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

Permanent URI for this community

http://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/14578

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

Browse

Now showing 1 - 20 of 193

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.
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».
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.