Browsing by Author "Кисляков, Володимир Геннадійович"

Now showing 1 - 19 of 19

Аналіз моделей процесів позаагрегатного оброблення чавуну
(Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2023) Кисляков, Володимир Геннадійович; Тогобицька, Дар’я Миколаївна; Молчанов, Лавр Сергійович; Єлісєєв, Володимир Іванович; Ліхачов, Юрій Михайлович
UKR: Метою роботи є виконання узагальнюючого аналізу досліджень щодо моделювання процесів позапічної обробки чавуну. Математичні моделі класифіковані відповідно до основних принципів моделювання. Приведено опис різних моделей, які будуються на різних засадах в залежності від їх типу та відмінності між ними. Проведено більш детальний аналіз деяких фундаментальних моделей та виразів, які були отримані при їх побудові. Наведено приклад моделей, що побудовані по експериментальним даним. Моделі нейронних мереж складаються зі штучних нейронів, які з’єднані один з одним за допомогою сполучних ваг, тобто параметрів моделі, у вигляді шарів. Нейрони – це набір математичних функцій, які модифікують вхідні дані для отримання оцінки бажаного результату. Велика кількість мережевих параметрів робить навчання нейронної мережі пов’язана обтяжливим обчислювальним процесом. Велика кількість мережевих зв’язкових ваг, які необхідно оптимізувати, при навчанні таких моделей зазвичай потребує велику кількість вхідних даних. Приведені вітчизняні досягнення в побудові математичних моделей процесу позапічної обробки чавуну. Описані принципи створення інтегрованої бази даних, що узагальнює інформацію про параметри самих різних технологій знесірнення чавуну, яка включає розроблений системний блок інформаційно-пошукової системи; розроблена концепція експертної системи прийняття рішень з управління технологічними процесами та вибір раціональної технології позапічної десульфурації чавуну; описаний варіант розробленого інформаційно-математичного забезпечення експертної системи модулем позапічної обробки чавуну зернистим магнієм та коінжекцією магнію і вапна; приведені отримані емпіричні рівняння для визначення кінцевого вмісту сірки у розплаві чавуну, а також вираз для оцінки питомої витрати металевого магнію в реагенті. Описані моделі, які присвячені чисельному та фізичному моделюванню явищ, які виникають у ковші під час інжектування, а також вивченню закономірностей газопорошкового потоку.
Визначення раціонального складу реагентів для здійснення процесів комплексного рафінування рідкого чавуну на етапі позапічної обробки
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2024) Молчанов, Лавр Сергійович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Петруша, Вікторія Петрівна
UKR: Робота присвячена питанню комплексної обробки чавуну. Проаналізовані можливі хімічні перетворення, що можуть протікати у випадку введення реагентів у рідкий чавун, отримані вирази для розрахунку константи рівноваги Кр, в залежності від температури. Також побудовані графічні залежності констант рівноваги від температури для зазначених реакцій. Розрахунки проводили для реакцій десульфурації, реакцій дисоціації карбонатів, окислення домішок чавуну за рахунок взаємодії з вуглекислим газом, а також для взаємодії компонентів рідкого чавуну з оксидами заліза. Шляхом термодинамічних розрахунків встановлено, що суміш для комплексного рафінування рідкого чавуну на етапі позапічної обробки повинна відноситися до хімічної системи CaO – Na2CO3 – FeO(Fe2O3) – Al. При чому конкретне співвідношення компонентів визначається необхідним результатом рафінування.
Випаровування та розчинення магнію в рухомих бульбашках
(ДДТУ, Кам’янське, 2025) Єлисєєв, В. І.; Маначин, Іван Олександрович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Руденко, Олександр Леонідович; Чубіна, О. А.
