Статті КМЧС (ІПБТ)

Permanent URI for this collection

http://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14581

Інститут промислових та бізнес технологій (ІПБТ)

Browse

Now showing 1 - 20 of 40

Оцінка процесів руйнування та способів стабілізації агломерату
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, Дніпро, 2023) Бочка, Володимир Васильович; Нізяєв, Костянтин Георгійович; Ягольник, Максим Вікторович; Сова, Артем Валерійович; Шмат, Костянтин Васильович; Олексієнко, Микола Миколайович
UKR: Актуальною проблемою в умовах сьогодення є вдосконалення технології та покращенню якісних характеристик залізорудного агломерату. У статті розглянуто особливості механічної обробки агломерату в різних пристроях та виконано аналіз ефективності стабілізації агломерату за міцністю і крупністю в стабілізаторі барабанного типу. Відмічається, що істотним недоліком цього пристрою є відсутність достатнього аргументування вибору конструкційних і технологічних параметрів роботи барабана-стабілізатора. Для дослідження впливу конструкційних і технологічних параметрів роботи пристрою барабанного типу на руйнування агломерату розроблена математична модель. Запропонована модель дозволяє визначити характеристики барабана, величину і види енергетичних навантажень, які діють на матеріал при різних технологічних і конструкційних параметрах роботи пристрою. Визначено, що енергія навантаження, яка діє на агломерат, залежить від наступних факторів: радіуса барабана, частоти обертання, кількості та ширини полиць, ступеню завантаження пристрою агломератом. Доведено, що для стабілізації агломерату за крупністю та міцністю в пристрої барабанного типу необхідно виділити три характерні зони з різним механізмом руйнування, шляхом зменшення величини та кількості полиць в них: дроблення – з максимальною необхідною величиною загальних та ударних навантажень; стабілізації характеристик за крупністю за рахунок зменшення ударних навантажень; стирання, яке має забезпечити мінімізацію ударних навантажень, з основною дією сил, які дозволять видалити гострі виступи для надання агломерату кулястої форми. Запропоновано оптимальні конструкційні та технологічні параметри барабана-стабілізатора, які дозволять забезпечувати необхідний рівень початкових навантажень на агломерат в межах 60-100 Дж/кг з подальшим зменшенням енергетичних сил до 30-40 Дж/кг агломерату.
Нове педагогічне мислення сучасного викладача як вимога часу
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2023) Лучанінова, Ольга Петрівна
UKR: Аналізується нове педагогічне мислення сучасного викладача як філософсько-освітня категорія, що не має прив’язки до конкретної професійної діяльності, а наповнюється новим змістом і цінностями залежно від рефлексії педагога як професіонала й особистості, його бажання і вміння працювати в нових умовах, нових смислах.
Investigating Cavity Formation in an Electric Arc Zone During Out-of-Furnace Processing of Steel
(PC TECHNOLOGY CENTER, Ukraine, 2023) Ruban, Volodymyr O.; Stoianov, Oleksandr M.; Niziaiev, Kostiantyn H.; Synehin, Yevhen V.; Zhuravlova, Svitlana V.; Malii, Khrystyna V.
ENG: The object of this study is the interaction zone between a graphitized hollow electrode (GHE) and a metal bath on the «ladle-furnace» installation. The regularities of the formation of the geometric parameters of the hole were established for the purpose of further evaluation of the heat exchange under the electrode in the arc combustion zone under different operating conditions of the «ladle-furnace» installation. An experimental methodology was devised, and a laboratory setup was built for physical simulation on a cold model. The values of the geometric parameters of the cavity formed by the electric arc discharge in the sub-electrode zone were calculated. In particular, the area of the curved surface of the cavity is about 0.2 m2 at a depth of 40 mm. The regularities of formation of the geometry of the cavity during gas injection through the GHE channel have been established, in particular with regard to the area and depth of the cavity. Thus, with a gas consumption of 3–20 m3/h and a slag cover height of 100 mm, the area reaches 0.28–0.5 m2, while the depth of the cavity ranged from 5 cm to 19 cm, respectively. Rational flow rates of gas supplied through the channel of the graphitized hollow electrode were established, which for a slag cover of 100 mm are 3–6 m3/h and for a slag cover of 200 mm – 6–10 m3/h. The peculiarities of the formation of a metal cavity in the sub-electrode zone under the conditions of gas supply through the channel of a graphitized hollow electrode during out-of-furnace processing of steel at the «ladle-furnace» installation were investigated. The patterns of the formation of the geometry of the cavity in the arc combustion zone, which were obtained using cold modeling, could subsequently make it possible to perform calculations of heat transfer from the electric arc discharge to the metal bath. That will also make it possible to determine the share of heat absorbed by slag and metal under the conditions of using a conventional electrode, and a hollow one with gas supply through its channel during out-of-furnace processing of steel at the «ladle-furnace» installation.
