- Создание энергоэффективных дуговых, руднотермических и электрошлаковых электропечных комплексов с источниками питания током пониженной частоты и постоянным током - перспективное направление электротехнологии, обеспечивающее повышение коэффициента мощности с 0,6 - 0,82 до 0,86 - 0,92 и экономию более 10% сырья, повышение качества металлургической продукции.
- Для целей исследования и проектирования ЭППП рационально рассматривать энергетическую систему печных комплексов в составе четырех структурных единиц: трех внутренних зон: низкоэлектропроводных материалов, дуги и высокоэлектропроводных материалов, а также энергетического оборудования вне печи.
- Научно-методической основой развития электрометаллургических производств по пути создания энергоэффективных плавильных печных комплексов, работающих на постоянном токе и токе пониженной частоты, является концепция, заключающаяся в разработке структуры преобразования и динамического управления распределением потоков мощности в полупроводниковых системах питания и трех энергетических зонах рабочего пространства печной установки.
- Эффективность использования введенной в печь энергии и качественные показатели плавки повышаются при МГД перемешивании полем рабочего тока, что обеспечивается на постоянном токе конструкцией и режимом нижнего токоподвода, а при токе пониженной частоты выбором частоты в диапазоне 0,1 - 10 Гц.
- Создание каналов контроля и регулирования распределения энергетических потоков в зонах и между зонами рабочего пространства печей позволяет создать параметрически и структурно адаптируемые ЭППП.
- Показано, что в ДППТ лучшими показателями обладает конструкция с одним сводовым, двумя и более подовыми электродами, подключенными к выпрямителю с каскадно включенными тиристорными группами (в печных комплексах большой емкости) и к источнику питания с ИМПТ (при средней и малой емкости), позволяющему проводить расплавление шихты при постоянной максимальной мощности и обладающему постоянным высоким коэффициентом мощности при глубоком регулировании рабочего напряжения и быстродействующей стабилизации тока.
- Доказано, что в РТПТ предпочтительна схема с проводящей подиной, характеризующаяся наиболее высоким активным сопротивлением ванны, причем в многоэлектродных печах сближение сводовых электродов приводит к повышению активного сопротивления ванны, а токи межэлектродной проводимости отсутствуют.
- Показано, что в ЭШПНЧ при выплавке крупных заготовок преимущество имеет бифилярная схема подключения расходуемых электродов к ИПЧ, которая содержит дополнительный источник, обеспечивающий выравнивание скорости плавления электродов и адаптивную структуру распределения мощности в шлаковой ванне.
1.Автоматизация вакуумного дугового переплава с использованием персональных компьютеров / С. М. Нехамин, С. В. Мулин, Ю. С., Легович [и др.] // Сталь, 2000, № 10. - С. 62 – 66.
2.Автоматизированная рудовосстановительная печь постоянного тока / Неха-мин С. М., Котюк А. В., Фридман М. А. [и др.] // Электрометаллургия, 2001, № 3. - С. 25 – 27.
3.Дуговые плавильные агрегаты постоянного тока / С. М. Нехамин, А. Г. Лунин, М. М. Крутянский, А. К. Филиппов // Новые огнеупоры, 2004, № 11. – С. 13.
4.Интенсификация промышленных ферросплавных электропечей с применением тиристорных источников питания / Бруковский И. П., Нехамин С. М., Розенберг В. Л. [и др.] // Электротехника, 1988, № 6. – С. 29 – 31.
5.Компьютерное управление режимом электродуговых печей – ресурс их эффективной работы / Нехамин С. М., Волохонский Л. А., Котюк А. В., Фридман М. А. // Электрометаллургия, 2001, № 3. - С. 24 – 27.
6.Нехамин С. М. Задачи создания и использования огнеупорных материалов и изделий для дуговых печей // Новые огнеупоры, 2008, № 11. С. 17 – 18.
7.Нехамин С. М. Зонная структура ванны электродных плавильных печей при работе на постоянном токе и токе пониженной частоты // Металлург, 2014, № 2. - 57 – 64.
8.Нехамин С. М., Крутянский М. М., Стомахин А. Я. Пути улучшения показателей выплавки стали в малотоннажных дуговых печах // Электрометаллургия, 2007, № 7. - С. 2 – 7.