UKR: У роботі наводяться результати дослідження кінетики процесу десульфурації за участю частинок магнію. Виконано математичний опис руху бульбашки з урахуванням її радіусу, коефіцієнту поверхневого натягу, густини рідкого металу, густини газу, гідравлічного тиску та умов масопереносу в розплаві. Наведено результати розрахунків для варіантів, де показані криві підйому бульбашок із частинкою магнію радіусом 1 мм. З’ясовано, що процес випаровування залежить від концентрації магнію в глибині металу. Виконано оцінку маси пари в бульбашці та зміни радіуса бульбашки під час підйому. Показано, що швидке випаровування магнію призводить до збільшення радіусів бульбашок, які спливають, та їхнє швидке схлопування пов'язане з розчиненням парів у рідкому металі. Представлена кінетична модель показує фізико-хімічний перебіг процесу надходження магнію з бульбашок у розплавлений метал під час обробки чавуну зернистим магнієм. Отримані результати розрахунків мають практичну цінність при освоєнні технології в промислових умовах.
Дифузійно-кінетична модель розчинення парів магнію в розплаві під час руху бульбашки в режимі хімічної локальної рівноваги магнію та сірки
(ДДТУ, Кам’янське, 2024) Єлисєєв, В. І.; Маначин, Іван Олександрович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Руденко, Олександр Леонідович; Чубіна, О. А.
UKR: Метою роботи є розгляд дифузійно-кінетичного розчинення магнію з бульбашки, що рухається, в розплав з урахуванням зміни його параметрів при локальній хімічній рівновазі. Виконано математичний опис дифузійного процесу. Наведено результати розрахунків для бульбашки, що піднімається з глибини 2 м розплаву при температурі чавуну 1300 °С і 1400 °С в умовах, коли концентрація сірки становить 0,05 % (початкова стадія процесу) і 0,002 % (режим глибокої десульфурації).Проаналізовано залежності зміни радіусів бульбашок під час їх підйому в розплаві чавуну, зміни глибини підйому бульбашок у розплаві, концентрації магнію на їхній поверхні, а також зміни маси магнію в бульбашках при температурах металу 1300 °С і 1400 °С. Розроблено математичну модель розчинення рухомих бульбашок парів магнію в розплаві з урахуванням хімічної рівноваги концентрацій сірки та магнію в металі. Запропонована математична модель дає теоретичну оцінку втрат парів магнію.
Дослідження закономірностей процесу інжектування суміші реагентів
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2025) Кисляков, Володимир Геннадійович; Єлісєєв, Володимир Іванович; Петруша, Вікторія Петрівна
UKR: На основі теорії двофазних течій (газ - тверді частинки), що базується на математичному описі досліджуваних систем, розроблено методику теоретичного оцінювання впливу характеристик двофазних потоків та характеристики траси, що транспортує двофазний потік, на зміну параметрів двофазного потоку. Зроблено припущеня, що між дисперсною та дисперсійною середовищами відсутній масообмін, крім того відкинуто дисипативні та пульсаційні члени для несучого середовища, так як передбачається, що енергія міжфазової взаємодії значно перевищує ці енергетичні втрати. На «холодній» моделі проведено лабораторні дослідження процесу інжектування рафінуючої суміші. У лабораторних дослідженнях у якості реагентів використовували соду, вапно та їх суміш з оксидом заліза. Отримано уточнені коєфіціенти Бусройда. Зроблено порівняння теоретичних розрахунків з отриманими в лабораторних умовах.