The Investigation of the Thermal Performance of the Graphitized Hollow Electrode in the "Ladle-Furnace" with the Supply of Neutral Gas
(Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2023) Ruban, Volodymyr O.; Stoianov, Oleksandr M.
ENG: The article presents an analysis of heat transfer efficiency from an electric arc discharge formed in the sub-electrode zone to a metal bath under different operating conditions of the “ladle-furnace” (LF). A numerical modeling methodology has been developed, and the obtained data have been analyzed to determine the heat transfer efficiency with the supply of neutral gas through a graphitized hollow electrode (GHE). The objective of this study is the numerical modeling of the influence of changing the geometric parameters of the metal bath cavity formed by gas injection through the channel of the graphitized hollow electrode on the heat transfer efficiency from the electric arc to the metal bath at different thickness of the slag cover in the “ladle-furnace”. Research methods. Numerical modeling of the heating of the metal bath was performed on a developed 3D model of a steel ladle with liquid metal and a cavity zone formed under the action of an electric arc and gas supplied through the channel of the graphitized hollow electrode. Heating was conducted under different geometric parameters of the cavity and varying heights of the slag cover. The obtained data were analyzed, indicating the advantage of using the graphitized hollow electrode with gas supply through its channel compared to a conventional electrode. Results obtained. The share of heat absorbed by the slag and metal under the conditions of using a conventional electrode and a hollow electrode with gas supply through its channel was determined. The influence of the parameters of the reaction zone formed under the GHE on the heat transfer from the electric arc to the metal bath was determined, with maximum temperature increase values of the metal amounting to 0.6 ºC/min. Scientific novelty. New data were obtained regarding the influence of neutral gas supply through GHE on the amount of heat transferred to the metal by convection, and indicators of the heat flux density from the electric arc to the metal cavity in the sub-electrode zone were determined. Practical significance. It was determined that increasing the area of the metal cavity by supplying gas through the GHE channel improves the heat transfer from the electric arc to the metal bath. Meanwhile, increasing the thickness of the slag cover reduces heat losses to the furnace atmosphere. The carried out research provided important data regarding the thermal performance of the "ladle-furnace" in the sub-electrode zone, which can be further utilized for process optimization.
Аналітичні дослідження технології рафінування і легування металу на установці «ківш-піч»
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Рубан, Володимир Олександрович; Стоянов, Олександр Миколайович
UKR: Актуальність: Обробка металу на установці «ківш-піч» (УКП) є одним з найважливіших етапів позапічної обробки сталі, ключовими операціями якої є десульфурація, легування, видалення і модифікування неметалевих включень, які пов’язані з затратами теплоти, що компенсується шляхом використання енергії електричної дуги і забезпечує задану температуру перед розливанням. Розвиток технологій позапічної обробки сталі на установці «ківш-піч» обумовлений необхідністю підвищення якості та конкурентоспроможності металургійної продукції шляхом зниження її матеріало- і енергоємності. Позапічна обробка сталі на УКП дозволяє регулювати хімічний склад розплаву в вузькому діапазоні (мікролегування), підтримувати задану температуру сталі певного сортаменту перед розливанням на машинах безперервного лиття заготівки (МБЛЗ), що в свою чергу впливає на формування структури та властивостей кінцевого продукту. Аналітичні дослідження роботи установки «ківш-піч» спрямовані на оптимізацію процесу позапічної обробки сталі, зменшенні втрат енергії та матеріалів, підвищенні продуктивності та якості кінцевої продукції. Таким чином актуальність досліджень ковшової обробки металу, можуть сприяти розвитку нових технологій та матеріалів, що забезпечать більш ефективну виробничу діяльність. Мета роботи: Аналітичний огляд науково-технічної літератури, вітчизняних та закордонних патентів, присвячений розвитку технологій позапічної обробки сталі на установці «ківш-піч». Наукова новизна: Встановлені основні вектори розвитку технологій і обладнання позапічної обробки сталі на установці «ківш-піч», які стосуються використання графітованих порожнистих електродів. Визначено позитивний вплив використання порожнистих електродів, на роботу установки «ківш-піч» за рахунок стабільного існування розряду електричної дуги, унеможливлення процесу розриву шару шлаку та покращення умов передачі теплоти безпосередньо металевому розплаву. Наукові та практичні результати: виходячи з огляду технологій обробки сталі на установці «ківш-піч» використання графітованих порожнистих електродів в подальшому дасть змогу визначити раціональні витрати газу, що подається каналом електрода, провести дослідження його впливу на параметри лунки піделектродної зони та теплові режими роботи агрегату.
