blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-3-197-203blackmet-823Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИINFORMATION TECHNOLOGIES AND AUTOMATIC CONTROL IN FERROUS METALLURGYРАЗРАБОТКА И СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОДНОЙ ПРОДУКЦИИ ПРИ ОБЖИГЕDEVELOPMENT AND COMPARATIVE ANALYSIS OF MATHEMATICAL MODELS OF FORMING OF ELECTRODE PRODUCTION QUALITY AT BURNINGСошкинС. В.SoshkinS. V.

д.т.н., профессор, директор,

362001, РСО-Алания, Владикавказ, ул. Калинина, 2а

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Director,

Vladikavkaz

ugcma@mail.ruРутковскийА. Л.RutkovskiiA. L.

д.т.н., профессор кафедры теории и автоматизации металлургических процессов и печей,

362021, РСО-Алания, Владикавказ, ул. Николаева, 44

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of the Theory and Automation of Metallurgical Processes and Furnaces,

Vladikavkaz

rutkowski@mail.ruСошкинГ. С.SoshkinG. S.

к.т.н., зам. заведующего отделом научно-технических разработок и внедрений,

362001, РСО-Алания, Владикавказ, ул. Калинина, 2а

Cand. Sci. (Eng.), Deputy Head of Department of Scientific and Technical Developments and Deployments,

Vladikavkaz

lans89@list.ruМешковЕ. И.MeshkovE. I.

д.т.н., профессор кафедры теории и автоматизации металлургических процессов и печей,

362021, РСО-Алания, Владикавказ, ул. Николаева, 44

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of the Theory and Automation of Metallurgical Processes and Furnaces,

Vladikavkaz

КовалеваМ. А.KovalevaM. A.

к.т.н., профессор кафедры теории и автоматизации металлургических процессов и печей,

362021, РСО-Алания, Владикавказ, ул. Николаева, 44

Cand. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of the Theory and Automation of Metallurgical Processes and Furnaces,

Vladikavkaz

mary_kovaleva@list.ruНПК «Югцветметавтоматика»РоссияSPC “Yugtsvetmetavtomatika”Russian FederationСеверо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)РоссияNorth Caucasian Institute of Mining and Metallurgy (State Technological University), NCIMM (STU)Russian Federation201631032016593197203Copyright © Сошкин С.В., Рутковский А.Л., Сошкин Г.С., Мешков Е.И., Ковалева М.А., 20162016Сошкин С.В., Рутковский А.Л., Сошкин Г.С., Мешков Е.И., Ковалева М.А.Soshkin S.V., Rutkovskii A.L., Soshkin G.S., Meshkov E.I., Kovaleva M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/823

Основная задача процесса обжига электродной продукции – получение обожженных изделий с заданными физико-механическими свойствами. В работе определены математические зависимости формирования качества обжигаемых изделий в период их высокотемпературного нагрева, выполнена идентификация полученных математических зависимостей на основе экспериментальных данных. Адекватные модели позволяют исследовать процессы формирования качества электродной продукции для различных температурных режимов и начальных условий обжига, а так же прогнозировать показатели качества обожженной электродной продукции. Проведен сопоставительный анализ статистической, детерминированной и нейросетевой моделей прогнозирования качества обожженной электродной продукции.

The main objective of the burning process of electrode products is getting burnt products with desired physical and mechanical properties. The authors have determined the mathematical dependences of forming of burnt products quality during their high-temperature heating, and have completed the identifi cation of these dependences on the basis of the experimental data. Adequate models allow us to study the formation processes of the electrode products quality for diff e rent temperature regimes and initial burning conditions, as well as to predict the quality levels of burned electrode products. The comparative analysis of statistical, deterministic and neural networks models to predict the quality of burnt electrode products was made.