Дослідження зміни вмісту сірки в чавуні і складу шлаку на технологічних переробах при підготовці чавуну до конвертерної плавки
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2022) Шевченко, Анатолій Пилипович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Двоскін, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович; Чубін, Костянтин Іванович
UKR: У статті проаналізовано зміну вмісту сірки в чавуні та складу шлаку в технологічному ланцюзі підготовці чавуну до конвертерної плавки. На підставі результатів проведених досліджень розроблено та рекомендовано технічні рішення та технологічні прийоми, спрямовані на виключення ресульфурації чавуну. Точкове зондове сканування зразків ковшового шлаку показало, що в шлаковій фазі поряд із системами типу CaO∙SiO2∙Al2O3 з різним співвідношенням компонентів, що містять 0,2–3,5 % сірки, виявлені системи типу CaxSiyAlz, що містять до 1 % сірки; у «корольках» вміст сірки коливається не більш 0,1 – 0,85 % і у вигляді сульфідів типу (Fe, Mn)S, переважно MnS, причому у неметалевих включеннях «корольків» виявлено вміст сірки не більш 15–30 %. Проведені дослідження складів сухих, розсипчастих і рідких склоподібних ковшових шлаків після десульфурації показали, що вони не змінюють фазовий склад, але на відміну від вихідних ковшових шлаків у шлаковій фазі таких шлаків переважно присутні системи типу CaOSiO2Al2O3MgO, збагачені оксидами магнію з перемінним співвідношенням компонентів. При цьому сірка у шлаковій фазі сухих шлаків знаходиться в основному у вигляді комплексів (Сa, Mn, Mg, Al, Si)S, а у шлаковій фазі рідких шлаків в основному у вигляді MnS і рідше у вигляді комплексів (Сa, Mn)S. За результатами проведених промислових експериментів на низці підприємств України та Китаю було встановлено, що для обмеження приходу сірки до конвертерної сталі зі шлаком на рівні ≤0,002 %, залишок ковшового шлаку після десульфурації не повинен перевищувати 0,5 – 0,7 кг/т чавуну.
Дослідження на "гарячій" моделі поведінки домішок у чавуні під час комплексної обробки
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2025) Кисляков, Володимир Геннадійович; Маначин, Іван Олександрович; Похвалітий, Артем Анатолійович
UKR: Метою роботи є встановлення закономірностей поведінки та розподілу домішок у чавуні під час комплексної обробки на “гарячій” моделі, з урахуванням впливу термодинамічних і кінетичних факторів, для оптимізації процесів очищення та підвищення якості металу. Комплексна обробка розплавленого чавуну передбачає застосування декількох технологічних впливів, що дозволяє ефективніше контролювати хімічний склад і мікроструктуру металу. Актуальність такої обробки зумовлена необхідністю отримання високоякісних сплавів при одночасному зниженні витрат і підвищенні екологічної безпеки виробництва. Важливим інструментом удосконалення технології є моделювання процесів видалення та поведінки домішок у розплавленому металі. Особливої цінності набувають дослідження на так званих “гарячих” моделях, що передбачають роботу безпосередньо з рідким чавуном. Виконані розрахунки для умов інжекційної обробки чавуну з метою комплексного видалення домішок у лабораторній індукційній печі ємністю 100 кг. Побудована загальна схема теплових втрат рідкого чавуну при комплексному рафінуванні від домішок за рахунок інжектування реагентів у газі-носії. Варто відзначити той факт, що даний дозувальний пристрій вперше було застосовано для роботи з рідким чавуном. Перед проведенням “гарячих” обробок було виконано “холодні” випробування всього обладнання, яке показало готовність для проведення експериментальної частини досліджень. Було проведено 4 обробки. На початку і наприкінці кожної обробки було відібрано проби чавуну і шлаку, також проведено заміри температури. Проводилася фіксація виданого реагенту за показаннями ваг до і після обробки. Під час проведення обробок було відпрацьовано технологічні параметри інжектування, які дали змогу вести обробку технологічно, без підвищеної бурності. Проведений аналіз вмісту домішок у чавуні показав, що з урахуванням умов проведення експерименту мають місце процеси десульфурації, знекремнювання та дефосфорації, у тому числі одночасно.
