Розглянуто питання розробки нових ефективних пристроїв (способів) для вторинного допалювання CO-вмісних відхідних газів в агрегатах конверторного типу. Розроблено статичну математичну модель конверторної плавки з вторинним допалюванням даних газів, яка допомагає в першому наближенні встановити діапазони оптимальних значень керуючих параметрів процесу допалювання залежно від варіанту підведення дуття, шихтовки плавок та зони організації процесу в агрегаті. Описано комплексну функціонально-детерміновану динамічну математичну модель допалювання газів у порожнині кисневого конвертора з урахуванням макрокінетики плавки. Проведено аналітичні дослідження процесу вторинного допалювання газів та визначено основні закономірності для раціональної організації в конверторах з верхнім та комбінованим дуттям. Висвітлено нові ефективні пристрої (способи) для вторинного допалювання газів у порожнині конверторів.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію та режими експлуатації системи газодинамічної відсічки шлаку на підставі дослідження газодинаміки та теплообміну імпактних струменів. Запропоновано інженерні моделі натікання надзвукового та дозвукового неізотермічного газового струменя на тупиковий канал, яка передбачає збереженя структури струменя у тупиковому каналі. Вперше одержано критеріальні рівняння газодинамічної подоби натікання неізотермічного газового струменя на тупиковий канал. Експериментально визначено режими взаємодії перехідної ділянки надзвукового й основної ділянки дозвукового струменя газу з потоком нестисливої рідини, а також енергетичні та геометричні характеристки газового струменя, що визначають зміну режиму його взаємодії з потоком рідини. Для режиму повного запирання нестисливої рідини в каналі теоретичним шляхом визначено й еспериментально підтверджено глибину проникнення газу в шар рідини. Розроблено технологію та варіанти конструктивного виконання системи газодинамічної відсічки шлаку під час випуску плавки з конверторів та проведено її експериментальну апробацію.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію виробництва та застосування конверторного флюсу, що являє собою вапно в облямівці феритів кальцію. Виведено рівняння для визначення вмісту марганцю у кінці продувки, яке враховує окисненість шлаків, вміст Si у чавуні, температуру сталі. Встановлено, що для кожного вмісту вуглецю в сталі існує строго визначена концентрація алюмінію, за якої міцнісні властивості максимальні.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розкрито особливості впливу способів і технологічних рішень на екологічність процесів утилізації фосфогіпсу та конверторного шлаку, якість одержаної під час їх реалізації товарної продукції, як підгрунтя покращення екологічного стану навколо суб'єктів з їх наявністю, а також більш раціонального використання природних ресурсів. Обгрунтовано процес утилізації фосфогіпсу з одержанням гіпсового в'яжучого. Розроблено нові екологічно прийнятні раціональні технології одержання газо- та піногіпсобетону та сухих будівельних сумішей. Зазначено, що як в'яжуче використано напівгідрат сульфату кальцію (СК), одержаного випаленням відвального фосфогіпсу; в основу виготовлення пресованих виробів з фосфогіпсу покладено властивість напівгідрату СК вступати в реакцію з водою з одержанням дигідрату СК. Проаналізовано процес утилізації конверторного шлаку (КШ) з використанням його як дрібнодисперсного наповнювача до пінополімерних ізоляцій, а також як абразивного матеріалу у суміші з відходами виробництва карбіду кремнію. Проведено оцінку еколого-гігієнічних аспектів утилізації фосфогіпсу та КШ і визначено, що впровадження запропонованих удосконалених технологічних процесів призводить до суттєвого покращення екологічного стану навколо стану об'єктів з їх наявністю.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання розробки математичної моделі процесу дуття конвертерної плавки. Розроблено модель керування процесом дуття конвертерної плавки, доведено можливість суттєвого підвищення якості керування за рахунок введення зворотного зв'язку за непрямими методами вимірювання параметрів процесу. Проведено порівняльний аналіз математичних моделей процесу дуття у режимах статичного, динамічного та замкненого керування. Розроблено критерій і розв'язано задачу зниження собівартості сталі за рахунок зміни параметрів режиму дуття.