9.Нехамин С. М., Лебедев В. Г. Интеллектуальные информационно-управляющие системы для повышения эффективности руднотермического производства // Электрометаллургия, 2001, № 10. - С. 38 – 40.
10.Нехамин С. М. Руднотермические печи постоянного тока для ферросплавного производства // Сталь, 2008, № 6. - С. 43 – 47.
11.Новая сталеплавильная печь для литейщиков. Дуговая печь постоянного тока для плавки стали емкостью 2 тонны (до 3 тонн) типа ДП-2 / С. М. Нехамин, М. В. Митрофанов, В. С. Киселев [и др.] // Литейщик России, 2011, № 5. - С. 27 – 31.
12.Об улучшении показателей малотоннажных дуговых сталеплавильных печей для литейного производства / С. М. Нехамин, А. Я. Стомахин, А. И. Черняк, А. К. Филиппов // Металлургия машиностроения, 2007, № 3. - С. 18 – 20.
13.Опыт реконструкции дуговой сталеплавильной печи ДСП-25 в литейном производстве / Нехамин С. М., Елизаров К. А., Зайцев Г. В. [и др.] // Электрометаллургия, 2011, № 7. С. – 7 - 13.
14.Плавка кремния в руднотермической печи на выпрямленном токе / С. М. Не-хамин, М. А. Фридман, В. И. Щербинин [и др.] // Цветные металлы, 2000, № 2. - С. 60 – 63.
15.Применение тиристорных источников для питания рудовосстановительных электропечей / Бруковский И. П., Нехамин С. М., Розенберг В. Л. [и др.] // Электротехника, 1984, № 2. – С. 33 – 36.
16.Руднотермические печи выпрямленного тока как ресурсосберегающие агрегаты / А. Н. Попов, С. М. Нехамин, М. А. Фридман, Котюк А. В. // Электрометаллургия, 1998, № 1. - С. 11 – 16.
17.Система автоматизированного управления процессом ЭШП полых заготовок в подвижном кристаллизаторе Деднев А. А., Нехамин С. М., Орлов С. В.[и др. ] // Электрометаллургия, 2006, № 7. - С. 20 – 25.
18.Системы управления плавильных электропечей для металлургии и машиностроения / Елизаров К. А., Деднев А. А., Киссельман М. А., Нехамин С. М. // Электрометаллургия, 2012, № 9. - С. 27 – 36.
19.Система управления промышленной руднотермической печи для выплавки кремния / Легович Ю. С., Лебедев В. Г., Нехамин С. М., Пронина В. А. // Электрометаллургия, 1998, № 3. - С. 39 – 47.
20.Сравнительные показатели дуговых сталеплавильных печей постоянного и переменного тока для литейного производства / Елизаров К. А., Крутянский М. М., Нехамин С. М., Черняк А. И. // Электрометаллургия, 2011, № 1. - С. 9 – 15.
21.Электродуговые агрегаты постоянного тока / Нехамин С. М., Крутянский М. М., Елизаров К. А., Филиппов А. К. // Электрометаллургия, 2005, № 11. - С. 2 – 4.
22.Mathematical Simulation of Electromagnetic Stirring of Liquid Steel in DC Arc Furnace / S. A. Smirnov, V. V. Kalaev, S. M. Nekhamin [etc.] // High Temperature, 2010, v. 48, No 1. - P. 74 – 83.
23.New trends in the development of the DC arc furnaces / Elizarov K. A., Krutyan-skii M. M., Nekhamin I. S., Nekhamin S. M. // Russian Metallurgy (Metally), vol. 2014. No 6. - P. 443 – 448.
Патенты
24.Пат. № 2066093, РФ. Нехамин С. М., Козлов О. В. Электротермическая установка. 2002, Бюл. № 34.
25.Пат. № 2089803, РФ. Автоматизированный электропечной агрегат / Нехамин С. М., Козлов О. В., Бастрыга И. М. [и др.]. 1997, Бюл. № 25.
26.Пат. № 2098730, РФ. Проводящая подина дуговой печи / Козлов О. В., Не-хамин С. М., Фридман М. А. [и др.].1997, Бюл. № 34.
27.Пат. № 2216883, РФ. Источник питания дуговой печи постоянного тока / Не-хамин С. М., Машьянов В. Г., Фарнасов Г. А. [и др.]. 2003, Бюл. № 32.
