02 Dec. 2019 (Monday 13:17)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ". 2019 . № 11

УДК 669.1:061.6

80 ЛЕТ НА СЛУЖБЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ НАУКЕ

А. И. БАБАЧЕНКО, д-р техн. наук, директор, office.isi@nas.gov.ua; Л. Г. ТУБОЛЬЦЕВ, канд. техн. наук, заведующий отделом прогнозных и информационно-технических исследований в металлургии (Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. Институт черной металлургии (ИЧМ) был создан 9 декабря 1939 г. для решения научных задач развития отечественной черной металлургии. Концепция его создания была основана на идее использования научных разработок института для модернизации металлургического производства страны. Научная тематика ИЧМ охватывала все основные переделы и наиболее важные проблемы черной металлургии и была востребована металлургическими предприятиями. Наряду с решением важных практических задач по повышению обороноспособности и восстановлению металлургического потенциала, расширению сырьевой базы отрасли, совершенствованию действующих технологических процессов выполнялись и фундаментальные исследования, создавались научные школы. Академиками З.И. Некрасовым и В.И. Большаковым подготовлена замечательная плеяда ученых-доменщиков, академик А.П. Чекмарёв создал уникальную школу прокатчиков, член-корреспондент АН Украины С.Н. Кожевников создал выдающуюся школу машиноведов, а члены-корреспонденты АН Украины К.П. Бунин и Ю.Н. Таран заложили основы школы металловедов. Создатель технологии термической обработки проката с прокатного нагрева академик К.Ф. Стародубов основал научную школу термистов. Представители этих научных школ и сегодня работают на передовых позициях металлургической науки и производства. Многие исследования и разработки ИЧМ нашли широкое распространение в мировой черной металлургии. Учеными ИЧМ впервые в мировой практике были обоснованы преимущества крупных доменных печей, разработана технология доменной плавки с применением прогрессивных программ загрузки шихты, альтернативных источников энергии, в частности пылеугольного топлива, c вдуванием природного газа и обогащенного кислородом дутья, разработан и освоен процесс внедоменной десульфурации чугуна гранулированным магнием. Были разработаны ресурсосберегающие технологические процессы доводки и глубокого рафинирования стали в ковше, процесс бесконечной прокатки сваренных встык заготовок на мелкосортных станах, энергосберегающая технология термического упрочнения проката с использованием тепла прокатного нагрева. Эти технологии получили широкую реализацию в мировой и отечественной практике. Важное место в научной деятельности ИЧМ занимает международное сотрудничество, позволяющее не только развивать научные исследования, но и способствовать научно-техническому прогрессу в металлургии.

Ключевые слова: Институт черной металлургии имени З.И. Некрасова, фундаментальные исследования в черной металлургии, научные школы, совершенствование металлургических технологий, научно-техническое сопровождение металлургических технологий.

Ссылка для цитирования: Бабаченко А.И., Тубольцев Л.Г. 80 лет на службе металлургической науке // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1217–1224.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1217-1224