  Скачати повний текст

Розроблено ефективний метод стабілізаційної обробки стічних вод газоочисток конвертерів, що відрізняються підвищеним виносом вапна, для створення замкнених систем оборотного водопостачання, які запобігають скиданню стічних вод у водні об'єкти. Розроблено та науково обгрунтовано нормативи якості води (за основними показниками), що подається на газоочистки металургійних агрегатів. Досліджено вплив хімічних речовин на обмеження розчинення вапна та запобігання карбонатним відкладенням. Визначено основні фактори, що впливають на винос вапна з конвертерів і величину гідратної лужності стічних вод газоочисток киснево-конвертерних цехів. На підставі досліджень щодо запобігання відкладень карбонату кальцію доведено, що максимальну ефективність (до 96 %) мають полісилікат і триполіфосфат натрію. Виявлено необхідні дози даних реагентів, які відповідно склали 50 мг/дм3 та 5 мг/дм3.

  Скачати повний текст

Запропоновано конструктивну схему механічного маніпулятора, яка не вимагає для відпрацювання потрібної траєкторії руху виконавчого органу складних засобів автоматизації та забезпечує можливість її компактного розміщення на робочому майданчику відносно кисневого конвертора. Одержано залежності для розрахунку енергосилових параметрів запропонованої системи маніпулятора, виконано практичну перевірку розроблених технічних рішень та оцінку ефективності її промислового застосування.

  Скачати повний текст

Висвітлено результати теоретичних і експериментальних досліджень процесів перемішування й утворення сплесків рідкої фази в конвертерах з різними способами продувки. Із застосуванням сучасних методик холодного та високотемпературного моделювання одержано нову достовірну інформацію щодо гідродинаміки конвертерної ванни й особливості взаємодії в об'ємі ванни кисневих і газопорошкових струменів у разі зміни способів і параметрів дуття, варіантів розміщення та кількості продувних пристроїв. Установлено можливість істотного збільшення інтенсивності продувки без збільшення втрат металу з викидами в конвертерах комбінованого дуття, AOD-агрегатах і за організації продувки через двох'ярусні багатоцільові фурми. Встановлено, що найбільш раціональним варіантом комбінованої верхньо-донної продувки є подача основного кисневого дуття через верхню фурму. Експериментально з використанням дослідного, на підставі техногенних відходів виробництва, порошкоподібного "чорного вапна" підтверджено ефективність розробленого дуттєвого режиму комбінованої верхньо-донної продувки. Визначено, що уведення дослідного реагенту через донну фурму в зону реагування верхнього та донного кисневих потоків забезпечує раннє утворення активних основних шлаків, а регульоване співвідношення компонентів суміші - більш повне видалення фосфору та сірки, а за необхідності - ефективне підвищення вуглецю в металі. Уточнено схему перемішування ванни та механізм утворення сплесків рідкої фази, розроблено безрозмірний критерій перемішування, одержано вираження для розрахунку висот сплесків вільного простору конвертера.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання удосконалення вібраційних живильників для систем подачі, дозування, зважування та транспортування сипучих матеріалів з метою забезпечення високої точності дозування шихти. Розроблено різні підходи щодо визначення параметрів роботи з відмінними варіантами обліку впливу матеріалу, що переміщується, на динаміку живильника, з урахуванням перехідних електромагнітних процесів, які протікають в асинхронному двигуні, на підставі яких розроблено математичні моделі. Запропоновано спосіб підвищення точності дозування сипучих матеріалів за рахунок застосування раціональної форми поперечного перерізу робочого органа живильника, а також уточнення динамічних параметрів роботи вібраційного живильника за різних режимів функціонування. Зазначено, що використання форми поперечного перерізу, відмінного від прямокутного, дозволяє мінімізувати передозування матеріалу у разі зупинки живильника. Для визначення технологічних параметрів роботи живильника запропоновано систему рівнянь, яка враховує багатошарову модель сипучого матеріалу. Запропоновано методику визначення оптимальних конструктивних розмірів поперечного перерізу лотка. Одержано оптимальні значення кута нахилу днища лотка вібраційного живильника для V-образного поперечного перерізу за різних значень коефіцієнтів тертя спокою та ковзання.