28.Пат. № 2324281, РФ. Источник питания постоянного тока для дуговой печи (его варианты) / Мустафа Г. М., Минаев Г. М., Ильинский А. Д., Нехамин С. М. [и др.]. 2008, Бюл. № 10.
29.Пат. № 2424325, РФ. Способ электрошлаковой выплавки полого слитка / Дуб А. В., Дуб В. С., Нехамин С. М. [и др.]. 2011, Бюл. № 20.
30.Пат. № 2424335, РФ. Способ электрошлакового переплава / Дуб А. В., Дуб В. С., Нехамин С. М. [и др.]. 2011, Бюл. № 20.
31.Пат. № 2424336, РФ. Электрошлаковая печь / Дуб А. В., Дуб В. С., Нехамин С. М. [и др.]. 2011, Бюл. № 20.
32.Пат. № 2445383, РФ. Установка для электрошлаковой выплавки полых слитков / Дуб А. В., Дуб В. С., Нехамин С. М. [и др.]. 2012, Бюл. № 8.
33.Пат. № 2448173, РФ. Способ электрошлакового переплава и устройство для его осуществления / Нехамин С. М., Дуб А. В., Дуб В. С. [и др.]. 2012, Бюл. № 11.
34.Пат. № 2456118, РФ. Способ контроля уровня жидкой металлической или шлаковой ванны в кристаллизаторе и устройство для его осуществления / Нехамин С. М., Деднев А. А., Дуб В. С. [и др.]. 2012, Бюл. № 20.
35.Пат. № 2486264, РФ. Установка электрощлакового переплава и способ ее управления / Нехамин И. С., Нехамин С. М., Дуб А. В. [и др.]. 2013, Бюл. № 18.
36.Пат. № 2487182, РФ. Способ электрошлакового переплава / Дуб А. В., Дуб В. С., Нехамин С. М. [и др.]. 2013, Бюл. № 19.
37.U. S. Pat. № 4,388,108. Method and apparatus for smelting charge materials in electric arc furnace / Vladimir L. Rozenberg, Igor P. Brukovsky, Sergey M. Nekhamin [et al.]. - Jun.14, 1983.
Публикации в материалах конференций
38.Компьютерное управление электродуговыми агрегатами – ресурс их эффективной работы / Нехамин С., Волохонский Л., Котюк А., Фридман М .// Электротехнологии ХХI века (Элтех-2001). Современные проблемы и достижения в области электротехнологий в ХХI веке. Материалы междунар. научно-практич. конф. 4 - 5 апреля 2001 года. Круглый стол 1. С-Пб, 2001. - С.12 – 14.
39.Крутянский М. М., Нехамин С. М., Елизаров В. А. Электрическая дуга в руднотермической печи и возможности управления технологическим процессом // Проблемы рудной и химической электротермии. Сборник трудов Всеросс. научно-технич. конф. с междунар. участием «Электротермия-2010», 1 - 3 июня 2010 г. Санкт-Петербург). С-Пб., 2010. - С. 13 – 21.
40.Лебедев В. Г, Нехамин С. М., Панкова Л. А. Идентификация схемной модели руднотермической печи // Идентификация систем и задач управления. Доклады меж-дунар. конф. Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. Москва, 26 – 28 сентября 2000 г. - С. 59.
41.Нехамин С., Волохонский Л., Котюк А., Фридман М. Компьютерное управление электродуговыми агрегатами – ресурс их эффективной работы // Электротехнологии ХХI века (Элтех-2001). Современные проблемы и достижения в области электротехнологий в ХХI веке. Материалы междунар. научно-практич. конф. 4 - 5 апреля 2001 года. Круглый стол 1. – С-Пб., 2001. - С. 12 – 14.
42.Нехамин С. М. Инновационные технологии и оборудование для электрометаллургических производств: дуговые сталеплавильные, вакуумные, электрошлаковые и руднотермические печи // Сб. докл. Шестая междунар. конф. «Металлургия-ИНТЕКЭКО-2013». - М., ИНТЕКЭКО, 2013. - С. 50 – 53.