Дослідження інжекційного введення газопорошкових струменів методами «холодного» моделювання
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Кисляков, Володимир Геннадійович; Маначин, Іван Олександрович; Єлісєєв, Володимир Іванович; Руденко, Олександр Леонідович
UKR: Метою роботи є вивчення на «холодних» моделях процесів інжекційного введення газопорошкових струменів в рідку ванну, визначення параметрів обробки. Для реалізації «холодного» моделювання на лабораторній базі Інститута чорної металургії була змонтована установка, яка забеспечує регульований ввод реагента. У якості реагентів використовувалися сода, вапно, оксид заліза (ІІ). Моделювання проводили з видачею реагента у суху ємкість та у ємкість з водою, яка була імітацією ковша. Перед засипанням реагента у дозуючий пристрій проводилося просіювання, діаметр комірки найменшого сита складав 1 мм. Також у реагент додавався ПАР для покращення руху реагенту. Під час роботи установки проводилася фіксація показників манометрів, які встановлені на трасі відведення газоносія та на дозувальному пристрою. Проведена тарування дозуючого пристрою. Також під час інжектування у ківш з водою проводилася відеофіксація поведінки струменя без реагенту при зануренні, а також початок подачі реагенту та поверхні «розплаву». Поведено низку обробок при різній витраті газоносія та при різній інтенсивності подачі реагенту. Отримано зведену таблицю результатів обробок, яка стала основою для подальшої обробки результатів досліджень на «холодного» моделювання. Показано систему рівняннь для одновимірного двофазного стаціонарного потоку. До цієї системи додано рівняння стану газу, рівняння для визначення теплообміну газу зі стінкою труби, рівняння міжфазової сили, приєднаної маси та для міжфазного теплового потоку. Виходячи з природних міркувань сформульовані граничні умови. З використанням розробленої методики виконано розрахунки перепаду тисків, швидкостей газової та твердої фаз для частинок CaO з діаметром 60, 100 мкм; FeO – 70, 450 мкм; Na2CO3 – 100 мкм).
Закономірності змін складу шлаку і вмісту сірки в чавуні у технологічному ланцюзі «доменна піч – комплекс десульфурації чавуну – конвертер»
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2022) Шевченко, Анатолій Пилипович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Двоскін, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович; Шевченко, С. А.; Зотов, Д. С.
UKR: В роботі проаналізовано зміну вмісту сірки в чавуні та складу шлаку в технологічному ланцюзі ДП – КДЧ – ККЦ. На підставі результатів проведених досліджень розроблено та рекомендовано технічні рішення та технологічні прийоми, спрямовані на виключення ресульфурації чавуну. Виконано аналіз структури «корольків» шлаків методами оптичної мікроскопії та растрової електронної мікроскопії, який показав, що вони мають ферито-графітну структуру доевтетичного або евтектичного типу з неметалевими включеннями у вигляді сульфідів марганцю та заліза. Точкове зондове сканування зразків ковшового шлаку показало, що в шлаковій фазі поряд із системами типу CaO∙SiO2∙Al2O3 з різним співвідношенням компонентів, що містять 0,2 – 3,5 % сірки, виявлені системи типу CaxSiyAlz, що містять до 1 % сірки; у «корольках» вміст сірки коливається не більш 0,1 – 0,85 % і знаходиться у вигляді сульфідів типу (Fe, Mn)S, переважно MnS, причому у неметалевих включеннях «корольків» виявлено вміст сірки не більше 15 – 30 %. Проведені дослідження складу сухих, розсипчастих і рідких склоподібних ковшових шлаків після десульфурації показали, що вони не змінюють фазовий склад, але на відміну від вихідних ковшових шлаків у шлаковій фазі таких шлаків переважно присутні системи типу CaO∙SiO2∙Al2O3∙MgO, збагачені оксидами магнію, зі змінним співвідношенням компонентів. При цьому сірка у шлаковій фазі сухих шлаків знаходиться в основному у вигляді комплексів (Сa, Mn, Mg, Al, Si)S, а у шлаковій фазі рідких шлаків в основному у вигляді MnS і рідше у вигляді комплексів (Сa, Mn,)S. За результатами проведених промислових експериментів на низці підприємств України та Китаю було встановлено, що для обмеження приходу сірки до конвертерної сталі зі шлаком на рівні ≤0,002 %, залишок ковшового шлаку після десульфурації не повинен перевищувати 0,5 – 0,7 кг/т чавуну. Аналіз отриманих результатів у проведених серіях дослідних плавок у 300-тонних конвертерах з використанням окотишів показав, що прихід сірки в сталь у всіх п'яти обробках був нижчим за розрахунковий (згідно з балансом) на 0,00002 – 0,00165 %.