  Скачати повний текст

З використанням сучасних методик фізичного та чисельного моделювання одержано нову достовірну інформацію про механізм, гідрогазодинамічні та тепломасообмінні процеси, що супроводжують продувку конвертерної ванни спеціально орієнтованими рядами над- і дозвукових кисневих струменів і подальшу роздувку шлакового розплаву азотними струменями, що переміщуються, з одночасним вдуванням порошкоподібних магнезіальних шлакоутворювальних матеріалів у нанесений на стіни конвертера шлаковий гарнісаж. Розроблено та запропоновано до промислової експлуатації на 160-т конвертерах ВАТ "АрселорМіттал Кривий Ріг" нові конструкції цільноточених головок кисневих фурм з оптимізованою системою охолодження та технологія продувки конвертерної ванни, що забезпечують прискорене формування шлаку з кінцевим вмістом оксиду магнію 5 - 7 %, покращання процесів дефосфорації та десульфурації металу, зниження інтенсивності заметалювання фурми та горловини конвертера. Встановлено та впроваджено у виробництво зі значним ресурсо- й енергозберігальним ефектом нові технологія гарячого ремонту футеровки 160-т конвертерів і конструкція гарнісажної торкрет-фурми, що забезпечують нанесення шлакового гарнісажу за допомогою роздувки кінцевого шлаку, який містить 5 - 7 % MgO, з одночасним факельним торкретуванням футерівки шляхом вдування до гарнісажного шару порошкоподібного невипаленого доломіту.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблеми розробки математичних моделей і системи керування процесом шлакоутворення. Вперше встановлено функціональні зв'язки пульсаційних параметрів (частоти й амплітуди) газу, що відходить, а також зміни маси фурми в процесі продувки зі шлакоутворенням в плавці, що суттєво розширило сферу застосування інформації газової фази, зокрема дозволило здійснити безперервний контроль рівня ванни. Досліджено новий підхід до побудови моделі керування шлакоутворенням у конвертері, який базується на системному розгляді процесів знесіркування до, під час продувки, додувки та в агрегаті доводки сталі. Удосконалено підхід до проблеми побудови математичної моделі процесу шлакоутворення, заснованого на сукупному застосуванні детермінованих, імовірних та евристичних методів з наступною ідентифікацією моделі в процесі експлуатації за плавками позитивного досвіду. Вперше вирішено проблему оптимізації процесу видалення сірки в конвертерному виробництві. Розвинуто методи контролю рівня ванни та ходу шлакоутворення, що враховують параметри роботи водоохолоджуючого устаткування, газу, що відходить і футерівки.

  Скачати повний текст

Проведено теоретичні дослідження гідродинамічних і теплофізичних процесів у порожнині конвертера під час роздування шлакової ванни та факельного торкретування футерівки конвертера. За допомогою методів математичного моделювання визначено поля швидкостей газу, рідкого шлаку та шлакових включень, динаміку вільної поверхні поділу газової та рідкошлакової фаз під час роздування шлакової ванни з використанням фурми з одно- та дворівневим розташуванням сопел; товщину та розташування шару гарнісажу на поверхні футерівки конвертера та настилі на стовбурі фурми; поля швидкостей торкрет-маси та поля концентрації її компонентів - палива (коксу) та вогнетриву, а також поля температур і геометричні характеристики торкрет-покриття.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичну модель динаміки процесу окиснення кремнію за умов продування чавуну у конвертері, яка базується на дифузійному режимі процесу та враховує зміну лімітуючої ланки в ході продування. Модель адекватно описує зміну вмісту кремнію в металі залежно від витрат кисню. Експериментально визначено константу моделі процесу окиснення кремнію у 60-тонному конвертері, яка складає 0,038. Розраховано охолоджувальний ефект вапна залежно від міри недопала та температури вапни. Встановлено, що зростання недопалу на 1 % збільшує охолоджувальний ефект вапна на 26,81 кДж/кг. Розроблено методику розрахунку та модель динамічного теплового балансу коверторної ванни, яка базується на динаміці окиснення кремнію та вуглеця. Запропоновано універсальний алгоритм розрахунку маси домішків вапна з різною мірою недопалу, що відповідають динамічному тепловому балансу ванни та забезпечують одержання заданої основності кінцевого шлаку.

