Факультет металургійних процесів та хімічних технологій (ДМетІ) <br> Дніпровський металургійний інститут (ДМетІ)

Permanent URI for this communityhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14578

ENG: Faculty of Metallurgical Processes and Chemical Technologies (Dnipro Metallurgical Institute)

Browse

Now showing 1 - 40 of 234

Утилизация металлургическими методами пылевидных отходов электросталеплавильных цехов
(Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, Polska, 2016) Камкина, Людмила Владимировна; Турищев, В. В.; Пройдак, Светлана Викторовна; Зосимов, Б. Ю.
RUS: Эффективное удаление цинка из пыли ЭДП возможно даже при умеренных температурах от 1000°C до 1100°C, в том числе при использовании в качестве углеродсодержащего восстановителя не классных углеродистых материалов. Следует обеспечить избыточное количество углерода на карбонизацию для получения жидкого продукта, с тем, чтобы уменьшить температуру полученного расплава.
Раскисление стали и проблема удаления неметаллических включений
(Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ, 2016) Камкина, Людмила Владимировна; Безшкуренко, Алексей Георгиевич; Камкин, Владимир Юрьевич; Пройдак, Светлана Викторовна
RUS: Исследовали влияние алюминия и кальция (в составе кальцийсодержащих материалов) на образование неметаллических включений при проведении операций финишного этапа производства стали при непрерывной разливке. Процессы образования неметаллических включений и эффективного их перевода в шлак определяются скоростью диффузионных потоков взаимодействующих компонентов и степенью их удаления из равновесия, контролем содержания оксидного алюминия в металле и степени усвоения кальция. Это определяется процессами и способами раскисления и легирования стали, типом применяемых ферросплавов, операциями по внепечной обработке стали, модифицированию примесей путем ввода различных элементов. Провели термодинамический анализ процесса раскисления стали. Проанализировали и обобщили практические результаты раскисления стали алюминием в зависимости от технологии, принятой на конкретном заводе. Провели качественную оценку процесса удаления неметаллических включений из стали при непрерывной разливке.
Физико-химические и технологические особенности производства экономнолегированных борсодержащих сталей
(ООО «Укрметаллургинформ «Научно-техническое агентство», Днепропетровск, 2016) Камкина, Людмила Владимировна; Манидин, Владимир Сергеевич; Пройдак, Светлана Викторовна
RUS: Рассмотрены особенности взаимодействия раскислителей с растворенным кислородом в металле. Представлена информация о влиянии бора на механические свойства стали. Изложены результаты промышленных исследований микролегирования низкоуглеродистой стали бором в условиях ПАО «Запорожсталь».
A Model to Control the Formation of Multi-Component Charge Portions on a Blast Furnace Conveyor
(National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine, 2020) Rybalchenko, Maria O.; Selegej, Andriy M.; Golovko, Vjacheslav I.; Selegej, S. M.; Mirgorodskaya, O. S.
ENG: Introduction. Bell-less tops used in the charging area give significantly wider opportunities for regulating and distributing the charge material along the furnace top radius. Moreover, it becomes feasible to develop the methods for gas flow control and these methods shall differ from the conventional ones. One of such methods is introduction of multi-component portions of the charge with a technology based component ratio. Problem Statement. The bell-less top charging device is not designed for that type of portioning when the charge material mixing is accompanied with a simultaneous shift of one component with respect to other one for a certain set value, while charging. These portions can be formed with the use of computer-aided stock-conveying system, while discharging the material from weighing hoppers into the blast furnace conveyor. Purpose. This research aims at the development of the structure, the functioning algorithms and the mathematical model for the system to control the formation of multi-component mixed charge batches in order to increase the blast furnace productivity and to reduce the specific coke consumption. Materials and Methods. In this research, the methods of automatic control theory and artificial intellect for the synthesis of weight neuro-fuzzy controllers within the automatic control system of charge dosage have been used. The developed system designed to control multi-component charge portioning via PC has been tested by means of simulation modelling methods. Results. There has been developed an algorithm for operating the system for controlling the multi-component mixed charge preparation on the conveyor, given the arrangement of the specified components, their ratios in portions, total volumetric productivity of the conveyor, the variable geometry of the unloaded material, in the connection with the on-line information on the mixing process. The feasibility of the system has been verified by its simulation with the use of standard application tools. Conclusions. It has been established that the designed control system allows the formation of mixed portions of any composition defined by an operator at a given maximum output of the conveyor and prevents its overload in terms of mass or volume.
Виробництво безопалювального вуглецьвмісного залізофлюсу з використанням шламів конвертерного виробництва
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Бабенко, Олександр Вікторович; Варицев, Антон Сергійович; Мирошниченко, Єгор Юрійович; Кучеренко, Олександр Сергійович; Лагун, Віктор Михайлович
UKR: Розширити ресурсну базу залізорудних компонентів можливо залученням у переробку залізовмісних відходів: доменні і сталеплавильні шлаки і шлами, прокатна окалина, колошниковий пил, коксовий дріб'язок, відсівання феросплавів, шлами, що містять марганець і тонкі концентрати - у металургії; вугільні шлами і штаби - у вугільній промисловості; чавунна, сталева, алюмінієва й інша стружка - у машинобудуванні. По вмісту цінних компонентів відходи конкурентоздатні з первинною сировиною і можуть бути повторно в и- користані у виробничих процесах. Мета роботи: дослідження можливості використання відходів металургійних виробництв у процесі виробн и- цтва обкотишів. Завдання роботи – дослідження впливу вмісту вапна, цементу і твердого палива на металургійні властив о- сті обкотишів, до складу шихти яких, окрім концентрату та зв`язучих, входять відходи металургійних виро- бництв. Методика дослідження - для поліноміального опису процесу отримання безопалювального вуглецьмісного за- лізофлюсу використано трьох факторний план Бокса - Бенкіна (центральне композиційне ортогональне пла- нування другого порядку для трьох факторного експерименту). Фактори варіювання - вміст вапна, вміст цементу, вміст твердого палива.
Oxygen Distribution between Phases during Ladle Processing of Aluminum Killed Bof Steels
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Boychenko, Serhii; Kirilenko, Yana; Stoianov, Oleksander M.; Niziaiev, Kostiantyn H.; Synehin, Yevgen V.; Sukhovetskyi, Serhii V.
ENG: The modern state of secondary metallurgy is characterized by the sustainable development of technologies that ensure high metal quality by reducing the number of non-metallic inclusions, the which is closely related to the oxygen content in steel after smelting. Therefore, the issues of regularities of oxygen distribution between phases at the stage, BOF - CCM. Purpose. The aim of the research was to determine the conditions of redistribution of oxygen dissolved in the metal depending on the stages of steel processing, to determine the degree of approach of deoxidation processes to thermodynamic equilibrium. Methodology. Research was carried out in industrial scale. Steel grades 34Cr and 36CrB were smelted in BOF of 170–t capacity. Processing of crude steel was carried out in a LF unit with further vacuum degassing and without it and transfer of steel to CCM. At each stage of steel treatment, metal and slag samples were taken using an automatic sampler to determine the chemical composition, and the temperature. Oxygen content were monitored using a "Celox" analyzer. Findings. The carried-out studies showed that before the end of metal processing in the ladle, it is possible to detect individual reoxidation processes caused by unwanted ingress of oxygen from the air and from ladle slag oxides. According to calculations, in the second half of processing in the ladle and during casting, there is a slight deoxidation of steel with aluminum due to a decrease in temperature. Even if during this time due to the exchange reaction between steel and slag, a small amount of Mn and Si is recovered from the ladle slag, while its composition is practically constant throughout the period of steel processing in the ladle, while the metallurgical reactions proceed in the region of thermodynamic equilibrium. Originality. It has been determined that oxygen activity in steel varies unevenly over time and decreases to 3 ppm by the end of treatment in the ladle. While in each case it is in the Fe – a[O] – Al system near the calculated values of thermodynamic equilibrium. Practical value. The use of the obtained regularities makes it possible to obtain the specified content of aluminum in steel for the studied assortment and to predict the burning of deoxidizers and alloying elements, ensuring the reliability of obtaining the required chemical composition of steel with a high degree of purity.
Множинність інтерпретацій «Оберту гвинта» Генрі Джеймса
(СГ НТМ «Новий курс», Харків, 2021) Кирпита, Тамара Володимирівна
UKR: Стаття призначена інтерпретації новели Генрі Джеймса. Досліджено стилістичні та композиційні засоби, за допомогою яких втілюється цілеспрямована двозначність оповідання. Підкреслено важливу роль літературних експериментів Джеймса в подальшому формуванні та розвитку модерністської літературної традиції.