80 YEARS IN THE SERVICE OF METALLURGICAL SCIENCE

А. I. BABACHENKO, HD (Tech.), Director, office.isi@nas.gov.ua; L. G. TUBOL'TSEV, PhD (Tech.), Head of Dpt. "Forecasting, Information and Technical Research in metallurgy" (Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, NAN of Ukraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract. Institute of Ferrous Metallurgy (IFM) was created on December 9, 1939 to meet scientific challenges of domestic steel industry development. The concept of its creation was based on the idea of application of scientific developments of the Institute for modernization of metallurgical plants of the country. The scientific themes of the IFM covered the basic stages and most important items of ferrous metallurgy and was in demand by metallurgical plants. Apart from meeting the important practical challenges of increasing the defensibility and recovering the metallurgical potential, expanding the raw materials base, perfection of existing technological processes, fundamental studies were being accomplished, scientific schools were being created. Academicians Z.I. Nekrasos and V.I. Bol'shakov prepared remarkable pleiad of scientists – BF-men, academician A.P. Chekmarev created a unique school of rolling specialists, a corresponding member of the Academy of sciences of Ukraine S.N. Kozhevnikov created an outstanding school of theoretical engineering, a corresponding members of the Academy of sciences of Ukraine K.P. Bunin and Yu.N. Taran make the foundation of the theoretical engineering school. The creator of the rolled products thermal treatment from the roller heat technology academician K.F. Starodubov founded the scientific school of heat-treaters. Representatives of those scientific schools are still working today at the front positions of metallurgical science and production. Many studies and developments of the IFM found a wide application in the world steel industry. The scientists of IFM for first time in the world practice justified the advantages of large blast furnaces, elaborated the technology of BF smelting with application of progressive programs of burden charging, alternative sources of energy, in particular, pulverized-coal fuel, injection of natural gas and blast enriched by oxygen. A very effective process of desulphurization of hot metal by granulated magnesium outside the blast furnace was elaborated and mastered. In addition, resource-saving technological processes of deep refining of steel in ladle were elaborated, as well as the process of continuous rolling of welded in a butt joint billets at bar mills, energy-saving technology of thermal strengthening of rolled products by usage of rolling warming heat. The technologies were widely realized in the world and domestic steel industries. International cooperation takes an important place in the scientific activity of IFM, not only promoting further development of the research, but also facilitating the scientific and technical progress in metallurgy.

Key words: Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, fundamental studies in steel industry, scientific schools, perfection of metallurgical technologies, scientific and technical support of metallurgical technologies.

For citation: Babachenko A.I., Tubol'tsev L.G. 80 years in the service of metallurgical science. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1217–1224. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1217-1224


УДК 622.7'17:622.33

ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИХ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

Н. Ю. СВЕЧНИКОВА, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии и химических технологий, natasha-svechnikova@yandex.ru; В. Н. ПЕТУХОВ, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии и химических технологий; С. В. ЮДИНА, старший преподаватель кафедры металлургиии химических технологий; О. В. КУКЛИНА, студент; А. С. ПУЗИНА, студент; Т. Н. АХМЕТЗЯНОВ, студент; Я. В. ГАВРЮШИНА, студент (Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова,Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск)

Аннотация. Вовлечение в хозяйственный оборот отходов производства, в частности отходов флотации при обогащении угля, является актуальной задачей. Изучены отходы углеобогащения ООО "ММК-Уголь" с целью возможности их утилизации в установках для сжигания высокозольных углей и использования в качестве отощающей и выгорающей добавки в глиняную шихту для производства керамического кирпича. В ходе термоаналитического исследования на синхронном термическом анализаторе STA 449 NETZSCH в динамическом режиме со скоростью нагрева 10 ?C/мин в потоке воздуха 30 см3/мин в интервале температур 30–1000 ?C определили низшую теплоту сгорания углесодержащего материала, изменение массы при прокаливании, изменение и скорость изменения массы образца, тепловой эффект процесса температуры начала, конца и максимального развития термических эффектов. Установлено, что наибольшая потеря массы наблюдается в диапазоне температур 450–600 °С, что составляет порядка 65–67 % от всей массы органической составляющей угля. Максимальная скорость выгорания соответствует температуре 540–563 ?C. Низшая теплота сгорания исследуемых отходов составила 15,9 МДж/кг. Результатами термоаналитического исследования, технического анализа и теплотехнических расчетов обоснована возможность использования отходов флотации в смеси до 20 % с рядовым углем для сжигания в топках печей низкотемпературного кипящего слоя для сушки угольного концентрата. Анализ состава отходов флотации показал, что они имеют высокую удельную поверхность (56,8?103 м2/кг), обладают высокой дисперсностью, размокаемостью, способностью к набуханию, а преобладающее количество глинистого вещества делает их пластичным материалом. Это позволяет использовать их в качестве топливосодержащей и отощающей добавки в глиняную шихту для производства керамического кирпича. Определено оптимальное количество отощающей и выгорающей добавки в глиняную шихту для производства керамического кирпича полусухим методом, применение которого в результате более равномерного обжига улучшает прочностные показатели изделий (до 30–40 %), экономит топливо (до 30 %), а также исключает необходимость введения в шихту каменного угля и повышает производительность обжиговых печей.