обжиг электродных материаловформирование качества продукциимоделирование процесса обжигапрогноз показателей процессаburning of electrode materialsformation of production qualitymodeling of burning processforecast of process indicatorsReferencesJones S.S, Hildebrandt R.D., Kaiser M.C. Important factors aff ecting the performance of anode carbon composites for the production of aluminum // 14-th Biennial conference on carbon. Extended Abstr. and Program., 25 – 29 June 1979. American Carbon Society, Pennsylvania State University. P. 81 – 90.Jones, S.S, Hildebrandt, R. D., Kaiser M. C. Important factors affecting the performance of anode carbon composites for the production of aluminum. In: 14th Biennial conference on carbon, Extended Abstr. and Program, 25–29 June, 1979. American Carbon Society, Pennsylvania State University, pp. 81–90.Лутков А.И., Тканова О.В., Большаков Ю.Л. Определение термонапряжений и оптимизация режима обжига углеродных заготовок // Цветные металлы. 1990. № 9. C. 62 – 65.Lutkov A.I., Tkanova O.V., Bol’shakov Yu.L. Determination of thermal stresses and optimization of burning mode of carbon billets. Tsvetnye metally. 1990, no. 9, pp. 62–65. (In Russ.).Severo D. S., Elton V. G., Pinto C. V. Advanced 3D modelling for anode baking furnaces // Light Metals (The Minerals, Metals & Materials Society). 2005. Р. 203 – 208.Severo D.S., Elton V.G., Pinto C.V. Advanced 3D Modelling For Anode Baking Furnaces. Light Metals (The Minerals, Metals & Materials Society). 2005, pp. 203–208.Keller F., Sulger P., Meier M. etc. Specifi c energy consumption in anode bake furnaces // Light Metals. 2010. Р. 1005 – 1010.Keller F., Sulger P., Meier M., Severo D., Gusberti V. Specific Energy Consumption in Anode Bake Furnaces. Light Metals. 2010, pp. 1005–1010.Severo D., Sulger P., Keller F., Meier M. Recent developments in anode baking furnace design // Light Metals. 2011. Р. 853 – 858.Severo D., Sulger P., Keller F., Meier M. Recent Developments in Anode Baking Furnace Design. Light Metals. 2011, pp. 853–858.Gerald F. Century aluminium of West Virginia, AIME // Light Metals. 2000. Р. 573 – 578.Gerald F. Covanec. Century Aluminium of West Virginia, AIME. Light Metals. 2000, pp. 573–578.Fisher W.K., Keller F., Perruchoud R.C., Oberdolz S. R&D Carbon, AIME // Light Metals. 1993. Р. 683 – 689.Fisher W.K., Keller F., Perruchoud R.C., Oberdolz S. R&D Carbon, AIME. Light Metals. 1993, pp. 683–689.Mannweiler U., Sulzberger P., Oberdolz S. R&D Carbon, AIME // Light Metals. 1991. Р. 635 – 639.Mannweiler U., Sulzberger P., Oberdolz S. R&D Carbon, AIME. Light Metals. 1991, pp. 635–639.Oberdolz S., Muhlemann О. R&D Carbon, AIME // Light Metals. 1978. Р. 315.Oberdolz S., Muhlemann O. R&D Carbon, AIME. Light Metals. 1978, 315 p.McClung M., Ross I.R., Chavanec G. Century Al of West Virginia, AIME // Light Metals. 2000. Р. 573 – 479.McClung M., Ross I.R., Chavanec G. Century Al of West Virginia, AIME. Light Metals. 2000, pp. 573–479.Санников А.К. Принцип управления формированием структуры и свойств графитированных электродов // Цветные металлы. 1990. № 9. С. 58 – 62.Sannikov A.K. The control principle of formation of structure and properties of graphite electrodes. Tsvetnye metally. 1990, no. 9, pp. 58–62. (In Russ.)Смирнова А.С., Рысс М.А., Дмитриева Г.В., Баженов Н.А. Изучение динамики газовыделения и изменения свойств при обжиге заготовок, изготовленных на средне- и высокотемпературном пеках // Цветные металлы. 1965. № 11. C. 90 – 93.Smirnova A.S., Ryss M.A., Dmitrieva G.V., Bazhenov N.A. The study of the kinetics of gas evolution and change of properties during burning of billets made at medium and high-temperature modes. Tsvetnye metally. 1965, no. 11, pp. 90–93. (In Russ.).Сухоруков И.Ф., Атаманский А.И., Павловский А.М. Об оптимальном режиме нагревания электродных заготовок различных диаметров // Цветная металлургия. 1965. № 20. C. 51 – 58.Sukhorukov I.F., Atamanskii A.I., Pavlovskii A.M. Optimal heating modes for electrode blanks of various diameters. Tsvetnaya metallurgiya. 1965, no. 20, pp. 51–58. (In Russ.).Akaike H. A new look at the statistical model identifi cation // IEEE Transactions on Automatic Control. 1974. T. 19. Р. 716 – 723.Akaike H. A new look at the statistical model identifi cation. IEEE Transactions on Automatic Control. 1974, vol. 19, pp. 716–723.Сошкин С.В., Фокин В.П., Рутковский А.Л., Сошкин Г.С. Математическое моделирование процессов формирования качественных показателей электродной продукции при обжиге // Цветная металлургия. 2010. № 12. C. 33 – 39.Soshkin S.V., Fokin V.P., Rutkovskii A.L., Soshkin G.S. Mathematical modeling of quality indicators formation of electrode products during burning. Tsvetnaya metallurgiya. 2010, no. 12, pp. 33–39. (In Russ.).Сошкин Г.С., Рутковский А.Л., Цемехман Л.Ш. и др. Экспериментальные исследования и математическое моделирование динамики термического разложения углеродных композиций // Цветные металлы. 2012. № 2. С. 42 – 47.Soshkin G.S., Rutkovskii A.L., Tsemekhman L.Sh., Sineva S.I., Soshkin S.V. Experimental studies and mathematical modeling of the thermal decomposition of carbon compositions. Tsvetnye metally. 2012, no. 2, pp. 42–47. (In Russ.).Померанцев В.В. Основы практической теории горения. – Ленинград: Энергоатомиздат, 1986. – 165 с.Pomerantsev V.V. Osnovy prakticheskoi teorii goreniya [Basics of practical theory of combustion]. Leningrad: Energoatomizdat, 1986, 165 p. (In Russ.).Сошкин С.В., Рутковский А.Л., Сошкин Г.С. Исследование и математическое моделирование процесса пиролиза электродных заготовок при обжиге // Цветные металлы. 2008. № 2. С. 108 – 110.Soshkin S. V., Rutkovskii, A. L., Soshkin, G. S. Research and mathematical modeling of the pyrolysis process of electrode billets du ring burning. Tsvetnye metally. 2008, no. 2, pp. 108–110. (In Russ.).Мкртчян С.О. Нейроны и нейронные сети. Введение в теорию формальных нейронов. – М.: Энергия, 1971. – 232 с.Mkrtchyan S.O. Neirony i neironnye seti. Vvedenie v teoriyu formal’nykh neironov [Neurons and neural networks. Introduction to the theory of formal neurons]. Moscow: Energiya, 1971, 232 p. (In Russ.).Салихов З.Г., Рутковский А.Л., Сошкин Г.С., Сошкин С.В. Разработка нейросетевых моделей прогнозирования качественных показателей обожженной электродной продукции для управления технологическим процессом обжига // Изв. вуз. Черная металлургия. 2011. № 1. С. 54 – 60.Salikhov Z.G., Rutkovskii, A.L., Soshkin, G.S., Soshkin, S.V. Forecasting network structure model development of burnt electrode products quality index for burning technology process programmed control. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2011, no. 1, pp. 54–60. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.