Дослідно промислові випробування спікання агломерату з дрібнодисперсним марганцевим концентратом
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Пройдак, Юрій Сергійович; Ольшанський, В. І.; Гогенко, О. О.; Камкіна, Людмила Володимирівна; Філіппов, Ігор Юрійович; Мяновська, Яна Валеріївна; Сідорський, Олександр Володимирович
UKR: Об’єкт дослідження – металургійна технологія залучення дрібнодисперсних марганцевих концентратів, що утворюються при видобутку та збагаченні вихідної сировини, у виробництво марганцевого агломерату. Мета роботи – на основі результатів аналізу фізико-хімічних процесів при спіканні марганцевого агломерату та експериментальних досліджень розробити інноваційні технологічні рішення та рекомендації по технології спікання агломерату з підвищеною до 60% часткою в шихті Методи дослідження – теоретичні дослідження процесів агломерації концентратів базуються на основних положеннях фізичної хімії і теорії металургійних процесів. Розрахунки термодинамічної рівноваги оксидних систем, адекватних агломераційним, основані на теорії Гіббса та реалізовані за допомогою комп’ютерної програми «FASTSage 6.0»; для визначення внутрішньої будови марганцевої руди та марганцевих концентратів залучені рентгенівські методи дослідження - рентгенівський дифрактометр ДРОН-2; використаний метод математичної статистики для обробки результатів. Встановлено мінералогічну мікроструктуру рудних марганцевих концентратів і дрібнодисперсного концентрату збагачення марганцевої руди. Визначено раціональну схему попередньої підготовки дрібнодисперсних відходів збагачення марганцевої руди для використання в металургійних процесах; встановлено раціональну кількість відходів збагачення марганцевої руди у вихідній шихті; доведена можливість повернення 50...70% (проти звичайного 10...15 %) дрібнодисперсного (фракції 0-1 мм) марганцевого концентрату 2 сорту в шихту виробництва марганцевого агломерату за рахунок використання реагенту торф гідроксидний (РТГ) у кількості 5...7% з одночасним підвищенням міцності гранул агломерату вдвічі.
Фізико-хімічні основи і математичне моделювання процесів дегазації при позапічній обробці сталі
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Камкіна, Людмила Володимирівна; Величко, Олександр Григорович; Камкін, Володимир Юрійович
UKR: Об’єкт дослідження – процеси вакуумної обробки рідкої сталі після її випуску із сталеплавильного агрегату. Мета роботи – дослідження процесів дегазації рідкої сталі при вакуумуванні та оптимізація умов зниження газонасиченості металу. Метод дослідження – використання динамічної математичної моделі, розробленої з урахуванням положень лімітування процесу дифузійними ланками перенесення кордоні метал – газова фаза. Розроблено математичні моделі дегазації металу в ківшах з продувкою аргоном з урахуванням розподілу газів з металу за трьома статтями – у бульбашки СО, у бульбашки аргону та через відкриту поверхню металу. У всіх варіантах зміни технологічних параметрів спостерігається блокування значної частини поверхні розділу метал – газова фаза потоком кисню. Це пов’язано з тим, що потоки кисню по масі приблизно на порядок вищі за потоки водню. При зміні технологічних параметрів відбувається процес саморегулювання перерозподілу потоків водню і кисню. Це в першу чергу пов’язано з великим відхиленням реакції утворення СО від рівноваги. При заміні аргону в продувному газі азотом поведінка СО і водню в бульбашках при вакуумній обробці металу практично залишається однаковим. Основу продуктів реакції зневуглецювання становить СО. У міру видалення кисню з металу вміст СО у бульбашках продувного газу падає, а за рахунок цього зростає вміст водню та азоту. Вміст СО і водню в бульбашках продувного газу не залежить від співвідношення в ньому аргону і азоту при вакуумній обробці. Оптимальне співвідношення продувної суміші можна змінювати в залежності від марки сталі, що виплавляється. Зіставлення розрахункових та експериментальних даних свідчить про досить високу адекватність моделі натурі.
Аксіологічне значення німецьких паремій як складник прагматичного потенціалу
(Видавничий дім «Гельветика», 2021) Прутчикова, Валентина Василівна
UKR: Мета статті − дослідити участь аксіологічного значення німецьких паремій в актуалізації прагматичної функції в аспекті емоційно-оціночних і міжособистісних установок учасників комунікації. Зазначено, що аксіологічність є конститутивною характеристикою паремій, які у мовному фонді відрізняються своєю семантичною і комунікативною двоплановістю, автосемантією, усталеним комунікативно-прагматичним потенціалом, що визначає їх актуалізацію. Визначено, що в актуальній конситуації паремії пристосовуються до основної комунікативно-прагматичної направленості і набувають релевантного прагматичного значення, не втрачаючи свого базового прагматичного значення – дидактичного, яке корелює з основною для паремії особливістю – її здатністю давати оцінку усьому, що відбувається, з точки зору соціуму, який є імпліцитним «автором» паремії. Конситуативне значення паремії створюється кожного разу як результат нової особистісно-комунікативної орієнтації. Встановлено, що суб’єктом оцінювання паремій є імпліцитний необмежений соціум, об’єктом оцінювання – типова мовленнєва паремійна ситуація, і «моментом відліку» – оціночні стереотипи соціуму. Семантична двоплановість паремій мотивує два види оцінки: узуальну (поза конситуацією) і конситуативну (в конситуації). Оцінка подій, дій, осіб тощо актуалізується залежно від розподілу соціальних ролей і намірів учасників комунікації і генерує певний мовленнєвий вплив на адресата через схвалення або осудження стану речей як пораду, настанову, рекомендацію тощо. Зроблено висновок про те, що аксіологічне значення паремій є базовим складником їхньої прагматичної функції, потенціює суб’єктивне емоційно-оціночне ставлення комунікантів до ситуації через образність, соціально-оціночну умотивованість, раціонально-оціночну інтерпретацію дійсності, функціонально-діяльнісну орієнтацію, когнітивність за метою, асоціативно-субституційний характер. До лексичного фонду мови паремії входять як «прагматичні заготовки» з соціально-оціночною орієнтацією.
Nanostructured Mesoporous ℽ-Fe2O3: a Novel Photocatalyst for Degradation of Organic Pollutants
(Vasyl Stefanyk Precarpathian National University, Ivano-Frankivsk, Ukraine, 2021) Hrubiak, A. B.; Khyzhun, O. Yu.; Ostafiychuk, B. K.; Moklyak, V, V.; Yavorskyi, Yu. V.; Lisovsky, R. P.; Keush, Lina G.; Onyskiv, B. B.
ENG: The modified sol-gel synthesis technique was used to created of nanostructured maghemite (γ-Fe2O3). It has been shown that the molar concentration of the original precursors during synthesis affects on the average particle sizes, specific surface area, pore size distributions, optical and conductivity properties. The XPS metod allowed to establish features of electronic structure of the synthesized materials. Optimal conditions for the synthesis of nanostructured maghemite with mesoporous structure were selected. The mechanism of electrical conductivity formation for synthesized mesoporous materials was established. The width of the band gap is determined and its dependence on the molar concentration of precursors is established. The positive correlation between the specific surface area of γ-Fe2O3 samples and photocatalytic activity was installed - the photocatalytic activity of synthesized γ-Fe2O3 increase with growth of specific surface area of γ-Fe2O3 samples.
Виплавка металевого марганцю та марганцевих сплавів у конвертері газокисневого рафінування
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Величко, Олександр Григорович; Камкіна, Людмила Володимирівна; Ду, Юньшень; Величко, Костянтин Олександрович; Мяновська, Яна Валеріївна
UKR: Мета роботи обґрунтування та розробка технологічних рішень виплавки металевого марганцю та його сплавів на основі дуплекс-технології "дугова електросталеплавильна піч-конвертер газокисневого рафінування. Методи: термодинамічний аналіз за стадійними реакціями та фазовими перетвореннями вихідних речовин, що беруть участь у хімічних реакціях; лабораторні та промислові дослідження; хімічний аналіз. Наукова новизна: при конвертуванні малофосфористого марганцевого шлаку та залученні переробного силікомарганцю показано можливість отримання металевого марганцю при введенні в ході продування пилоподібного вапна. Обгрунтовано можливість виплавлення в конвертері газокисневого рафінування силікотермічним способом низьковуглецевого феромарганцю та металевого марганцю. Практична цінність: У напівпромисловому та промисловому конвертерах газокисневого рафінування випробувані технології отримання низько- та середньовуглецевого феромарганцю та металевого марганцю силікотермічним методом та продуванням високовуглецевого феромарганцю газоподібним киснем. Силікотермічний спосіб забезпечував високу продуктивність, простоту металургійного переділу, високе вилучення марганцю, мінімальні "ульоти" марганцю з випаровуванням і перехід марганцю в шлак.