Дослідження агломерації залізної руди при використанні роздільної підготовки шихти
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Бочка, Володимир Васильович; Ягольник, Максим Вікторович; Сова, Артем Валерійович; Фурсов, М. О.; Маленко, К. І.; Бойко, Максим Миколайович
UKR: Мета. Підвищення якості залізорудної частини доменної шихти є одним з найбільш ефективних заходів, які дозволяють збільшити продуктивність доменних печей і знизити питому витрату коксу. Основними причинами руйнування агломерату при транспортуванні та завантаженні у доменну піч є низька міцність його мінералогічних сполук, які зв’язують блоки в структурі, а також високий рівень внутрішнього напруження, яке виникає у спеченці під час його кристалізації та охолодження. Формування якості агломерату в цих умовах, здійснюється на кожній стадії його виробництва. Метою даного дослідження є розробка способу огрудкування агломераційної шихти, який дозволить формувати гранули заданого гранулометричного та мінералогічного складу, створивши умови для отримання агломерату блочної структури високої міцності. Методика. Теоретичне та експериментальне обґрунтування можливості формування агломерату заданого складу та властивостей на етапі підготовки шихти до спікання проведено за допомогою програмного комплексу HSC. Проведено дослідження способів підготовки агломераційної шихти з використанням попередньо підготовлених композитів на основі концентрату. Результати. Залежність величин вільної енергії Гоббса від температури показала вірогідність утворення в даному середовищі зв'язки з фаяліту, деяких залізо- кальцієвих олівінів i феритів кальцію. Як показало дослідження ентальпії, утворення усіх мінералів характеризується екзотермічним ефектом. Лише в діапазоні температур 1473-1673 К формування 2FeO·SiO2 та однокальцієвого фериту відбувається в ендотермічних умовах. Отримані в роботі результати підтвердили позитивний вплив роздільної підготовки на однорідність крупності сирих гранул: збільшується їх еквівалентний діаметр; зменшується вміст фракції 0-1 мм; зменшується середньо-квадратичне відхилення та коефіцієнт варіації їх крупності. Збільшення вмісту фракції +10 мм, яка негативно впливає на спікання, відбувається через наявність крупних часток руди та звороту. Серед використаних дво- та трикомпонентних композитів слід відзначити позитивний вплив додавання флюсів до концентрату та руди. Найкращу якість агломерату отримали після використання чотирикомпонентного композиту з «концентрату — руди — вапна — вапняку». Для покращення ефективності роздільної підготовки, прийнято рішення розділити руду на фракції: 0-3 мм, яка подаватиметься до композиту, та 3-10 мм, яка буде використовуватися у залишковій шихті. Наукова новизна. Встановлено механізм впливу різних методів огрудкування шихтових матеріалів на формування міцної зв'язки, що пов’язане з утворенням залізокальцієвих олівінів та феритів кальцію, покращення однорідності хімічного складу, зменшення в структурі неспечених компонентів i силікатних озер. Практична значущість. Запропонована в роботі схема підготовки шихти дозволяє формувати склад i основність самого композиту та залишкової частини шляхом зміни вмісту вапняку між ними. Спікання агломераційної шихти, підготовленої запропонованим способом, дозволяє збільшити вихід придатного агломерату на 10,25% та зменшити вмісту фракції 0-5 мм після випробування на міцність на 11,5%.