Ключевые слова: обогащение угля, отходы флотации, производство керамического кирпича, отощающая и выгорающая добавка, сушка угольного концентрата, печи с топкой низкотемпературного кипящего слоя.

Ссылка для цитирования: Свечникова Н.Ю., Петухов В.Н., Юдина С.В., Куклина О.В., Пузина А.С., Ахметзянов Т.Н., Гаврюшина Я.В. Изучение физико-химических свойств отходов углеобогащения с целью возможности использования их в качестве вторичного сырья // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1225–1230.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1225-1230

STUDY OF PHYSICAL AND CHEMICAL PROPERTIES OF COAL CONCENTRATION WASTES WITH A PURPOSE OF THEIR UTILIZATION AS SECONDARY RAW MATERILAL

YU. SVECHNIKOVA, PhD (Tech), Prof. Ass., Dpt. "Metallurgy and Chemical Technologies", natasha-svechnikova@yandex.ru; V. N. PETUKHOV, HD (Tech.), Prof., Dpt. "Metallurgy and Chemical Technologies"; V. YUDINA, Senior Lecturer, Dpt. "Metallurgy and Chemical Technologies"; O. V. KUKLINA, Student; S. PUZINA, Student; T. N. AKHMETZYANOV, Student; YA. V. GAVRYUSHINA, Student (G.I. Nosov Magnitogorsk State Technological University, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk)

Abstract. Involvement of production wastes into the economy turnover, in particular flotation wastes at coal concentration is an actual task. OJSC "MMK-Ugol" flotation wastes studied aimed at their utilization in facilities for burning high-ash coals, as well as utilization as thinning and combustible additive to clay burden for production of ceramic bricks. In the course of thermo-analytical study by applying the STA 449 NETZSCH synchronous thermal analyzer in a dynamic mode with a heating speed of 10 ?C/min in an airflow 30 sm3/min within the temperature interval 30–1000 ?C, the lowest combustion heat of the carbon-bearing material determined. Besides, the following parameters were determined: mass variation during calcination, variation and speed of the sample mass variation, the process heat effect, the temperature of the beginning, end and maximum progress of thermal effects. It was determined, that the biggest mass loss was observed within the temperature range of 450–600°С, that makes 65–67% of the whole mass of organic share of the coal. The maximum speed of combustion corresponds to the temperature 540–563°С. The lowest combustion heat of the wastes under study was 15.9 MJ/kg. Based on results of the thermo-analytical study, technical analysis and heat-engineering calculations, a possibility of flotation wastes utilization justified. The wastes should be used in the mixture up to 20% with a regular coal as a raw material in the furnaces of low temperature boiling bedchamber for coal concentrate drying. Analysis of flotation wastes chemistry showed, that they have high specific surface (56.8?103 m2/kg), high dispersion, soaking ability, swelling ability and due to considerable clay substance content they are a plastic material. It enables to use them as a fuelbearing and thinning additive into the clay burden for production of ceramic bricks. Optimal amount of thinning and combustible additive to clay burden for production of ceramic bricks by semi-dry method determined, application of which after more uniform sintering will result in improving strength indices of the bricks (up to 30–40%), energy saving (up to 30%). Besides, it will exclude necessity to add black coal to the burden and increase productivity of sintering furnaces.

Key words: coal concentration, flotation wastes, ceramic bricks production, thinning and combustible additive, coal concentrate drying, furnaces with low temperature boiling bedchamber.