Концептуальні технологічні рішення з виробництва дрібносортної продукції з безперервнолитих заготовок
(Фізико-технологічний інститут металів і сплавів Національної академії наук України, Київ, 2021) Герасименко, В. Г.; Синегін, Євген Володимирович; Молчанов, Лавр Сергійович; Перерва, Валерія Яківна; Суховецький, Сергій Васильович
UKR: У статті розглянуто технологічні особливості переведення металургійних підприємств, орієнтованих на випуск дрібносортної і дротяної металопродукції, на безперервне розливання і ключові фактори, такі як переріз заготовки, вибір місця розташування машини безперервного лиття заготовок, схеми передачі безперервнолитих заготовок до дрібносортних і дротових станів. Розглянуто передумови переведення виробництва на безперервне розливання сталі і завдання, вирішення яких необхідне для його здійснення, зокрема організація потоків металу в промковші, дозування сталі на ділянці «промківш – кристалізатор», застосування кристалізаторів зі змінною конусністю, способи і режими вторинного охолодження безперервнолитих заготовок та ін. Також розглянуто сучасні методи зовнішніх динамічних впливів на метал в передкристалізаційний період, зокрема електромагнітне перемішування рідкої фази безперервнолитої заготовки і технологію «м'якого» обтиску. Описано особливості розливання блюмових заготовок і заготовок з флокеночутливих марок сталі, заходи щодо попередження утворення дефектів безперервнолитої заготовки. Як одне з невід'ємних умов застосування машин безперервного розливання сталі, детально розглянуто методи позапічної обробки сталі для підготовки її до безперервного розливання. Особливу увагу приділено обробці сталі на установках ківш-піч і вакууматорах, зокрема вибору конкретних способів обробки залежно від сортаменту виробленої сталі і розв'язуваних ними технологічних задач. Розглянуто переваги та перспективи поєднання процесів безперервного лиття заготовок з обробкою металу тиском (прокаткою), а також завдання та проблеми, що виникають перед інженерами при їх здійсненні. Зокрема, поряд з традиційною технологією виробництва прокату розглянуто технології «гарячого посаду» і прямої прокатки.
Walnut Shells as a Potential Fuel for Iron Ore Sintering
(Trans Tech Publications Ltd, Switzerland, 2021) Kieush, Lina; Koveria, Andrii; Boyko, Maksym; Hrubyak, Andrii; Sova, Artem; Yefimenko, Vadym
ENG: Purpose. Iron ore sintering is a predominant process for fine iron ore and its concentrate to be applied in the blast furnace process. However, sintering produces a negative impact on the environment. One of the effective ways to reduce greenhouse gas emissions from iron ore sintering is to use CO2-neutral biomaterials for the fuel needs of this technology. Walnut shells (WNS) are a promising raw material for such fuel substitute. Herein, the effect of the raw and the pyrolyzed WNS with a constant fineness of 3-0 mm on the sintering process and the sinter properties were studied. The proportion of WNS in the fuel composition was set to 25 wt.%. It has been established that the use of WNS pyrolyzed up to 873 K is optimal. Additionally, the difference in the reactivity of WNS and coke breeze has provoked the studies on the influence of the pyrolyzed WNS size on the sintering process. WNS size was set to 1-0, 3-0, 5-0, and 7-0 mm. It has been found that the most optimal both for the iron ore sintering process and the sinter quality is the use of WNS with a particle size of 3-0 mm, subjected to preliminary pyrolysis up to 873 K.
Structurally Dependent Electrochemical Properties of Ultrafine Superparamagnetic ‘Core/Shell’ γ-Fe2O3/Defective α-Fe2O3 Composites in Hybrid Supercapacitors
(MDPI, Switzerland, 2021) Bazaluk, Oleg; Hrubiak, Andrii; Moklyak, Volodymyr; Moklyak, Maria; Kieush, Lina; Rachiy, Bogdan; Gasyuk, Ivan; Yavorskyi, Yurii; Koveria, Andrii; Lozynskyi, Vasyl; Fedorov, Serhii S.
ENG: The paper presents a method for obtaining electrochemically active ultrafine composites of iron oxides, superparamagnetic ‘core/shell’ γ-Fe2O3/defective α-Fe2O3, which involved modifying sol-gel citrate synthesis, hydrothermal treatment of the formed sol, and subsequent annealing of materials in the air. The synthesized materials’ phase composition, magnetic microstructure, and structural, morphological characteristics have been determined via X-ray analysis, Mossbauer spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), and adsorption porometry. The mechanisms of phase stability were analyzed, and the model was suggested as FeOOH → γ-Fe2O3 → α-Fe2O3. It was found that the presence of chelating agents in hydrothermal synthesis encapsulated the nucleus of the new phase in the reactor and interfered with the direct processes of recrystallization of the structure with the subsequent formation of the α-Fe2O3 crystalline phase. Additionally, the conductive properties of the synthesized materials were determined by impedance spectroscopy. The electrochemical activity of the synthesized materials was evaluated by the method of cyclic voltammetry using a three-electrode cell in a 3.5 M aqueous solution of KOH. For the ultrafine superparamagnetic ‘core/shell’ γ-Fe2O3/defective α-Fe2O composite with defective hematite structure and the presence of ultra-dispersed maghemite with particles in the superparamagnetic state was fixed increased electrochemical activity, and specific discharge capacity of the material is 177 F/g with a Coulomb efficiency of 85%. The prototypes of hybrid supercapacitor with work electrodes based on ultrafine composites superparamagnetic ‘core/shell’ γ-Fe2O3/defective α-Fe2O3 have a specific discharge capacity of 124 F/g with a Coulomb efficiency of 93% for current 10 mA. View Full-Text.
Моделювання процесу плавлення частки феромарганцю при інжекції у рідку сталь
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Нізяєв, Костянтин Георгійович; Хотюн, Вадим Іванович
UKR: Мета роботи. Вивчення впливу інтенсивності руху металевого розплаву на процес нагрівання та плавлення частки феромарганцю, що вводиться в струмені газу-носія при позапічній обробці сталі в ковші. Методи дослідження. Виконано аналітичний огляд літературних джерел присвячених математичному моделюванню з метою розрахунку швидкості плавлення різних феросплавів. Ґрунтуючись на відомих математичних моделях, адаптованих до конкретних технологічних умов, було виконано математичне моделювання плавлення часточки феромарганцю інжектованої в струмені газу-носія в залежності від її фракційного складу та швидкості руху металевого розплаву. Отримані результати. За результатами математичного моделювання було встановлено, що введення часток феромарганцю фракцією від 0,5 до 3,0 мм у глиб металу в струмені газу-носія сприяє розплавленню її саме в об’ємі рідкого металевого розплаву, без ризику спливання на його поверхню та контакту її з киснем атмосфери, що зрештою сприяє її повному засвоєнню. Наукова новизна. За результатами математичного моделювання встановлена тривалість плавлення інжектованої у струмені газу твердої частки феросплаву залежно від її фракційного складу та швидкості руху рідкого металевого розплаву. рактична цінність. Визначення часу нагріву та плавлення часточки феросплаву введеної в потоці газу-носія дозволяє більш ефективно керувати технологічними параметрами інжекції (витрата газу-носія, положення фурми) залежно від її розміру та ємності ковша.