Зміна складу ковшового шлаку та вмісту сірки в чавуні від доменних печей до конвертерів
(Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, 2022) Шевченко, Анатолій Пилипович; Меркулов, Олексій Євгенович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Двоскiн, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович
UKR: Статтю присвячено аналізу зміни вмісту сірки в системі «чавун-шлак» в технологічному ланцюгу виробництва сталі з подальшою розробкою технічних рішень та технологічних прийомів, спрямованих на виключення ресульфурації чавуну. Представлено результати виконаних розрахунків, що обґрунтовані на фактичних даних роботи металургійного комбінату «АрселорМіттал Кривий Ріг» (АМКР) з використанням методологічного підходу, які показали, що при зниженні в доменній печі вмісту сірки в чавуні з 0,055 % до 0,025 % витрата коксу збільшується на 39,5 кг/т, продуктивність доменної печі знижується на 4,9 %, витрата вапняку збільшується на 9,14 кг/т, витрата шихтових матеріалів на агломерат збільшується на 33,2 кг/т. При цьому питомі витрати на зниження вмісту сірки в чавуні в доменному виробництві становлять 3,8 $/т∙0,01%DS. Виконано точкове зондове сканування зразків ковшового шлаку, яке показало, що у шлаковій фазі поряд із системами типу CaO∙SiO2∙Al2O3 з різним співвідношенням компонентів, що містять 0,2–3,5 % сірки, виявлено системи типу CaxSiyAlz, що містять до 1 % сірки, а у «корольках» вміст сірки коливається не більш 0,1–0,85 % і у вигляді сульфідів типу (Fe, Mn)S, переважно MnS, причому у неметалевих включеннях «корольків» виявлено вміст сірки не більше 15–30 %. Показано, що через ресульфурацію чавуну в чавуновозних ковшах при випуску металу з доменних печей, не слід для оцінки вмісту сірки в чавуні, налитому у чавуновозні ковші, орієнтуватися на результати аналізу проб, відібраних на жолобах доменних печей. Показано, що для запобігання перебігу процесів переходу сірки зі шлаку в чавун рекомендується використовувати коригувальні добавки в шлак з матеріалів на основі СаО (у тому числі зернисті нефракціоновані відходи виробництва металургійного вапна в кількості 1,0–2,0 кг/т чавуну), що підвищують сульфідну ємність шлаку. Проведена у промислових умовах на меткомбінатах перевірка впливу коригувальних добавок у вигляді зернистих нефракціонованих відходів виробництва металургійного вапна, поданих на дно чавуновозних ковшів у кількості 1,0–2,0 кг/т чавуну, перед випуском чавуну з доменних печей показала, що приріст вмісту сірки в чавуні знизився у 1,5–2 рази.
Зниження витрати чавуну при виробництві сталі у конвертерних цехах: сучасні підходи і рішення
(ДДТУ, Кам’янське, 2024) Чубіна, О. А.; Похвалітий, Артем Анатолійович; Руденко, М. Р.; Кисляков, Володимир Геннадійович; Кондрашенков, Д. С.
UKR: Мета дослідження полягає в обґрунтуванні ефективних методів зниження витрати чавуну при виробництві сталі в діючих конвертерних цехах, спрямованих на оптимізацію виробничого процесу, зниження витрат на сировину та підвищення якості кінцевої продукції, з урахуванням сучасних технологічних рішень та екологічних вимог.