For citation: Svechnikova N.Yu., Petukhov V.N., Yudina S.V., Kuklina O.V., Puzina A.S., Akhmetzyanov T.N., Gavryushina Ya.V. Study of physical and chemical properties of coal concentration wastes with a purpose of their utilization as secondary raw materials. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1225–1230. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1225-1230


УДК 669.162.21-52:061.6 (477)

НОВЫЙ УРОВЕНЬ УПРАВЛЕНИЯ ДОМЕННОЙ ПЛАВКОЙ В РАЗРАБОТКАХ ИЧМ

И. Г. МУРАВЬЕВА, д-р техн. наук, заведующая отделом технологического оборудования и систем управления, irinamuravyova@gmail.com ; Д. Н. ТОГОБИЦКАЯ, д-р техн. наук, профессор, заведующая отделом физико-химических проблем металлургических процессов; А. С. НЕСТЕРОВ, д-р техн. наук, заведующий отделом металлургии чугуна; Н. Г. ИВАНЧА, старший научный сотрудник отдела технологического оборудования и систем управления (Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. В условиях нестабильности качества шихтовых материалов, состава комбинированного дутья, а также значительных изменений интенсивности доменной плавки актуальной является своевременная экспертная оценка текущих условий плавки, причин ее отклонений от нормального хода, позволяющая выдавать рекомендации по достижению заданных технико-экономических показателей при минимизации энергетических затрат. Представлены основные положения интеллектуальной системы поддержки принятия решений по управлению доменной плавкой, разработанной в Институте черной металлургии. Система основывается на диагностике состояния плавки с использованием критериев оценки теплового состояния и газодинамического режима доменной плавки, эффективности осевой коксовой отдушины, оценки формы, положения и толщины пластичной зоны в доменной печи и других критериев, основанных на технологических параметрах доменной плавки и информации систем контроля. Отмечено, что разработанная система позволяет адекватно оценивать процессы доменной плавки в условиях использования многокомпонентности шихты, которая вызвана в основном вовлечением в состав доменной шихты сырья и топлива ухудшенного качества с целью удешевления. Разработана комплексная математическая модель формирования многокомпонентных порций шихтовых материалов, их загрузки в бункер бесконусного загрузочного устройства, выгрузки из бункера и распределения на поверхности засыпи. Разработанная интеллектуальная система апробирована в реальных условиях работы ДП № 9 "АрселорМиттал Кривой Рог" в течение ряда опытных периодов и показала эффективность функционирования ее алгоритмов.

Ключевые слова: доменная плавка, управление доменной плавкой, интеллектуальные системы, многокомпонентная шихта, критерии оценки процессов, экспертная система выбора оптимального состава шихты.

Ссылка для цитирования: Муравьева И.Г., Тогобицкая Д.Н., Нестеров А.С., Иванча Н.Г. Новый уровень управления доменной плавкой в разработках ИЧМ // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1231–1236.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1231-1236

A NEW LEVEL OF BLAST FURNACE CONTROL IN THE DEVELOPMENTS OF THE IFM

I. G. MURAV'EVA, HD (Tech.), Head of Dpt. "Technological equipment and Control Systems", irinamuravyova@gmail.com; D. N. TOGOBITSKAYA, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. "Physical and Chemical Problems of Metallurgical Processes"; А. S. NESTEROV, HD (Tech.), Head of Dpt. "Iron Metallurgy"; N. G. IVANCHA, Senior Researcher, Dpt. "Technological Equipment and Control Systems" (Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, NAN of Ukraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract. Under today's conditions, characterized by the instability of the composition and quality of charge materials, the composition of the combined blast, as well as the significant variability in the intensity of heat, the timely expert evaluation of the current heat parameters and reasons of their variations comparing with the setup parameters is rather actual. The expert evaluation can allow to issue recommendations to reach the setup technical and economic indices while minimizing the energy costs. The main features of the decision-making support intellectual system for blast furnace heat control, developed by the Institute of Ferrous Metallurgy, presented. The system based on the heat conditions diagnostic with application of evaluation criteria of heat conditions and BF heat gas-dynamic regime, effectiveness of axes coke funnel, evaluation of the form, location and thickness of the plastic zone in a blast furnace and other criteria, based on technological parameters of BF heat and control systems information. It was noted, that the elaborated system allows to evaluate adequately the processes of BF heat under conditions of multicomponent charge, which is stipulated generally by utilization of raw materials and fuel of lower quality within the BF charge to make it cheaper. A comprehensive mathematical model of multicomponent portions of charge materials forming, their charging into the bunker of the bell-less charging facility, discharging out of the bunker and distribution on the charge surface elaborated. The elaborated intellectual system tested under real conditions of "ArcelorMittal Krivoy Rog" No. 9 blast furnace operation. The system showed effectiveness  of its algorithms functioning within a sequence of test periods.