Контроль експлуатаційної стійкості валків гарячої прокатки з високохромистих чавунів та швидкорізальних сталей
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Полякова, Наталія Володимирівна; Бойко, Максим Миколайович; Журавльова, Світлана Валеріївна; Чеченєв, Володимир Андрійович; Іващенко, Валерій Петрович; Хричиков, Валерій Євгенович
UKR: Мета. Властивістю, що визначає якість матеріалів робочого шару прокатних валків вважається їх зносостійкістю. Однак в умовах гарячої прокатки на її стабільність можуть вплинути такі властивості як корозійна стійкість та термостійкість. Поширеними матеріалами для виконання прокатних валків гарячої прокатки є білий високохромистий чавун та швидкорізальна сталь, питанням термостійкості яких у сучасній літературі не приділено достатньо уваги. Метою роботи є контроль якості високохромистого чавуну та швидкорізальної сталі як матеріалів валків гарячої прокатки за рахунок оцінки їх термостійкості. Методика. Експериментальні зразки високохромистого чавуну марки ІЧХ16НМФТ та швидкорізальної сталі марок Р5М5 та Р6М5 були піддані термоциклуванню за режимом: 200 циклів нагрівання до 600°С та охолодження до 20°С. Після випробувань оцінювали зміни мікроструктури та мікротвердості структурних. Результати. Представлені результати дослідження схильності матеріалів, що застосовуються для виробництва прокатних валків, до руйнування, викликаного термічною втомою. Досліджено умови зародження та зростання тріщин термічної втоми у білому високохромистому чавуні, оцінені структурні зміни, що відбуваються при термоциклуванні. На поверхні зразків білого високохромистого чавуну у процесі випробувань було виявлено утворення макро- та мікротріщин термічної втоми. Мікротріщини проходять по евтектичних карбіду, значною мірою поширюючись на залишковий аустеніт, по межі розділу карбіду з продуктами розпаду аустеніту. На поверхні зразків швидкорізальної сталі в описаних умовах випробувань тріщиноутворення не спостерігалося. Внаслідок термоциклування білого високохромистого чавуну відбувається зниження мікротвердості металевої матриці, а мікротвердість евтектичного карбіду у порівнянні з вихідним литим станом збільшується. Мікротвердість структурних складових швидкорізальної сталі змінюється менш істотно. Наукова новизна. Встановлено механізм впливу термоциклуваня білого високохромистого чавуну та швидкорізальної сталі на зносостійкість робочого шару прокатних валків з цих матеріалів. Практична значущість. Відбувається зниження зносостійкості прокатних валків з робочим шаром з високохромистого чавуну в литому стані внаслідок термовтомного руйнування під час експлуатації в умовах гарячої прокатки. Підвищити термостійкість високохромистого чавуну ІЧХ16НМФТ можна, за рахунок застосування спеціальних методів термообробки, спрямованих на отримання бейнітної структури металевої матриці. Рекомендується враховувати показники термостійкості матеріалів прокатних валків гарячої прокатки як додатковий критерій контролю їх якості.
Аналіз технологічних параметрів доменної плавки для розробки прогнозних моделей розрахунку техніко-економічних показників процесу
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Селегей, Андрій Миколайович; Мішалкін, Анатолій Павлович; Безшкуренко, Олексій Георгійович
UKR: Мета. Визначити основні технологічні параметри на підставі яких має ґрунтуватися прогнозна методика розрахунку техніко-економічних показників доменної плавки. Методика. Розглянуто фізико-хімічні та технологічні закономірності доменного процесу, що впливають на техніко-економічні параметри плавки. Показано, що температурний інтервал 600-1000°С слід вибирати у разі розробки прогнозних моделей доменного процесу при аналізі відновлювальних процесів з урахуванням теплового балансу. Результати. Визначені температурні інтервали для аналізу фізико-хімічних процесів, що впливають на техніко-економічні показники доменної плавки. Обґрунтовані припущення для аналізу Проаналізовано теплові умови ефективного протікання відновних процесів та їх вплив на технологічні показники доменної плавки. Наукова новизна. Розроблено аналітичне підґрунтя для отримання прогнозних моделей визначення зміни техніко-економічних показників доменної плавки. Встановлено, що найбільший вплив на протікання відновних реакцій має саме розподіл матеріалів у «сухій» зоні доменної печі. Практична значимість. Отримані аналітичні дані дають змогу розробити ефективну модель прогнозування зміни техніко-економічних показників доменної плавки на основі даних про хімічний склад колошникового газу та його розподілу вздовж радіуса колошника печі.
Production of Iron Ore Pellets by Utilization of Sunflower Husks
(Technical University of Košice, Slovakia, 2021) Kieush, Lina; Boyko, Maksym; Koveria, Andrii; Yaholnyk, Maksym; Poliakova, Natalia
ENG: Steel production is the most dynamic industry and one of the key sectors for developing the global economy. The growing iron ore production increases its beneficiation and granulating for subsequent iron and steel production use. As a result, CO2 emissions and harmful substances increase, negatively affecting society and the environment. In this regard, it is important to study the use of biomass for the production of iron ore pellets. Lignocellulosic biomass is a renewable and sustainable source of heat and energy that can mitigate climate change. The influences of alternative fuel use on technological indicators of the process and quality of iron ore pellets have been analyzed. The efficiency of using 40.4-60.7 vol.% of sunflower husks on the combined machine “straight grate - rotary kiln - annular cooler” to partially replace natural gas in iron ore pellets production under industrial conditions has been studied. It was found that the combustion of sunflower husks generates enough heat (19.31 MJ kg−1) to obtain iron ore pellets with good strength. After evaluating the parameters of the combined machine and the quality of the resulting pellets, it was determined that it would be rational to replace up to 48.3 vol.% of natural gas with crushed sunflower husks.
Технологічні особливості виплавки корозійностйкої сталі на проблемній металошихті
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Величко, Олександр Григорович; Аллакх Сингх; Величко, Костянтин Олександрович
UKR: Мета роботи. Удосконалення технології виплавки корозійностійкої сталі дуплекс-процесом IF-GOR, в т.ч. на проблемній метало-шихті. Метод дослідження. Компанією KVS (Kashi Vishwanath Steels Pvt.Ltd.), Індія, спільно з Національною металургійною академією України та підприємством «Газокисневі технології» удосконалено, та реалізований процес на 20т агрегаті GOR. Результати дослідження. Двостадійна технологія в агрегаті GOR до-зволяла на першій стадії провести видалення фосфору, а на другий рафінування та легування розплаву. Технологія IF-GOR дозволяє виплавляти корозійностійку сталь, використовуючи як «чисту» шихту, так і розбавляючи її брухтом корозійностійкої сталі. Економіка процесу при цьому визначається балансом вартості ферохрому, нікелю, марганцю з одного боку та ринковою вартістю брухту корозійностійкої сталі з іншого. У всіх випадках забезпечується позитивна економіка виплавки корозійностійкої сталі дуплекс-процесом IF-GOR на проблемній металошихті.
Термодинамічне дослідження одержання губчастих лігатур при спільному відновленні хромітового і магнетитового концентратів
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Гришин, Олександр Михайлович; Надточій, Анжела Анатоліївна; Петренко, Віталій Олександрович; Корохова, Алла Вікторівна
UKR: Використання багатокомпонентних губчастих лігатур, отриманих за технологією твердофазного відновлення, дозволяє знизити енергетичні витрати та підвищити ефективність використання легуючих добавок. Метою даної роботи є розробка фізико-хімічних основ процесів отримання багатокомпонентних лігатур на основі хрому. Дослідження спільного відновлення хромітового та магнетитового концентратів проведено з використанням термодинамічного та кінетичного аналізу. Термодинамічне моделювання виконано з використанням програмного комплексу HSC Chemistry 5.1. Отримано дані про температури початку відновлення, а також склад рівноважної газової фази системи, що аналізується. Кінетичні дослідження представлені залежностями ступеня відновлення часу для різних умов процесу. Отримані дані проаналізовані, спираючись на діаграму Cr-Fe-O. Результати термодинамічних розрахунків свідчать про роздільне відновлення як для концентратів, що аналізуються, так і заліза та хрому в хромітовому концентраті. Разом про те, рівноважний склад газової фази відновлення Fe(CrO2)2 показав досить близькі значення для заліза і хрому. Показано можливі фазові перетворення при сумісному твердофазному відновленні хромітового та магнетитового концентратів. Набули розвитку деякі уявлення про механізм та особливості процесу в залежності від температури, співвідношень О/С та Fe/Cr. Показано, що завершальна фаза відновлення заліза магнетиту (FeO→Fe) проходить паралельно з початковою фазою відновлення заліза з хроміту. Завершальна фаза відновлення заліза хроміту накладається на початок відновлення хрому. Разом з тим показано, що на початковій стадії не відбувається формування шпінельної фази, пріоритетний розвиток набувають процеси відновлення та карбідоутворення. Результати кінетичних досліджень свідчать про можливість організації спільного відновлення мінеральної сировини у сфері помірних температур. Фізико-хімічний аналіз дозволяє визначити деякі технологічні параметри.