43.Нехамин С. М., Крутянский М. М., Филиппов А. К. Руднотермические и электродуговые печи выпрямленного тока // Компьютерное моделирование при оптимизации технологических процессов электротермических производств: доклады научно-технич. конф. «Электротермия-2004» 1 - 4 июня 2004 г., посвящ. 70-летию кафедры электротермии СПбГТИ (ТУ). - С-Пб., 2004. - С. 187 – 191.
44.Нехамин С. М. Магнитогидродинамическое перемешивания металла в ванне руднотермической печи постоянного тока с целью интенсификации технологического процесса / Технология и оборудование руднотермических производств // Труды Все-росс. научно-технич. конф. с междунар. участием «Электротермия-2008», 3 - 5 июня 2008 г. Санкт-Петербург). С-Пб., 2008. - С. 146 – 149.
45.Нехамин С. М. МГД-перемешивание в дуговой печи ванны жидкого металла полем рабочего постоянного и переменного тока низкой частоты / Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий. АПЭЭТ-2011 // Сб. науч. трудов. ФГОУА ВПО УрФУ, г. Екатеринбург, 2011. - С. 86 – 89.
46.Нехамин С. М. Металлургические методы и оборудование для получения и очистки кремния-2014 // Х конференция по актуальным проблемам физики, металловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе «Кремний-2014». – Иркутск: Инст. геохимии СО РАН, 2014. - С. 14.
47.Нехамин С. М. Модернизация действующих и создание новых высокоэффективных дуговых печей для литейных и малотоннажных металлургических производств // Доклады на XII Международном конгрессе сталеплавильщиков, 22 - 26 октября 2012 г., г. Выкса. – С. 132.
48.Нехамин С. М. Резерв повышения эффективности дуговых сталеплавильных и ферросплавных печей – управление их энергетической структурой // Современные проблемы электрометаллургии стали. ХV международная науч. Конференция (24 - 27 сентября 2013 г. ЮУрГУ). Челябинск, 2013. - С. 194
49.Нехамин С. М. Руднотермические печи мощностью от 4,5 до 33 МВА для производства металлургического кремния повышенной чистоты // Кремний-2011. VIII-я Междунар. конф. Тезисы докладов. Москва, 05-08 июля 2011. - С. 54.
50.Нехамин С. М., Руднотермические печи постоянного тока / Руднотермиче-ские печи (конструкции, исследование и оптимизация технологических процессов, моделирование): тр. Всеросс. научно-технич. конф. с междунар. участием «Электротермия-2006, 6 - 8 июня 2006 г. Санкт-Петербург). С-Пб., 2006. - С. 15 – 25.
51.Нехамин С. М. Современные дуговые сталеплавильные, вакуумные, электрошлаковые, ферросплавные печи для металлургии и машиностроения, перспективы их развития // Перспективы развития металлургии и машиностроения с использованием завершенных фундаментальных исследований и НИОКР. Тр. науч.-практич. конференции с международным участием. Екатеринбург, 1 - 4 октября 2013 г. Екатеринбург. ИМЕТ УрО РАН, 2013. - C. 61 – 63.
52.Нехамин С. М., Технологическая схема маломасштабного производства кремния высокой чистоты – ARSV-технология // Кремний-2011. VIII-я Междунар. конф. Тезисы докладов. М., 05 - 08 июля 2011. - С. 53.
53.Нехамин С. М. Энерго-ресурсосберегающие комплексы с дуговыми печами переменного и постоянного тока для литейных производств / Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий. АПЭЭТ-2011 // Сб. науч. тр. ФГОУА ВПО УрФУ, Екатеринбург, 2011. - С. 80 – 85.
54.Новые направления в решении проблемы утилизации алюминиевых солевых шлаков / С. М. Нехамин, М. М. Крутянский, А. И. Черняк, А. К. Филиппов // Металлургия легких металлов. Проблемы и перспективы. Сб. тезисов докладов II Междун. научно-практич. конф., посв. 100-летию со дня рожд. члена-корр. АН СССР, проф. А.И.Беляева. 20 - 22 ноября 2006 г. - М., 2006. - С. 187 – 189.
55.Оборудование для специальной электрометаллургии / Деднев А. А., Нехамин С. М., Левков Л. Я. [и др.] // Современные проблемы электрометаллургии стали. ХV международная науч. Конференция (24 - 27 сентября 2013 г.). – Челябинск: ЮУрГУ, 2013. - С. 8.