Математико-аналітичний аналіз впливу технологічних факторів і параметрів на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Єлісєєв, Володимир Іванович; Маначин, Іван Олександрович; Молчанов, Лавр Сергійович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Руденко, Олександр Леонідович
UKR: Метою роботи є математико-аналітична оцінка з використанням методів математичної статистики та сучасних комп’ютерних прикладних програм одиничного впливу температури, початкового та кінцевого вмісту сірки, глибини рідкої ванни та маси чавуну, маси ковшового шлаку, інтенсивності подачі магнію, витрати газоносія та вільного борту в ковші на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм. Виконана математико-статистична обробка фактичних даних, що характеризують процеси десульфурації доменного чавуну зернистим магнієм, забезпечила можливість більш обґрунтовано прогнозувати необхідні питомі витрати магнієвих реагентів у процесі розробки технологічної документації для створення нових комплексів десульфурації чавуну магнієм. Зіставлення отриманих результатів математико-статистичної обробки з результатами теоретичної оцінки впливу технологічних факторів і параметрів на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм дозволило оцінити наявність і потенційні можливості підвищення ефективності процесів десульфурації чавуну, що реалізуються в різних вихідних умовах. З метою вдосконалення технологічних процесів десульфурації чавуну магнієм рекомендовано контролювати та, при необхідності, коригувати хімічний склад та параметри ковшових шлаків для підвищення їх основності та сульфідної ємності. Показано доцільність, по мірі розширення скомпонованого банку фактичних даних, продовжити їх математико-статистичну обробку з метою уточнення одиничного впливу на ефективність процесу десульфурації чавуну вихідних умов та параметрів обробки.
Особливо глибока десульфурація чавуну моноінжекцією магнію в ковшах різного типорозміру
(Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, Київ, 2023) Шевченко, Анатолій Пилипович; Двоскін, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Шевченко, Сергій Анатолійович
UKR: Статтю присвячено відпрацюванню та промисловому освоєнню технологічних процесів особливо глибокої десульфурації чавуну (вміст сірки ≤ 0,002 %) моноінжекцією магнію в ковшах різного типорозміру. Представлено результати досліджень з відпрацювання технологій особливо глибокої десульфурації чавуну моноінжекцією зернистого магнію, що були проведені на сучасних автоматизованих комплексах десульфурації чавуну та скачування шлаку. Роботи виконувались спільно українськими та китайськими фахівцями в Китаї на стальзаводі № 1 Уханьського металургійного комбінату (МК) у 110-тонних заливних ківшах та на Тайвані на стальзаводі № 2 концерну «CSC» у 300-тонних заливних ківшах. Відпрацьовані технологічні параметри процесів десульфурації чавуну інжекцією зернистого магнію фурмами з випарними камерами на стальзаводі № 1 Уханьського МК і двосопловими фурмами на стальзаводі № 2 концерну «CSC» забезпечили необхідні цикли обробки, надійне і технологічне інжектування магнію та його ефективність засвоєння. Встановлено, що забезпечується ступінь десульфурації чавуну до 99 % обробок, та досягається кінцевий вміст сірки в чавуні до 0,0002 %, сумарний розрахунковий ступінь засвоєння магнію на сірку, залишковий магній і розкислення чавуну становить ~95 %. Встановлено, що важливим технологічним прийомом, що підвищує стабільність показників процесу обробки, що досягаються, є коригування складу ковшового шлаку, яке проводилося добавкою відходів зернистого вапна в кількості 1,0-2,0 кг/т чавуну і не вимагало значних витрат. Проведено аналіз результатів промислових обробок чавуну, і побудовано номограми залежності питомої витрати магнію від вихідного вмісту сірки для фурм різної конструкції. Розроблені процеси економічно виправдані для використання у практиці підготовки чавуну до конвертування.