Проблемні питання одержання високовуглецевої електросталі
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Величко, Олександр Григорович; Безшкуренко, Олексій Георгійович; Стовпченко, Ганна Петрівна; Іващенко, Валерій Петрович; Мяновська, Яна Валеріївна; Чеченєв, Володимир Андрійович; Броцький, Олександр Володимирович
UKR: В даний час на світовому ринку затребувана катанка для виробництва дроту з низько-, середньо-і високовуглецевих нелегованих і легованих сталей під пружини, канати, металокорд, зварювальні електроди і обміднений дріт для зварювання будівельних конструкцій, корпусів судів, труб великого діаметра і магістральних газонафтопроводів, для виготовлення якої не потрібне проведення зм'якшуючого відпалу перед волочінням катанки або на проміжному розмірі дроту. Найбільш відповідальними видами катанки з високовуглецевої сталі є катанка, призначена для виробництва металокорду і високоміцних арматурних канатів. Вищевказана продукція повинна мати високі споживчі властивості, рівень яких багато в чому залежить від формування структурного стану металу, в тому числі і в процесі прискореного охолодження з прокатного нагріву. В даний час обсяг виробництва катанки в світі перевищує 50 млн.т , що пояснюється широким сортаментом виробленої з неї готової продукції - канати, металокорд, пружини, голки, струни, сітки, кріплення, зварювальні електроди та інші металовироби [1-3]. За стандартом ГОСТ 2590-2006 до катанки відносять круглі профілі діаметром 9,0 мм і менше, круглі профілі діаметром 10,0 мм і більше відносять до дрібносортного прокату [1]. У зарубіжній і вітчизняній літературі іноді катанкою вважають круглий прокат з вуглецевих, низько- і високолегованих сталей, вироблений на безперервних дротових станах і дротяних лініях мілкосортно- і сортодротових станів, незалежно від діаметра, що досягає 26 мм [1,4]. Основна частка катанки направляється для подальшої переробки на сталедротові і метизні підприємства. В останні роки збільшилися обсяги виробництва катанки з безперервнолитих заготовок з високим ступенем металургійної чистоти, в тому числі для виготовлення особливо відповідальних виробів [5,6]. Наприклад, таких, як металокорд, який має високий рівень витривалості, а по міцності, згідно [7], цей вид продукції поділяють за нормативною міцністю на нормальну (NT 2400 ... 2750 Н / мм 2), високу (НТ 2750 ... 3100 Н / мм2), надвисоку (ST 3100 ... 3450 Н / мм2) і ультрависокоміцну (UT 3450 ... 3750 Н / мм2) [8]. Значна увага приділяється удосконаленню процесу виплавки високовуглецевої сталі. Пропонують різні способи для забезпечення чистоти сталі та формування високих міцносних властивостей. Для поліпшення пластичності сталей широко використовують легуючі добавки, що мають значний вміст вуглецю і марганцю та обмежений вміст азоту. Проаналізовано обробку на установці ківш-піч в процесі виплавки високовуглецевої сталі з поліпшеною пластичністю для холодного деформування [9]. Аналіз публікацій за темою дослідження. Застосування способів інтенсифікації виплавки електросталі.
Modification of the Electrode Pitch Operational Properties
(Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine, 2021) Starovoyt, Anatoly; Malyi, Evgeniy; Chemerinskii, Michael; Timoshenko, Anatoly
ENG: In this work, the influence of the carbon modifier type and its amount on the processes of carbonization of the electrode pitch and carbon masses for carbon production was investigated experimentally. The paper presents the processes that occur during the carbonization of the electrode pitch and the change in its properties during the modification process. It is shown that the most promising additive is a medium-boiling polymer mixture, which contributes to the carbonization of pitch and improves the physico-chemical properties.
Application of Biomass Pellets for Iron Ore Sintering
(Trans Tech Publications Ltd, Switzerland, 2021) Kieush, Lina; Koveria, Andrii; Qiao Zhu, Zuo; Boyko, Maksym M.; Sova, Artem; Yefimenko, Vadym
ENG: Purpose. The use of biomass as fuel might solve several technological and environmental issues and overcome certain challenges of sinter production. In particular, as revealed by comprehensive analyses, biomass can be used as fuel for iron ore sintering. In this study, we investigate the use of some raw and pyrolysis-processed biomass pellet types, namely wood, sunflower husks (SFH), and straw, for iron ore sintering. In the experiments, the pyrolysis temperature was set to 673, 873, 1073, and 1273 K, and the proportion of biomass in the fuel composition was set to 25%. It was established that the addition of biofuels to the sintering blend leads to an increase in the gas permeability of the sintered layer. The analysis of the complex characteristics of the sintering process and the sinter strength showed the high potential of wood and sunflower husk pellets pyrolyzed at 1073 and 873 K, respectively, for iron ore sintering. The analysis of the macrostructure of the sinter samples obtained using biomaterials revealed that with higher pyrolysis temperatures; the materials tend to have greater sizes and higher amounts of pores and cracks. The composition analyses of the resultant sinters revealed that with higher temperature, the FeO content of the sinters tends to increase.
Термодинамічне моделювання поведінки складових у шлакових системах, що характерні при виробництві марганцевих феросплавів
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2021) Надточій, Анжела Анатоліївна; Степаненко, Дмитро Олександрович; Ходотова, Наталя Євстахівна; Киричок, Владислав Сергійович
UKR: Метою дослідження є пошук високоефективних схем використання вторинних сировинних матеріалів та безвідходних технологій, що дозволять повернути цінні хімічні елементи у металургійний переділ, насамперед марганцю. Ця проблема не може бути вирішена без теоретичного обґрунтування фізико-хімічних умов, створення яких дозволить досягнути більш повного використання потенціалу корисних властивостей матеріалів, що досліджуються. Аналіз основних фізико-хімічних властивостей марганцевмісних матеріалів, зокрема феросплавних шлаків, дозволить отримати вихідні дані та інтервали значень параметрів, необхідних для подальших досліджень з розробки ефективної технології переробки шлаків марганцевого виробництва. Термодинамічними розрахунками рівноваги у системі Mn-Si-Ca-Al-Mg-O показано, що підвищення кількості вільного оксиду марганцю пов’язано з визначеним значенням основності, досягнення якого забезпечує переважне зв’язування кремнезему у силікати кальцію. Підвищений вміст оксиду магнію підвищує кількість вільних оксидів кремнію та марганцю. Показано, що співвідношення оксидів в системі впливає на в’язкість та кристалізаційні характеристики цієї системи. Ступінь відновлення оксидів визначається активністю компонентів шлакової фази, що залежить від його хімічного складу і температури. Розрахунок активностей у системі на основі оксиду марганцю показав, що зростання основності та вмісту оксиду магнію у системі підвищує активність оксиду марганцю, а добавка оксиду алюмінію – знижую Це співпадає з отриманими даними по розрахунку рівноважного розподілу фаз. Аналіз отриманих в роботі даних розрахунку активностей складових у складній шлаковій системі на основі оксиду марганцю обґрунтовує доцільність повторної переробки металургійних марганцевих шлаків, що дозволить повернути марганець у металургійний переділ.
Фізичне моделювання гомогенізації сталі при фінішному легуванні у виливниці
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Андрюхін, Роман Павлович; Молчанов, Лавр Сергійович; Синегін, Євген Володимирович
UKR: У статті обговорюється технологія фінішного легування сталі при розливанні зверху та сифоном. За рахунок зменшення активності кисню в металі через порівняно нижчу від попередніх етапів сталеплавильного переділу температуру розливки досягається зменшення угару феросплавів та збільшується ступінь засвоєння корисних елементів феросплавів. Ключовим аспектом для досягнення максимальної ефективності розглянутої технології є швидке розчинення феросплавів та рівномірний розподіл легуючих компонентів у металі. Метою цього дослідження є визначення найбільш раціональної з погляду часу усереднення металу за хімічним складом технології введення добавки. Для вирішення поставленої задачі було застосовано метод фізичного моделювання на водній прозорій моделі із використанням флуоресцентного барвника. За результатами серії експериментів було визначено раціональний спосіб розливки та режим введення легуючої добавки для забезпечення найшвидшого її розподілення в металі.
Встановлення змін температурного поля графітованого порожнистого електрода за періодами обробки металу на установці «ківш-піч»
(ПП "Технологічний Центр", м. Харків, Україна, 2021) Рубан, Володимир Олександрович; Стоянов, Олександр Миколайович; Нізяєв, Костянтин Георгійович; Синегін, Євген Володимирович
UKR: Виконано аналіз процесу нагріву графітованого порожнистого електрода (ГПЕ) при обробці сталі на установці «ківш-піч». Наведені результати чисельного моделювання роботи електрода. Отримані дані температурного поля електрода при подачі електроенергії і в періодах без електронавантаження. Розраховані значення Джоулевої теплоти, що виділяється в процесі роботи електрода в періоди нагріву металу на установці «ківш-піч», які склали 1,11–1,15 МВт/м3. Виконаний розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі конвекцією для внутрішньої і зовнішньої поверхні ГПЕ значення якого, відповідно, склали 1,60 і 1,80 та 5–17 Вт/(м2 °С). Отримані значення температурного градієнту електрода в високотемпературній зоні, які для першого періоду нагріву досягали 8286 °С/м, а третього до 6571 °С/м. Встановлено, що в періоди охолодження електроду градієнт температур суттєво знижується і становить до внутрішньої поверхні 379 °С/м; до зовнішньої поверхні 3613 °С/м; і вертикальній площині до торця електрода 1469 °С/м. Визначені напрямки покращення теплової роботи установки і зниження ресурсовитрат при позапічній обробці сталі. Визначено, що в періоди експлуатації електрода з подачею струму відзначається істотні значення градієнту температур, які зосередженні в торцевій частині. В періоди експлуатації без подачі струму спостерігається утворення локально перегрітої зони, що має форму сплющеного уздовж осі тора, яка сформувалася в результаті акумуляції тепла попереднього періоду. Отримані дані, щодо впливу подачі газу через порожнистий електрод на параметри формування високотемпературних областей ГПЕ. Показано, що подача нейтрального газу через графітований порожнистий електрод з витратами 0,05 м3/хв зміщує високотемпературну зону до периферії на 3,5–4,2 мм, а також зменшує її висоту на 1,0–1,2 мм. Проведені дослідження дозволять виконати розрахунки доцільних витрат газу і матеріалу для регулювання окисленості металу і шлаку, зменшити витрати графітованого електрода, знизити енерго- і ресурсовитрати на виробництво металу.
