Рассмотрен объект управления - группа нагревательных колодцев регенеративного типа. Описана двухуровневая автоматизированная система управления нагревом слитков в нагревательных колодцах слябинга, ее функциональные возможности и элементная база.

На примере различных печей показано, что предложенная структурно-(конструктивно)-функциональная матричная классификация печей может служить инструментом для нахождения их новых тепловых и конструктивных схем. Дано определение идеальной топливосжигающей нагревательной печи. Сформулирована система требований к максимально эффективному теплотехнологическому процессу.

Разработана новая технология выплавки низкоуглеродистой качественной стали с внутриагрегатной обработкой расплава кислородо-аргонными смесями и только аргоном непосредственно перед выпуском плавки из одножелобной мартеновской печи и двухванного сталеплавильного агрегата. Применение данной технологии позволяет получать сталь с пониженным содержанием углерода (менее 0,05 %) без переокисления металла и шлака, экономить ферросплавы, повысить механические свойства холоднокатаного автолиста.

Определен физический смысл обобщенного свойства систем - гибкости. Предложено интегральное условие существования систем, на основе математического выражения для интегрального критерия оптимизации систем, являющегося сверткой критериев их оптимизации (их обобщенных свойств), включающего в себя экономическую и экологическую эффективность. На основе структурно-функциональной классификации объектов одного принципа действия дана конструктивно-функциональная классификация промышленных печей.

Рассмотрен метод оценки возможности транзитной прокатки слябов (без промежуточного нагрева в методических нагревательных печах), при котором для оценки теплосодержания сляба учитываются энергозатраты на прокатку слитка на обжимном стане. Рассмотрена аппаратная реализация предложенного метода в системе сопровождения технологического процесса производства слябов на участке "слябинг - черновая группа клетей широкополосного стана горячей прокатки".

Разработана и опробована в промышленных условиях технология рафинирования расплава кислородо-аргонными смесями на заключительной стадии плавки с переходом на продувку только аргоном перед выпуском низкоуглеродистой стали из двухванной печи. Эта технология обеспечивает снижение и стабилизацию окисленности металла и шлака, экономию ферросплавов, повышение механических свойств холоднокатаного автолиста при выплавке стали с пониженным содержанием углерода (менее 0,05 %).

На базе конструктивно-функциональной классификации печей установлена эффективность печей с системами внутренней рекуперации тепла (ВРТ). С использованием уравнений баланса энергии в печах показаны резервы косвенного нагрева путем использования систем ВРТ, что подтверждено результатами исследований. Предложены и испытаны конструкции ограждений рабочей камеры в виде специальных блоков, обеспечивающих устранение конструктивных потерь тепла. Получена экономия топлива (~ 30 %) за счет увеличения косвенного теплового потока от перфорированных твердотельных излучателей.

Исследовано взаимодействие потока жесткого ламинарного факела (ЖЛФ) с поверхностью различной формы, образованной пластиной и телами разной формы, ориентированных произвольным образом по отношению к оси факела. Установлено, что при взаимодействии потока ЖЛФ с поверхностью различной формы он остается устойчивой системой и сохраняет ламинарный режим движения. Ответственной за высокую устойчивость ЖЛФ является наружная горящая оболочка, которая ограждает ламинарный поток от возмущений и препятствует переходу его в турбулентный режим движения.