Особливості зміни вмісту сірки в доменному чавуні, що поставляється для конвертерного переробу
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2023) Двоскін, Борис Вульфович; Маначин, Іван Олександрович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Шевченко, Сергій Анатолійович; Петруша, Вікторія Петрівна; Зотов, Дмитро Сергійович
UKR: Метою роботи є підвищення ефективності та стабільності процесу десульфурації за рахунок блокування ресульфурації чавуну у процесі здійснення технологічних операцій з підготовки доменного чавуну до конвертерного переділу в умовах меткомбінату «Азовсталь». Виконано технологічний контроль кожної з технологічних операцій на маршруті «доменна піч – десульфурація – викачування шлаку – міксерне відділення», з відбором проб чавуну, шлаку та контролем хімічного складу для можливості встановити фактичний вміст сірки, що переходить зі шлаку до чавуну в процесі випуску чавуну з доменної печі до чавуновозних ковшів. Дослідження, які виконані на меткомбінаті «Азовсталь» у процесі випусків чавуну з доменних печей та наливу у ковші включають в себе 20 випусків або 53 ковша. Отримані під час технологічного контролю результати підтвердили раніше встановлені закономірності про те, що технологічні операції з знесірченим чавуном до зливу його в конвертери не супроводжуються ресульфурацією чавуну. Було встановлено, що вміст сірки в міксерах після зливу проконтрольованих порцій знесірченого чавуну практично без відхилень (у межах похибки експрес-аналізу) відповідало розрахунковим величинам, визначеним з урахуванням маси чавуну в міксері та вмісту сірки в ньому до переливу. Розроблено рекомендації щодо поправок по вихідному вмісту сірки для доменних печей, що підвищить стабільность результатів, які досягаються при десульфурації чавуну в відділенні десульфурації чавуну при встановленні необхідних витрат магнієвого реагенту. Отримані результати проведених досліджень показали, що для підвищення ефективності технологічних та технічних рішень, щодо боротьби із сіркою доцільно раціоналізувати ковшові шлакові режими, у тому числі за рахунок коригування складів ковшових шлаків та ретельного очищення чавуну від високосірчистого шлаку.
Перспективи використання технологій позапічного рафінування чавуну в контексті вітчизняного металургійного виробництва
(Дніпровський державний технічний університет, Кам’янське, 2023) Молчанов, Лавр Сергійович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Чубін, Костянтин Іванович; Похвалітий, Артем Анатолійович; Чубіна, О. А.
UKR: Метою роботи є встановлення можливостей та особливостей використання різних технологій з позапічної обробки чавуну перед виплавкою сталі з урахуванням особливостей вітчизняного металургійного виробництва в сучасних умовах. Виконана загальна класифікація технічних рішень з позапічного рафінування чавуну та зроблено порівняльний аналіз ефективності розглянутих технологій. Виконано інженерні розрахунки з використанням математичних моделей матеріального та теплового балансів конвертерної плавки, адаптованих для 250-т кисневих конвертерів, при використанні верхньої фурми класичної конструкції. Проведено аналіз впливу розглянутих технічних рішень з позапічної обробки чавуну на такі основні технологічні показники конвертерної плавки Порівняння проводилося відносно до показників базової плавки без використання технологій позапічної обробки розплавів. Підтверджено доцільність використання методів позапічного рафінування на основі інжекції зернистого магнію та сумішей системи CaO-Mg. Стосовно технологій комплексного рафінування визначено, що для вітчизняних умов доцільно розробити технологію, яка передбачає видалення сірки та фосфору з розплаву без суттєвого зниження концентрації кремнію в розплаві.
Порівняльний аналіз реагентів для комплексної обробки чавуну
(ДДТУ, Кам’янське, 2024) Кисляков, Володимир Геннадійович; Молчанов, Лавр Сергійович; Маначин, Іван Олександрович; Похвалітий, Артем Анатолійович; Чубіна, О. А.
UKR: Метою даної роботи є узагальнення результатів застосування різних реагентів для комплексного видалення домішок з рідкого чавуну. Випробувано використання плаву соди як реагенту на промисловому рівні в 140-тонному чавуновозному ковші, а також наведено результати експериментальних обробок. Розглянуто технологію комплексного рафінування чавуну з використанням системи реагентів CaO-FeO-Na2CO3, яка базується на взаємодії зазначених компонентів із рідким чавуном. Описано можливі хімічні перетворення, що відбуваються під час введення цих реагентів, зокрема реакції десульфурації, окиснення та видалення шкідливих домішок. За результатами лабораторних досліджень на «гарячій» моделі було проведено аналіз поведінки домішок та побудовано картограми впливу компонентів реагентів на видалення фосфору, сірки та кремнію. Також побудовано потрійні діаграми стану для системи CaO-FeO-Na2CO3, що дозволило зробити висновки щодо оптимальних умов для комплексного рафінування чавуну.