Study of the Designs of Bottom Blowing Devices for Oxidative Blowing in Teeming Ladles
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Molchanov, Lavr; Arendach, Natalia; Synehin, Yevhen V.
ENG: It is discussed in the article the concept proposed for the production of ultra-low carbon steel, which involves the production of crude steel in basic oxygen furnace followed by oxidative blowing with an oxygen-argon mixture in a teeming ladle to decrease a carbon content in steel to less than 0.03%. High efficiency of the proposed technology is possible only under the intensive process of metal decarburization, which consists of the three stages: supply of reagents to the gas bubble, chemical interaction of reagents on theinterfacial surface and removal of reaction products. At low carbon concentrations in the metal, the limiting link of the process is carbon mass transfer to the interfacial surface, which can be intensified by melt stirring. The objective of this article is to study the influence of design of the blowing devices, namely, the position and shape of the pores, on the efficiency of metal homogenization in the teeming ladle. Blowing devices with a circular hole, a slit and undirectional porosity were considered. To perform physical simulation by Buckingham's theorem, similarity numbers were chosen to describe the considered process. In particular, it is proposed to use dimensionless volume flow and a modified homochronicity number. Based on the physical simulation on the “water” model, it was found that the best results of homogenization of the chemical composition of the liquid metal in the teeming ladle show blowing devices with undirected porosity. They are ideal for oxidative purging in a crowded ladle with a mixture of argon and oxygen required for the production of ultra-low carbon steel with an oxygen content of less than 0.03%. The purpose of further research is to develop the design of the mixing chamber of the purge device, in which oxygen and argon are pre-mixed before injection into the liquid metal.
Моральний аспект творчості Р. Л. Стівенсона
(СГ НТМ «Новий курс», Харків, 2021) Кирпита, Тамара Володимирівна
UKR: Стаття присвячена моральному аспекту творів Р. Л. Стівенсона Проаналізовано погляди письменника на проблеми моралі, його ставлення до моральних норм сучасної йому епохи, а також вплив релігійного виховання на світогляд письменника. Досліджено відображення поглядів Р. Л. Стівенсона на проблеми моралі, що турбували вікторіанське суспільство, у найбільш знакових творах письменника.
Дослідження на фізичній моделі особливостей впливу запиленості середовища на якісні показники газового, палаючого факелу
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Молчанов, Лавр Сергійович; Голуб, Тетяна Сергіївна; Синегін, Євген Володимирович; Семикін, Сергій Іванович
UKR: Процес кисневого конвертування супроводжується виділенням значного обсягу газів, що містять в основному продукти реакцій окислення вуглецю, які формують палаючий факел над горловиною конвертера. При цьому з конвертера виділяється значна кількість пилу різного складу і фракції в залежності від технологічних особливостей продувки, дослідження і облік впливу якої необхідний для розуміння якісних характеристик факела і конвертерного процесу вцілому. У роботі наведені результати дослідження на фізичної моделі, що імітує палаючий факел в запиленому середовищі, шляхом введення твердих порошків різних речовин, на якісні показники горіння факела: візуальні і теплопередачу. Досліджено подачу в палаючий факел порошків хлориду натрію, оксидів заліза, кремнію та алюмінію, чистих порошків заліза, кремнію та алюмінію, сажі і графіту. Встановлено, що введення різних компонентів в факел з температурою нижче, ніж температура факела, навіть при можливому візуальному збільшенні яскравості характеристик, що зокрема встановлено при введенні хлориду натрію або порошку заліза, сприяють зниженню теплопередачі від факела за рахунок відбору тепла на нагрівання і згоряння частинок, що вводяться.
Підвищення міцності марганцевого агломерату при обробці гуматовим розчином
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Пройдак, Юрій Сергійович; Ольшанський, В. І.; Камкіна, Людмила Володимирівна; Гогенко, О. О.; Мяновська, Яна Валеріївна; Філиппов, Ігор Юрійович
UKR: Об’єкт дослідження – металургійна технологія залучення дрібнодисперсних марганцевих концентратів, що утворюються при видобутку та збагаченні вихідної сировини, у виробництво марганцевого агломерату. Мета роботи – на основі результатів аналізу фізико-хімічних процесів при спіканні марганцевого агломерату та експериментальних досліджень розробити інноваційні технологічні рішення та рекомендації по технології спікання агломерату з підвищеною до 60% часткою в шихті дрібнодисперсного концентрату 2 сорту. Методи дослідження – теоретичні дослідження процесів агломерації концентратів базуються на основних положеннях фізичної хімії і теорії металургійних процесів. Розрахунки термодинамічної рівноваги оксидних систем, адекватних агломераційним, основані на теорії Гіббса та реалізовані за допомогою комп’ютерної програми «FASTSage 6.0»; використаний метод математичної статистики для обробки результатів. Результати дослідження. Визначено раціональну схему попередньої підготовки дрібнодисперсних відходів збагачення марганцевої руди для використання в металургійних процесах; встановлено раціональну кількість відходів збагачення марганцевої руди у вихідній шихті; доведена можливість повернення 50…70% (проти звичайного 10…15 %) дрібнодисперсного (фракції 0-1 мм) марганцевого концентрату 2 сорту в шихту виробництва марганцевого агломерату за рахунок використання реагенту торф гідроксидний (РТГ) у кількості 5…7% з одночасним підвищенням міцності гранул агломерату вдвічі. Проведено обробку вихідної карбонатної марганцевої руди на стадії дозування її в шихту та одержаного агломерату екстрактом гуматовим торф’яним для зміцнення агломерату та зменшення пилоутворення.
Усунення утяжини у художніх виливках з різною товщиною стінки
(Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, Київ, 2021) Хричиков, Валерій Євгенович; Семенов, О. Д.; Меняйло, Олена Валеріївна; Шалевська, І. А.; Мяновська, Яна Валеріївна
UKR: Мета роботи – усунення утяжини у художніх виливках з різною товщиною стінки. В роботі розглядається принципово новий метод попередження утворення утяжини. Дефект лиття - утяжина має вигляд заглиблення із заокругленими гладкими краями на поверхні у потовщеній частині виливку, що відрізняє його від усадкової раковини. Виникнення утяжини обумовлено утворенням в масивних частинах виливку теплових вузлів, з центру яких розплав фільтрується для живлення усадки затверділого шару на всі найближчі поверхні виливку. Тому в роботі вважали, що при переміщенні розплаву з теплового вузла, в його центрі утворюється пустота та розрядження, що призводить до втягування і викривлення затверділого шару металу на частині поверхні виливку з меншою міцністю. Для попередження утворення утяжини, як правило, використовують стрижні, що зменшують різнотовщинність стінки художнього виливку, надливи і потовщені ливники для живлення усадки термічного вузла виливка, холодильники внутрішні та зовнішні. Але не завжди можливо встановити надливи із-за недотримання конфігурації поверхні художнього виливку, внутрішні стрижні для невеликих виливків виготовити і закріпити у ливарній формі важко. Тому на прикладі виготовлення художнього виливку «Буйвол» при литті по моделям, що витоплюються, запропоновано нову методику усунення утяжини. В роботі враховували, що усадкові раковини і пористість в середині виливку не контролюються на відміну від високих вимог до точності форми поверхні художніх литих виробів. Розрядження, що виникає в центрі теплового вузла, усунули за рахунок переміщення атмосферного повітря по тонкій трубчастій голці із аустенітної нержавіючої сталі, яка використовується для медичних ін’єкцій. Трубку із зовнішнім діаметром 0,80 мм встановлювали в прес-формі одним кінцем в центрі термічного вузла потовщеної частини виливка, а другим – в ливарній формі з боку не робочої поверхні, яка недоступна для огляду і не порушує естетичний вид художнього виливку. Завдяки з’єднанню другого кінця трубки з атмосферним повітрям розрядження в центрі усадкової раковини не виникає. Нова ливникова система без масивного центрального живильника, який раніше підводили в тепловий вузол, дозволила усунути усадкові дефекти на зовнішній поверхні, зменшити витрати на ливникову систему, карбування поверхні в місці з’єднання живильника з художнім виливком, уникнути формування утяжини. Результати роботи рекомендовано використовувати при литті художніх і ювелірних виробів, що мають температуру розплаву меншу, ніж у трубчастій голці із нержавіючої сталі.