Підготовка фахівців з комплаєнсу як важливий чинник інноваційного розвитку металургійного підприємства
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро; ЮРСЕРВІС, 2023) Петренко, Віталій Олександрович; Фонарьова, Тетяна Анатоліївна; Селегей, Андрій Миколайович; Мамешин, Валерій Сергійович
UKR: Стаття присвячена актуальній проблемі підготовки фахівців з компалєнсу металургійного виробництва на кафедрі інтелектуальної власності та управління проєктами в Інституті промислових та бізнес технологій (ІПБТ) Українського державного університету науки і технологій (УДУНТ). Виходячи із визначення концепції комплаєнсу, автори наголошують на необхідності підготовки фахівців, які б мали сучасні спеціалізовані теоретико-методологічні, практичні знання в галузі металургії та володіли б теорією й практикою управління металургійним підприємством з огляду дотримання норм і правил, які б знали потенційні небезпеки, пов’язані з металургійним виробництвом, вживали б заходи моніторингу, контролю відповідності та швидкого реагування, коли виникають проблеми, навчали би персонал протоколам безпеки задля виробництва й реалізації конкурентоспроможної металургійної продукції, функціонування та інноваційного розвитку металургійних підприємств.
Didactic Aspects of Distance Learning in the Conditions of Pandemic and Martial Law
(Dnipropetrovsk State University of Internal Affairs, Dnipro, Ukraine, 2022) Galushko, Olena; Kovalenko-Marchenkova, Yevheniia; Chistyakov, Volodymyr G.
ENG: The article deals with the topical issues of improving the effectiveness of the educational process in higher educational institutions in the conditions of a pandemic and martial law. The evolution of distance learning is considered. Peculiarities of the remote form of education, which functions on the basis of modern psychological and pedagogical and information and communication technologies, have been studied. The peculiarities of the organization of the educational process in higher educational institutions in the context of the pandemic and martial law were analyzed, in particular didactic aspects of the educational process in conditions of danger and increased stress. Special attention is paid to the psychological state of students and ways of reducing stress and activating their attention on the educational process, taking into account the types of information perception (audio, visual, kinesthetic, digital). Ways to improve the distance learning process in the conditions of a pandemic and martial law are proposed.
Вдосконалення технології виробництва та покращання якісних характеристик комплексного флюса
(Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро, 2022) Бочка, Володимир Васильович; Ягольник, Максим Вікторович; Двоєглазова, А. В.; Фурсов, М. О.
UKR: У статті розглядається можливість підвищення ефективності сучасного агломераційного процесу, яка здійснюється шляхом вдосконалення технології виробництва комплексного флюсу. Узагальнено вітчизняний та світовий досвід розробки та використання у процесах окускування металургійної сировини нового типу – комплексного флюсу. Відмічається, що даний вид флюсу вносить до агломераційної шихти значний набір мінералогічних сполук, які суттєво покращують умови спікання та якість окускованої сировини. Запропоновано спосіб виробництва комплексного флюсу шляхом об'єднання процесів обпалу вапняку та утворення феритів кальцію. Показано можливості та переваги використання спеціалізованого програмного забезпечення задля аналізу реакцій дисоціації вапняку в різних умовах. Висвітлено один із напрямків виробництва комплексного флюсу заданого складу та властивостей, основою якого є отримання комбінованих гранул, утворених кусочками вапняку крупністю та оболонкою із залізорудних матеріалів (концентрат, залізна руда), шляхом поєднання процесів випалу вапняку та утворення феритів кальцію. Термодинамічним аналізом показано високу достовірність взаємодії вапна з оксидами рудного матеріалу з утворенням комплексного флюсу заданого складу та властивостей. Процес реалізується шляхом спікання на конвеєрній машині за агломераційною технологією. Розроблено основні параметри технологічного режиму виробництва комплексного флюсу. Доведено, що при розробці та вдосконаленні технології виробництва комплексного флюсу з гранул вапняку з накочуванням залізовмісного матеріалу велике значення має правильний вибір крупності вапняку, палива, а також величин інших технологічних параметрів. Результати проведених досліджень підтверджують технологічність обраного напрямку виробництва комплексного флюсу за рахунок поєднання процесів виробництва вапна і феритних спеків.