  Скачати повний текст

Наведено результати аналітичних та експериментальних досліджень тепло-масообмінних, фізико-хімічних і гідродинамічних процесів у реакційній зоні кисневого конвертора, взаємозв'язків між ними. На даній основі розроблено дуттьові режими і пристрої кисневих конверторів, що забезпечують поліпшення техніко-економічних показників виплавки сталі.

  Скачати повний текст

Розроблено методику розрахунку середнього циркуляційного потоку металу за умов вдмухування силікокальцію, що враховує збільшення об'ємної частки газових пузирів у барботажній зоні зі збільшенням інтенсивності обробки, а також додаткове перемішування металу спливаючими пузирями пари кальцію. Запропоновано нові способи визначення інтенсивності масообміну в об'ємі ковша та на межі розділу краплі силікокальцію й пузирів пари кальцію з рідкою сталлю за умов барботажного перемішування у сталеливарному ковші. Встановлено суттєвий вплив інтенсивності перемішування рідкої сталі пузирями пари кальцію на ступінь його засвоєння та використання. Визначено оптимальне співвідношення частинок кальцію, засвоєного з пузирів його пари та рідких крапель силікокальцію, що складає не менше 4 : 1. На підставі математичного моделювання процесу плавлення порошкового дроту (ПД) встановлено, що розчинення її оболонки у розплаві наповнювача й розплавлювання наповнювача в інтервалі температур у сумі змінюють розрахунковий час розплавлювання ПД на 15 - 20 %. Виявлено суттєвий вплив інтенсивності барботажного перемішування рідкого металу парами кальцію на ефективність обробки за умови високих швидкостей введення ПД. Зазначено, що у разі уповільнення даного процесу основним чинником впливу на засвоєння та використання кальцію є глибина проникнення ПД у розплав. На підставі статистичного аналізу промислових плавок встановлено, що загальний вміст кальцію у металі пов'язаний з залишковим вмістом сірки. Встановлено нелінійний характер взаємозв'язку температури розплаву у ковші й оптимальної швидкості введення ПД. На підставі розроблених математичних моделей, методів розрахунку та результатів обробки експериментальних даних запропоновано номограму, що визначає оптимальні витрати та швидкість введення ПД з силікокальцієм залежно від температури, хімічного складу металу та мети обробки.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне й експериментальне дослідження фізико-хімічних процесів у кисневих конверторах з метою вдосконалення умов служби їх вогнетривкої футеровки. Розв'язано науково-технічну задачу використання периклазовуглецевої футеровки за вітчизняних технологій конверторного виробництва сталі. Формалізовано вплив пористості вогнетриву, діаметра його пор, концентрації розчинників у шлаку, міжфазного натягу, змочуваності вогнетриву рідкими фазами плавки на швидкість внутрішніх масообмінних процесів, що визначають зношування футеровки у конверторах. На підставі одержаних результатів і вперше виконаних досліджень тонкої структури периклазовуглецевих вогнетривів, що експлуатувалися у конусній і шлаковій зонах конвертора, описано механізм зношування вогнетривів у найбільш зношуваних зонах. Рекомендовано шляхи вдосконалення технології плавки. У конверторному цеху ВАТ "ДМЗ ім. Петровського" освоєний комплекс технологічних параметрів, що забезпечує підвищення стійкості футеровки агрегатів більше 200-от плавок. Комплекс грунтується на запропонованих шихтовому, шлаковому та дуттьовому режимах, нових схемах використання різних вогнетривів у футеровці та льоточних вузлах конверторів, пуску агрегатів у роботу без попереднього випалу їх футеровки. Одержаво економічний ефект від зниження витрат на вогнетриви у 2,5 раза.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі для прогнозування поточних значень температури у процесі передачі чавуну, що передбачає корекцію коефіцієнтів апроксимації залежно від зміни умов транспортування. Розроблено структурну схему АСУ, яка дає змогу вчасно приймати рішення для виконання технологічних операцій і транспортування ковшів. Розроблено методику визначення коефіцієнта акумулювальної здатності, футерівки чавуновізного ковша. Установлено, що у процесі служби ковша внаслідок взаємодії футерівки з чавуном збільшується значення цього коефіцієнта, що знижує її акумулювальні якості. Одержано розв'язок стосовно температури контакту футерівки з розплавом, а також товщини її активного шару, наведено нове рішення для визначення втрат тепла на акумуляцію кладкою.

  Скачати повний текст