Фізичне моделювання впливу фракційного складу зважених часток на теплопередачу від палаючого факела в сталеплавильних агрегатах
(Фізико-технологічний інститут металів і сплавів Національної академії наук України, Київ, 2021) Молчанов, Лавр Сергійович; Голуб, Тетяна Сергіївна; Синегін, Євген Володимирович; Семикін, Сергій Іванович
UKR: В умовах верхньої киснево-конвертерної продувки реалізується можливість допалювання відпрацьованих газів, що відходять з агрегату, киснем дуття. В результаті над горловиною конвертера утворюється факел. Теплове випромінювання від зазначеного факела є додатковим джерелом теплоти для конвертерної ванни, а параметри факела можуть характеризувати процеси, що протікають в обсязі конвертера. Проте продувка залізовуглецевого розплаву киснем супроводжується інтенсивним димо- та пилоутворенням, що повинно чинити значний вплив на оптично-теплові показники факела допалювання димових газів. В роботі представлено результати дослідження впливу твердих часток достатньо великої фракції (більше 200 мкм) на тепловіддачу палаючого факела випромінюванням, як основного способу теплопередачі від полум'я. Моделювання проведено з використанням фізичної моделі, що дозволяла імітувати одиничний обсяг палаючого факела допалювання димових газів в конверторі із можливістю виміру кількості теплоти, що передається від нього навколишньому середовищу. В результаті досліджень було встановлено, що потрапляння твердих часток в палаючий факел призводить до зміни його якісних оптичних параметрів: поява жовто-помаранчевого забарвлення, яке опосередковано вказує на зниження температури факела. Розрахунковими методами встановлено, що незалежно від ступеня чорноти факела тільки частинки фракцією менше 10 мкм при попаданні в нього можуть нагріватися до температур, що наближаються до температури можливого початку світіння. Тому тверді частки фракції, що досліджувалися, не можуть брати участь у загальному випромінюванні факела. Також відзначено, що вплив розміру фракції твердих часток більше 200 мкм на питому надлишкову щільність теплового потоку носить ступеневий характер зі зменшенням величини надлишкової щільності теплового потоку від факела при збільшенні розміру і кількості суспендованих твердих часток в ньому.
Metallurgical Processing of Converter Slag
(Satbayev University, Institute of Metallurgy and Ore Benefication, Kazakhstan, 2021) Tleugabulov, S. M.; Aitkenov, N. B.; Zhabalova, G. G.; Velichko, Aleksandr; Uleva, G. A.
ENG: Converter slurries at modern metallurgical plants represent a significant part of metal-containing industrial waste with a high concentration of iron. Currently, there is a problem of their utilization and use as raw materials for metallurgy. The purpose of this work is to study the processes of briquetting and recovery of briquetted products, based on a mixture of converter slurries of gas purification and converter slags. When performing experimental studies on the preparation of sludge briquettes from a mixture of converter sludge of gas purification and converter slag, their metallization and reduction melting in laboratory conditions, the optimal composition of the components of the mixture of converter slag and gas purification sludge was determined by the percentage of iron, which is appropriate for use as a raw material for steel smelting. Experimental studies on the preparation of sludge-coal mixtures from dispersed metal-containing and carbon-containing industrial waste with stoichiometric coal consumption for the recovery of extracted metals have proved the possibility of obtaining sludge-coal briquettes, which are further subjected to metallization and reduction melting. Sequential processing of dispersed production waste, namely drying, metallization and reduction melting, allowed us to obtain at the final stage a metal sample that corresponds to high-quality steel in its composition. Based on the analysis of the results of experimental studies, the technology of reducing melting of metal-containing waste has been developed. As a result of the implementation of the technology, high-quality steels and alloys can be obtained without carburizing the metal, bypassing the production stages of cast iron and high-carbon alloys. The content of harmful impurities of sulfur and phosphorus meets the technical requirements of high-quality steel. The proposed technology for processing slag and sludge from oxygen-converter production will reduce the volume of accumulated production waste.
Дослідження особливостей цифрових зображень металоструктур, що містять карбіди
(НМетАУ, Дніпро, 2021) Захаров, Олександр Олександрович; Селівьорстова, Тетяна Віталіївна; Селівьорстов, Вадим Юрійович; Балакін, Валерій Федорович; Камкіна, Людмила Володимирівна
UKR: Стаття присвячена розробці інформаційної моделі призначеної для аналізу цифрових зображень металоструктур з карбідними вкрапленнями. Проведений аналіз літературних джерел, встановлено, що дослідження металоструктур є актуальним інструментом оцінки якісних характеристик. Наявність карбідів в структурі металу має значний вплив на його якість. Наведений огляд методики вивченні структури металу, визначено важливість етапу обробки зображення металоструктур. Описані основні способи отримання цифрових зображень структури металу. Представлені зразки металоструктур, з карбідами. Запропоновано процедуру цифрової обробки зображень металоструктур з карбідними вкрапленнями, яка складається з переведення зображення в напівтонове, контрастування та порогової бінарізації. Продемонстровані результати визначення карбідних вкраплень із застосуванням процедури цифрової обробки зображень. Показані переваги та недоліки підходу, визначені напрямки вдосконалення.
Determining Changes in the Temperature Field of a Graphitized Hollow Electrode During Metal Processing Periods in Ladle-Furnace
(РС Тесhnology Сеntеr, Kharkiv, Ukraine, 2021) Ruban, Volodymyr O.; Stoianov, Oleksandr M.; Niziaiev, Kostiantyn; Synehin, Yevhen V.
ENG: This paper reports an analysis of the process of heating a graphitized hollow electrode (GHE) during steel processing in ladle-furnace. The results of the numerical modeling of electrode operation are given. The data on the temperature field of the electrode were obtained when electricity was supplied and during periods without electrical loading. Values of the Joule heat released at electrode operation during the periods of metal heating in ladle-furnace were calculated; they amounted to 1.11–1.15 MW/m3. Coefficients of the heat transfer by convection have been calculated for the inner and outer GHE surface: 1.60 and 1.80, and 5–17 W/(m2∙°C), respectively. Values of the electrode temperature gradient in the high-temperature zone were obtained, which, for the first heating period, reached 8,286 °C/m, for the third ‒ to 6,571 °C/m. It was established that during the cooling periods of the electrode, the temperature gradient is significantly reduced and amounts to the inner surface of 379 °C/m; to the outer surface ‒ 3,613 °C/m; the vertical plane to the end of the electrode ‒ 1,469 °C/m. The directions to improve the installation’s thermal work and reduce its resource intensity during out-of-furnace processing of steel have been defined. It has been determined that during the periods of electrode operation with current supply, significant values of the temperature gradient are observed, which are concentrated in the end part. During the periods of operation without current supply, a locally overheated zone forms, taking the shape of a torus flattened along the axis, which is created as a result of the accumulation of heat from the preceding period. The data have been acquired on the effect exerted by the gas supply through a hollow electrode on the parameters of formation of the high-temperature GHE regions. It has been shown that the supply of neutral gas through a graphitized hollow electrode at a flow rate of 0.05 m3/min shifts the high-temperature zone to the periphery by 3.5–4.2 mm, as well as reduces its height by 1.0–1.2 mm. The study reported here could make it possible to calculate expedient gas and material consumption for controlling the oxidation of metal and slag, to reduce the consumption of graphitized electrodes, to bring down energy- and resource costs for metal production.
Роман Джеймса Стівенса «Глечик золота» й ірландський національно-визвольний рух
(el-conf.com.ua, 2022) Кирпита, Тамара Володимирівна
UKR: У статті розкривається вплив політичних поглядів ірландського письменника Джеймса Стівенса на його творчість, зокрема, на його найвідоміший роман «Глечик золота». У романі відобразилося прагнення ірландського суспільства до незалежності, до національного самовизначення. Читаючи роман, легко помітити, що його автор був ідейно близьким до руху «Ірландського Відродження», метою якого було оживити міфи і легенди Ірландії й сприяти розвитку нової літературної традиції, пов'язаної з національним визволенням.
