of formation by applying control with iterative learning. The optimal setting of the control system was carried out and its effectiveness was investigated.

Research papers

1. Жученко Л. К. (2021). «Відмовостійка система керування процесом формування вуглецевих виробів». Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (4), 22–29. https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2021.248878

2. Жученко Л. К. (2022). Дослідження відмовостійкої системи керування процесом формування вуглецевих виробів. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (2), 42–50. https://doi.org/10.20535/2617-9741.2.2022.260347

3. Волощук В. А. , Жученко Л. К., Коротинський А. П. (2022). Дослідження теплових режимів процесу випалювання вуглецевих виробів. Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки , (4) ,72 -78. https://doi.org/10.32838/2663-5941/2022.4/12

4. Жученко Л. К. (2022). Постановка задачі оптимального керування процесом випалювання вуглецевих виробів. Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки.(5), 81 - 85. https://doi.org/10.32782/2663-5941/2022.5/11

5. Жученко Л. К. Аналіз технологічного процесу термічної обробки вуглецевих матеріалів як об’єкту автоматичного керування. The 3rd International scientific and practical conference “Priority directions of science development” (December 28-29, 2019) SPC “Sci-conf.com.ua”, Lviv, Ukraine. 2019. pp.250 – 254.

6. Жученко Л. К. Методологічні засади дослідження підвищення ефективності технологічних процесів (термічна обробка вуглецевих матеріалів). III Міжнародна науково – практична конференція “Філософія та науково – технічна творчість у хронотопі технічного університету” 3 вересня 2020 р. Київ, Україна, С.147 – 150.

7. Жученко Л. К., Волощук В. А. Постановка задачі оптимізації виробництва вуглеграфітової продукції на етапі випалювання. XVIII Міжнародна науково – практична конференція молодих вчених та студентів “Сучасні проблеми наукового забезпечення енергетики” 21. 04. 2020 р. С. 4 – 4.

8. Жученко Л. К., Волощук В. А., Коротинський А. П. Ентропія як показник якості вуглеграфітової продукції. XIX Міжнародна науково – практична конференція молодих вчених та студентів “Сучасні проблеми наукового забезпечення енергетики” 20. 04. 2021р. С. 8 – 9.

9. Жученко Л. К., Волощук В. А. Метод оптимального налаштування відмовостійкої системи керування процесом формування вуглецевих виробів. ХVІ Міжнародна конференція “Контроль і управління в складних системах” 15 -17.11.2022р. С. 38 – 40.

Files

Similar theses