Аналітичні дослідження і характеристика методів рафінування сталі у промковші МБЛЗ
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Синегін, Євген Володимирович; Суховецький, Сергій Васильович
UKR: Актуальність: Постійно зростаючі вимоги до якості металопродукції та її собівартості спонукають до сталого розвитку технологій рафінування сталі, зокрема й від неметалевих включень, присутність яких в сталі суттєво знижує механічні властивості сталевої продукції. Наразі рафінування сталі від неметалевих включень здійснюється починаючи з позапічної обробки сталі у сталерозливному ковші і з акінчується на етапі розливання сталі. Найбільш ефективними методами рафінування сталі, що зумовило їх широке використання в промисловості, є продувка інертним газом, електромагнітне перемішування, модифікування та ін. Найбільш ефективним з погляду рафінування сталі є обробка на фінішних етапах виробництва, зокрема при розливанні стаі на МБЛЗ у проміжному ковші. Мета роботи: з огляду на широке різномаїття технологій і методів рафінування сталі, зокрема й на етапі безперервного розливання сталі, виникає потреба в їх систематизації і класифікації, що дозволить краще оцінювати і порівнювати їх ефективність. Наукова новизна: систематизовані і класифіковані методи рафінування сталі при безперервному розливанні сталі. На прикладі світового досвіду, ґрунтуючись на огляді останніх закордонних публікацій, розглянуто конкретне застосування і ефективність кожного типу методів. Наукові та практичні результати: запропонована класифікація методів дозволить краще оцінювати їх ефективність та раціонально обирати доцільні методи та їх комбінації для кожного окремого виробництва, зокрема із урахуванням марки сталі. Також, виходячи з оцінки ефективності розглянутих методів, можна визначити додаткові резерви щодо їх вдосконалення.
Сучасний університет як методологічний центр поширення модерних знань та інтелектуальних орієнтирів для суспільства
(Український державний університет науки і технологій, Навчально-науковий інститут «Інститут промислових та бізнес-технологій», Дніпро, 2022) Лучанінова, Ольга Петрівна
UKR: Аналізується технічний університет майбутнього – вищий навчальний заклад єдиної культури людства, тому що в XXI столітті відбудеться зближення інженерної та гуманітарної діяльності.
Дослідження впливу біоматеріалів на процес спікання залізорудних матеріалів та якість агломерату
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Ягольник, Максим Вікторович; Бойко, Максим Миколайович; Фурсов, М. О.; Єфіменко, В. В.; Полякова, Наталія Володимирівна; Журавльова, Світлана Валеріївна
UKR: Мета. Основне надходження енергії на агломераційних процес відбувається за рахунок спалювання коксового дріб’язку, який забезпечує близько 78 % енергії, яка споживається в процесі агломерації. Спалювання коксового дріб’язку в агломераційному процесі також є основним джерелом забруднюючих речовин, таких як NOx і SOx. Енергія біомаси вважається перспективною заміною коксового дріб’язку в агломерації, по-перше, через її відновлюваність, а по-друге, через нижчий вміст S і N. Для зменшення впливу типу біомаси на властивості агломераційного палива, спрощення технології використання біомаси при агломерації можливо виробництво коксового дріб’язку з додаванням в шихту частки біоматеріалів. Метою роботи було визначення впливу на показники агломераційного процесу та якість агломерату заміни частки твердого палива біоматеріалами, які попередньо проходили підготовку. Методика. Для дослідження в якості твердого палива використовували промисловий коксовий дріб’язок та коксовий дріб’язок, отриманий при температурі піролізу 850-1100 °С з додаванням 5 - 45 % біоматеріалів. Експерименти проводили на агломераційній установці, яка використовувалася спікання шихти з контролем параметрів процесу. Попередньо шихту огрудковували у змішувачі-грануляторі барабанного типу. Після випробувань оцінювали питому продуктивність агломераційної установки, швидкість спікання, а також властивості агломерату. Результати. Представлені результати дослідження показали, що при використанні коксового дріб’язку, отриманого при температурі 1100 °С з добавкою 5 % біоматеріалів, показники агломераційного процесу та якості продукту відповідають таким, що є при використанні промислового коксу. При використанні коксового дріб’язку, отриманого при температурі 850 °С з добавкою 15 % біоматеріалів спостерігається незначні зміни в параметрах процесу відносно базової технології. Застосування коксового дріб’язку, отриманого з використанням понад 15 % біоматеріалів, викликає зниження продуктивності агломераційної установки та міцності отриманого агломерату. Максимальне падіння спостерігається при використанні коксового дріб’язку з температурою піролізу 850 ° С та вмістом біоматеріалів 45%. Наукова новизна. Встановлено механізм впливу коксового дріб’язку з додаванням біоматеріалів на формування високотемпературних зон в процесі агломерації та кінцевої структури агломерату. Практична значущість. Рекомендується застосування в якості агломераційного палива коксового дріб’язку, отриманого при температурі піролізу 850 °С і вмісті біоматеріалів 15 %. При цьому показники агломераційного процесу та якість агломерату зберігаються на базовому рівню. Застосування коксового дріб’язку, отриманого при температурі піролізу 850 °С дозволить знизити енерговитрати на виробництво палива та зменшить загальний екологічний вплив агломераційного виробництва на довкілля.