Швидкість газових потоків при комплексному відновленні рудних матеріалів
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Гришин, Олександр Михайлович; Надточій, Анжела Анатоліївна
UKR: Мета. Встановити оптимальні параметри комплексного відновлення рудовуглецевого окатиша в умовах відсутності рідких фаз і визначити вплив розміру окатиша, частки вуглецю, що газифікується, і температури на глибину проникнення водню всередину окатиша. Встановити залежність положення кордону, що поділяє окатиш на зону комплексного відновлення та зону вуглецевотермії, від зазначених параметрів процесу твердофазного відновлення. Методика. У роботі використовується розроблена методика розрахунку вхідного та вихідного газових потоків стосовно моделі рудовуглецевого окатиша, що обдувається потоком водню. При розрахунку величин газових потоків варіювали параметрами: розмір окатиша, частка вуглецю, що газифікується, і температура у встановлених межах. За розробленою методикою розрахунку концентрації водню на зовнішній поверхні окатиша виконано оцінку впливу зовнішньодифузійної ланки на величину вхідного потоку. Наукова новизна. Вперше розраховані величини вхідного та вихідного газових потоків стосовно процесу комплексного твердофазного відновлення рудовуглецевого окатиша. Теоретично обґрунтовано та підтверджено розрахунком вплив розміру окатиша, частки газифікованого вуглецю та температури на глибину проникнення водню вглиб окатиша. Отримано рівняння, що описують вплив аналізованих параметрів процесу на величини газових потоків. Встановлено, що збільшення розміру окатиша звужує зону проникнення водню, зменшуючи обсяг окатиша, який відновлюється комплексно. У такому напрямі впливає підвищення частки газифікованого вуглецю, тобто інтенсифікація процесу. При постійних значеннях частки газифікації вуглецю та розміру окатиша підвищення температури процесу сприяє розширенню меж комплексного відновлення. Проаналізовано вплив швидкості зовнішнього газового потоку на величину вхідного потоку. Встановлено, що зростання лінійної швидкості потоку водню дещо інтенсифікує вхідний потік, проте цей ефект має загасаючий характер. На завершальній стадії процесу, коли повністю відновлено оксид в зоні комплексного відновлення, проходить процес комплексного довідновлення у зоні вуглецевотермії за рахунок потоків водню, що проникають, і вуглецю, що залишився. Практична значимість. Отримані результати розрахунків дозволяють визначити оптимальні параметри процесу комплексного відновлення рудовуглевецого окатиша, які забезпечують найбільше проникнення водню вглиб окатиша.
Effect of the Quality Indices of Coal on Its Grindability
(Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine, 2022) Miroshnichenko, Denis; Koval, Valentine; Bogoyavlenska, Olena; Pyshyev, Serhiy; Malyi, Evgen I.; Chemerinskiy, Michael S.
ENG: Purpose is to determine the effect of quality indices of coal characterized by different degrees of metamorphism as well as petrographic and ultimate composition on the values of its grindability defined by the Protodyakonov and Hardgrove methods. Methods. 14 coal samples being a part of the raw material base of coking and chemical enterprises of Ukraine were studied. In terms of the samples, the parameters of technical, petrographic, and ultimate analysis were identified. GOST 21153.1-75 Rocks. Method of determining the Protodyakonov strength coefficient and ISO 5074:2015 Bituminous coal. Determination of Hardgrove grindability index were used to identify coal grindability. Graphical and mathematical dependencies between the indices of coal quality (R0, Vdaf, Cdaf, Oddaf) and values of its grindability (f and HGI) were developed. Findings. The obtained mathematical and graphic dependencies of the effect of different indices of coal quality (R0, Vdaf, Cdaf, Oddaf) on the values of its grindability (f and HGI) were obtained. It is shown that dependence of coal quality indices with its strength coefficient (f) is much lower (R2 = 0.550-0.716) than with the Hardgrove grindability index (HGI): R2 = 0.807-0.937. Originality. For the first time, comparative measurements of coal grindability according to the Protodyakonov and Hardgrove methods have been performed. It has been identified that the value of these indices are inversely proportional and described by a second-order polynom. Practical implications. The obtained graphical and mathematic dependencies can be used to predict the operation of crushing equipment for both individual coal and the one of different grade and ultimate composition at coking-chemical and heat-producing enterprises.
Моделювання впливу режиму продування ванни на масообмінні процеси та шлакоутворення у кисневому конвертері
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Камкіна, Людмила Володимирівна; Мішалкін, Анатолій Павлович; Камкін, Володимир Юрійович; Мяновська, Яна Валеріївна; Дворковий, О. І.; Ісаєва, Людмила Євгенівна
UKR: Мета. Встановити раціональні режими продування ванни та шлакоутворення при використанні традиційних та дослідних матеріалів, які забезпечують ефективне рафінування сталі від шкідливих домішок. Дослідити вплив зміни гідродинамічного стану конвертерної ванни на стійкість футерування проблемних зон конвертера та втрати металу з виносом, викидами, з корольками металу, що зливаються зі шлаком. Методика. В роботі використано методи холодного та високотемпературного моделювання процесу виплавки сталі. При проведенні експериментів з холодного моделювання дотримувалися режиму проникнення в рідину струменів газу на зразку і моделі з забезпеченням Lрз/Нв (модель) = Lрз/Нв (конвертер). Нв – глибина ванни на моделі та діючому конвертері. Lрз – довжина реакційної зони при високотемпературному моделюванні визначалась як довжина первинної реакційної зони, а при холодному – як довжина струменевої ділянки, що утворюється при проникненні газового струменю в рідину. Ці умови разом з забезпеченням подібності геометрії моделі та зразка вважали необхідними та достатніми для отримання даних для якісної та кількісної оцінки як гідродинамічного стану конвертерної ванни, так і впливу зміни способу та параметрів продування ванни на фізико-хімічні особливості рафінування сталі за часом процесу. Додатковою умовою, є дотримання умови рівності відношення площини ванни до площини внутрішнього перерізу сопла продувної фурми: (Sванни/Sсопла)модель=(Sванни/Sсопла)зразок на моделі та зразку. Наукова новизна. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджена доцільність використання для встановлення впливу на фізико-хімічні процеси та перетворення в конвертерній ванні режиму продування, для характеристики якого вибрали параметр - гідродинамічний фактор, що дорівнює співвідношенню LрзI/Нв. В свою чергу, довжина реакційної зони, що утримується при проникненні газового струменю в ванну залежить від інтенсивності продування: Lрз ~ K q0,4. Вперше для визначення під час продування киснем залізовуглецевого розплаву конвертерної ванни інтенсивності переводу сірки в шлак для діапазону зміни вмісту в ньому вуглецю 3,0...0,25 використано параметр, що визначає стан перемішування ванни під час її продування киснем - LрзI/Нв, де LрзI – довжина первинної реакційної зони, яка утворюється при проникненні кисневого струменю в металевий розплав. Первинна реакційна зона є джерелом утворення пузирів СО за реакцією FeO + C = Fe +CO, які відповідають за інтенсивність перемішування ванни шляхом утворення циркуляційних потоків металу в ванні, які в свою чергу відповідають за транспорт елементів-домішок до межі метал-шлак. Показано, що в заданому діапазоні зміни вмісту в металевому розплаві вуглецю залежність швидкості видалення з металу в шлак сірки від гідродинамічного параметру LрзI/Нв носить екстремальний характер. В цей час, коли досягається максимальний ефект перемішування ванни, при наявності необхідної основності шлакової фази швидкість реакції десульфурації для даних умов є максимальною. В подальшому в разі реалізації традиційної схеми конвертування, для якої характерно різке підвищення вмісту в шлаку оксидів заліза (15...17%) швидкість реакції десульфурації ще при достатній швидкості металевих потоків зменшувалася. Практична значимість. Зниження інтенсивності продування металевої ванни в умовах реалізації виплавки сталі в лабораторному кисневому конвертері з верхнім кисневим продуванням з 4,0 м3/т·хв до 3,2 м3/т·хв, при збільшенні часу продування на 17,8%, підвищило показник десульфурації. Доведення реакції десульфурації до її більш повного завершення досягнуто за рахунок раціональної організації перемішування розплаву в конвертерній ванні: відповідна та ефективна з точки зору завершення десульфурації сталі швидкість доставки металу до реакційної поверхні забезпечила вищу у порівнянні з більш високо інтенсивним продуванням ванни киснем швидкістю реакції десульфурації на межі розподілу метал-шлак. При цьому значення показника Ls =(S)/[S] підвищилось з 6,4 до 10,5.