56.A unique multipurpose electroslag remelting furnace for producting large solid and hollow billets of large unit mass has been created in Russia / Dub A., Dub V., Nekhamin S. [etc.] // Energy efficient, economically sound, ecologically respectful, educationally enforced electrotechnologies. XVII congress 21 - 25 may 2012, St.Petersburg. Proceedings of the Congress. - P. 74 – 78.
57.Nekhamin S. Design of direct current furnace power 6.4MW for silicon reducing. Its electrodes and refractory work, control regimes and summary of manufacturing // The thirteenth international ferroalloys congress INFACON XIII. Kazakhstan, Almaty. June 9 -12. 2013. - P. 435 – 441.
58. Nekhamin S. Energy flow control in electric arc furnaces, submerged arc furnaces and electroslag furnaces using rectification and frequency control of operation current – as energy- resource-saving direction of electrometallurgy realized by Russian company “COMTERM” // Energy efficient, economically sound, ecologically respectful, educational- ly enforced electrotechnologies. XVII congress 21 - 25 may 2012, St. Petersburg. Proceed ings of the Congress. - P. 31 – 32.
Другие публикации в других журналах, сборниках научных трудов, материалах научно-технических совещаний, симпозиумов
59.Автоматизированная рудовосстановительная печь выпрямленного тока / Не-хамин С. М., Фридман М. А., Щербинин В. И. [и др.] // Компьютерное моделирование при оптимизации технологических процессов электротермических производств. Доклады науч.-технич. совещания «Электротермия-2000» 6 - 7 июня 2000 г. С-Пб., 2000. - С. 311 – 316.
60.Нехамин С. М. Инновационные технологии и оборудование для электрометаллургических производств: дуговые сталеплавильные, вакуумные, электрошлаковые и руднотермические печи // MetallRussia, 2014, № 10. – С. 15 – 17.
61.Нехамин С. М., Лебедев В. Г. Использование в руднотермических производствах интеллектуальных информационно-управляющих систем // Доклады научно-технич. совещания «Электротермия-2000» 6-7 июня 2000 г. С-Пб, 2000. - С. 272 – 276.
62.Нехамин С. М., Лебедев В. Г, Панкова Л. А. Идентификация нелинейной схемной модели электрической цепи ванны ферросилициевой печи // Компьютерное моделирование при оптимизации технологических процессов электротермических производств // Доклады научно-технич. совещания «Электротермия-2000» 6 - 7 июня 2000 г. С-Пб., 2000. - С. 75 – 82.
63.Проектирование системы автоматизированного управления выплавкой кристаллического кремния / Ефремов А. Ю., Лебедев В. Г., Легович Ю. С, Нехамин С. М. [и др.] // Автоматизация проектирования, 2000, № 1-2. - С. 33 – 39.
64.Руднотермическая печь выпрямленного тока с управлением от промышленного компьютера / С. М. Нехамин, А. Н. Попов, М. А. Фридман, А.В. Котюк // Компьютерные методы в управлении электротехнологическими режимами рудно-термических печей. Доклады научно-технич. совещания «Электротермия-98» 2 – 3 июня 1998 г. С-Пб., 1998. - С. 131 – 138.
65.Система управления на базе промышленного компьютера для руднотермиче-ской печи / Нехамин С. М., Легович Ю. С., Лебедев В. Г.[и др.]. // Компьютерные методы в управлении электротехнологическими режимами руднотермических печей. Доклады науч.-технич. совещания «Электротермия-98» 2-3 июня 1998 г. С-Пб., -1998. - С. 279 – 289.
66.Создание и эксплуатационные испытания ферросплавных печей с источниками питания пониженной частоты / С. М. Нехамин, И. П. Бруковский, С. А. Саньков [и др.] // Рудовосстановительные электропечи (Труды / ВНИИЭТО). - М.: Энергоатом-издат, 1988. - С. 22 – 27.
67.Электрические режимы РТП при питании током пониженной частоты / С. М. Нехамин, И. П. Бруковский, А. А. Деднев, Д. А.Червоноокий // Актуальные проблемы создания дуговых и руднотермических печей (Труды / ВНИИЭТО). - М.: Энергоатом-издат, 1984. - С. 67 – 70.