Актуальні проблеми підготовки майбутніх металургів та магістрів з професійної освіти в умовах сучасної університетської освіти
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Палагута, Вадим Іванович; Лучанінова, Ольга Петрівна
UKR: Мета. Розкрити практичну цінність науково-педагогічної практики магістрів з професійної освіти для формування певних компетентностей під час проведення цієї практики у бакалаврських групах майбутніх інженерів-металургів та проаналізувати взаємонавчання бакалаврів-металургів і магістрів з професійної освіти для їхньої майбутньої професійної діяльності Методологія. Методи дослідження у вигляді педагогічного експерименту, аналізу експериментального матеріалу, анкет стейкхолдерів, аналізу результатів опитування студентів. Результати. Теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено, що використання сучасних засобів навчання майбутніх металургів є ефективними у процесі розвитку або формування їхніх як професійних, так і загальних компетентностей, сприяють розвитку професіоналізму магістрів із професійної освіти, а також поглибленню знань із металургійних дисциплін, що вирішує проблеми професійної підготовки здобувачів вищої освіти. Наукова новизна. Експериментально доведено, що суттєво підвищується рівень теоретичної професійної підготовки майбутнього інженера-металурга, магістра з професійної освіти у поєднанні з рівнем спрямованості їхніх знань на практичну діяльність. Практична значущість полягає в тому, що у процесі вивчення металургійних дисциплін доцільно застосовувати переважно компетентнісний підхід, інтенсивну цифровізацію освітнього процесу, поширене використання інформаційно-комунікаційних технологій, різноманітні засоби контекстної професійної підготовки здобувачів вищої освіти з металургії та професійної освіти, які спрямовані на розвиток особистісних компетентностей здобувачів.
Criterion Assessment of the Efficiency of Injection Equipment during the Injection of Powdered Ferroalloys
(Ternopil Ivan Puluj National Technical University, 2022) Niziaiev, Kostiantyn H.; Khotiun, Vadym I.
ENG: The purpose of the work is determining the efficiency of injection equipment with the injection of ferroalloys of different fractional composition, density and flow deep into the iron-carbon melt, taking into account the parameters of injection equipment (length and diameter of the pipeline and pressure in the powder-feeder). The analytical review of the literature is performed, which confirmed the advantage of powder injection in a teeming ladle compared to traditional technologies of deoxidation and alloying. Based on known mathematical models adapted to specific technological conditions, mathematical modeling is carried out, which takes into account a number of important parameters for technology, including fractional composition, density and consumption of powder ferroalloy, taking into account the parameters of injection equipment. The optimal diameter of the pipeline is determined. Nomograms of the lowest level of carrier gas consumption are designed. With the help of nomograms, it is possible to control the operation mode of injection equipment in obtaining pulsationless transportation of gas-powder mixture depending on the ferroalloy fraction, its flow rate and density, taking into account the diameter of the pipeline. Based on the results of mathematical modeling, the criterion for assessment the efficiency of injection equipment has been deduced, that makes it possible to determine quickly the pulsationless transport of gas-powder mixture depending on the fraction of powder reagent and pipeline diameter. The consumption of carrier gas depending on the fraction of powder reagent and the diameter of the pipeline, which can be used to control the operation mode of injection equipment in order to obtain pulsationless transport of gas-powder mixture has been determined.