Розробка моделі процесу взаємодії компонентів двофазного потоку, введеного в чавун, при інжекційній десульфурації
(Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро, 2025) Маначин, Іван Олександрович; Єлісєєв, Володимир Іванович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Рибальченко, Марія Олександрівна
UKR: Фактичні результати промислового застосування позапічної десульфурації свідчать, що практичні результати застосування технології в багатьох випадках не є досить стійкими. Дослідження були проведені на розрахункових та "холодних" фізичних моделях. В якості десульфуруючих реагентів оцінені магній, мелене вапно, карбід кальцію. На основі фактичних результатів фізичного моделювання та подальших розрахунків був сформульований поліпшений вираз для розрахунку глибини занурення струменя в залежності від параметрів інжекційної занурювальної фурми. Показано, що під час інжекційної десульфурації чавуну газовий компонент потоку зупиняє свій напрямний рух у розплаві до 80 мм (фактично 50-60 мм), тверді частки продовжують рухатися у порожнині та вдаряються у поверхню цієї порожнини. Для оцінки подальшого руху частинки через межу "газова порожнина-розплав" була розроблена модель для визначення глибини занурення частинок реагенту як функції швидкості вдування двофазного потоку.
Системи управління зі штучним інтелектом. Нейромережні системи управління
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2024) Потап, Олег Юхимович; Маслікова, Світлана Сергіївна; Кисляков, Володимир Геннадійович
UKR: У навчальному посібнику розглянуті загальні положення штучних нейронних мереж та їх використання в системах автоматичного управління. Розглянуто задачі ідентифікації статичних та динамічних об'єктів, стратегії нейромережного інверсного управління, ефективність застосування нейрорегуляторів у порівнянні з класичними ПІД-регуляторами. Призначений для опанування освітньої компоненти «Системи управління зі штучним інтелектом» за спеціальністю 174 «Автоматизація, комп’ютерно-інтегровані технології та робототехніка» для ОПП «Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології» другого (магістерського) рівня вищої освіти.
Теоретична оцінка одиничного впливу технологічних факторів на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2024) Маначин, Іван Олександрович; Єлісєєв, Володимир Іванович; Кисляков, Володимир Геннадійович; Петруша, Вікторія Петрівна
UKR: Метою роботи була теоретична оцінка на основі фізико-хімічних розрахунків одиничного впливу температури, початкового та кінцевого вмісту сірки, глибини рідкої ванни та маси чавуну на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм. Виконана теоретична оцінка показала: для всіх розглянутих температур чавуну (1200 – 1600 оС) термодинамічно найбільш пріоритетним механізмом десульфурації чавуну із застосування магнію є процес, що базується на взаємодії сірки розчиненої в металевій фазі з розчиненим магнієм; термодинамічно більш вірогідним для всіх розглянутих глибин занурення фурми (0 – 4 м) є процес десульфурації з розчиненням пароподібного магнію в рідкому чавуні. Виконано теоретичну кількісну оцінку впливу глибини занурення фурми на ефективність десульфурації чавуну пароподібним магнієм та розчиненням пароподібного магнію в чавуні. Визначено, що при зміні кінцевого вмісту сірки в межах 0,002 – 0,010% з підвищенням кінцевого вмісту сірки в чавуні на 0,001% відбувається збільшення ефективності процесу десульфурації чавуну магнієм на 10%; збільшення початкової концентрації сірки на 0,01% призводить до підвищення ймовірності перебігу реакції через розчинений магній у межах 15 – 25%, а реакції через газоподібний магній у межах 9 – 19%; при підвищенні початкової концентрації сірки в чавуні на 0,01% та зміні кінцевого вмісту сірки на 0,001% у межах 0,002 –0,010%, приріст ефективності процесу десульфурації відповідно зростає в межах 5,5 – 9,4%; суттєвого впливу маси оброблюваного чавуну на процес десульфурації не виявлено.