Influence of Biocoke on Iron Ore Sintering Performance and Strength Properties of Sinter
(Dnipro University of Technology, Dnipro, Ukraine, 2022) Kieush, Lina; Koveria, Andrii; Boyko, Maksym M.; Yaholnyk, Maksym V.; Hrubiak, Andrii; Molchanov, Lavr; Moklyak, Volodymyr
ENG: Purpose. The research purpose is to substantiate the use of biocoke as a fuel in the iron ore sintering, as well as its influence on the performance and properties of the resulting sinter. To completely replace conventional coke breeze, biocoke is produced using 5 wt.% biomass wood pellets at different carbonization temperatures of 950 or 1100°C. Further, the influence of biocoke on the sintering process and the sinter quality is studied at a high proportion of biomass pellets of 10, 15, 30, 45 wt.% and a carbonization temperature of 950°C. Methods. Carbonization is performed in shaft-type electric furnaces to produce laboratory coke or biocoke. Afterward, the sintering of iron ores is conducted on a sinter plant. To assess the sintering process and the quality of the resulting sinter, the filtration rate is determined on a laboratory sinter plant using a vane anemometer designed to measure the directional flow average velocity under industrial conditions. The sinter reducibility is studied using a vertical heating furnace to assess the effect of coke and biocoke on the sinter’s physical-chemical properties. Findings. It has been determined that biocoke, carbonized at a temperature of 950°C, has good prospects and potential for a shift to a sustainable process of iron ore sintering. Originality. It has been proven that biocoke with a biomass pellet ratio of up to 15 wt.%, obtained at a temperature of 950°C, does not affect the parameters characterizing the sintering process. The sinter strength indicators correspond to the use of 100 wt.% conventional coke breeze. Biocoke used with a high proportion of biomass pellets of 30 and 45 wt.% causes a deterioration in the sinter quality. Practical implications. The results of using biocoke with the addition of 5-15 wt.% biomass pellets and at a temperature of 950°C are within the standard deviation, which makes it possible to use biocoke with 15 wt.% biomass pellets instead of industrial coke breeze.
Методи візуалізації гідродинамічних процесів при «холодному» моделюванні продування
(НМетАУ, Дніпро, 2022) Мамешин, Валерій Сергійович; Нізяєв, Костянтин Георгійович; Журавльова, Світлана Валеріївна
UKR: У статті обговорюються основні переваги та недоліки найпоширеніших методів візуалізації циркуляційних гідродинамічних потоків. Розглянуто сфери їх застосування, обладнання, що використовується. Метою цього дослідження були розробка оригінальної методики візуалізації гідродинамічних потоків за допомогою реоскопічної рідини та аналіз особливостей її застосування при холодному моделюванні киснево-конвертерного продування. Для отримання реоскопічної рідини було запропоновано використовувати воду та сухий перламутровий пігмент марки KW 427 За результатами проведеного «холодного» моделювання продувки встановлено, що використання реоскопічної рідини забезпечує стабільність візуалізації гідродинамічних циркуляційних потоків і дозволяє визначати напрямок руху і розподіл циркуляційних потоків, що формуються в рідкій ванні і встановити локалізацію застійних зон.
Physical Model of Influence of CaO-FeO-SiO2 Powder Fraction on the Heat Transfer from Torch
(Publishing House “Akademperiodyka”, 2022) Molchanov, L. S.; Golub, T. S.; Synehin, Yevhen. V.; Semykin, S. I.
ENG: Introduction. One of the main ways of heat transfer in metallurgical units is the interaction of the charge with a burning gas torch. The heat is transferred from the torch mainly by radiation. In particular, oxygen converter process under its typical temperature and chemical conditions of oxidation processes is accompanied by combustion reactions with the formation of a torch both in the cavity of the converter (in the so called reaction zone) and above the converter neck as a result of partial post-combustion of exhaust gases leaving the unit. Problem Statement. The processes in metallurgical units are accompanied by significant smoke and dust, which affect the efficiency of heat transfer from the torch of exhaust gases post-combustion to the metal bath that is an additional source of heat in the converter process. Purpose. The purpose of this research is to study the influence of the introduction of solid powder components into the environment around the torch on its heat transfer. Materials and Methods. The research has been carried out on the physical model of a burning torch when CaO-FeO-SiO2 system powders are fed into the torch in air flow. The magnitude of the heat flow density has been estimated on the basis of the registered temperature difference in different parts of the model. Results. It has been established that the feed of air or any solid material at a temperature much lower than the torch temperature has a negative effect on heat transfer from the torch by radiation. However, the total heat flow density is not significantly reduced due to the possible involvement of heated solids in other heat transfer methods. For the CaO-FeO-SiO2 system, the share of silicon dioxide powder as a component with the highest heat capacity has the greatest negative effect on the heat transfer from the torch. Conclusions. The studies based on the physical model have allowed us to qualitatively assess the effect of dustiness of the components of CaO-FeO-SiO2 system of the burning torch environment on its heat transfer and on the contribution of different heat transfer methods from the torch to the total heat flow density in given conditions.
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.
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.

Browse

Recent Submissions