Key words: blast furnace heat, blast furnace heat control, intellectual systems, multicomponent charge, process evaluation criteria, expert system of choosing optimal charge composition

For citation: Murav'eva I.G., Togobitskaya D.N., Nesterov A.S., Ivancha N.G. A new level of blast furnace control in the developments of the IFM. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1231–1236. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1231-1236


УДК 669.162

ПОВЫШЕНИЕ ОБЕССЕРИВАЮЩЕГО ПОТЕНЦИАЛА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ИНЖЕКЦИОННОЙ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА РАЗЛИЧНЫМИ РЕАГЕНТАМИ

А. Ф. ШЕВЧЕНКО, д-р техн. наук, профессор, ведущий научный сотрудник отдела внепечной обработки чугуна; И. А. МАНАЧИН, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела внепечной обработки чугуна, ovoch-isi@outlook.com; Б. В. ДВОСКИН, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела внепечной обработки чугуна; А. С. ВЕРГУН, д-р техн. наук, старший научный сотрудник отдела внепечной обработки чугуна; С. А. ШЕВЧЕНКО, канд. техн. наук, cтарший научный сотрудник отдела внепечной обработки чугуна; В. Г. КИСЛЯКОВ, канд. техн. наук, заведующий отделом отдела внепечной обработки чугуна; В. И. ЕЛИСЕЕВ, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник отдела внепечной обработки чугуна; А. В. ОСТАПЕНКО, научный сотрудник отдела внепечной обработки чугуна (Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. В последнее время существенно возросли требования к процессам подготовки жидкого чугуна к сталеплавильному переделу. Однако анализ практики промышленного применения различных технологий десульфурации чугуна в целом ряде случаев свидетельствует об их недостаточной эффективности. Показано, что применяемые технологии имеют резервы для существенного улучшения показателей десульфурации, в том числе за счет оптимизации условий термодинамики, кинетики и гидро- и аэродинамики обменных процессов. Осуществлены расчеты изменения величин энергии Гиббса при различной температуре чугуна для реакций взаимодействия основных реагентов с серой. Показано, что наиболее предпочтительными реагентами для десульфурации чугуна являются оксид кальция и магний, поскольку обеспечивают наиболее высокие значения (абсолютные) изменения энергии Гиббса. Взаимодействие магния с растворенной в чугуне серой протекает не только в зоне ввода его в расплав, но и во всем объеме рафинируемой ванны, что обусловлено способностью растворения магния в чугуне. При вдувании оксида кальция необходимо организовать химическое взаимодействие с участием вносимого извне алюминия, а также разрушение и диспергирование зоны истечения потока из фурмы в чугун при помощи газообразующих в чугуне добавок. При моноинжекции магния важно обеспечить зернистый состав реагента и высокую (более 80 м/с) скорость истечения потока в расплав чугуна. При вдувании зернистых реагентов с диаметром частиц более 0,4 мм параметр скорости является определяющим, так как обеспечивает возможность внедрения частиц реагента в расплав чугуна на глубину вплоть до 20–25 мм. Последнее обеспечивает устойчивость и надежность процесса десульфурации чугуна моноинжекцией зернистого магния. Теоретические положения подтверждены экспериментально. Обеспечивается степень десульфурации до 95–99 %.

Ключевые слова: десульфурация чугуна, взаимодействие реагентов с серой, моноинжекция зернистого магния, вдувание оксида кальция, степень десульфурации.

Ссылка для цитирования: Шевченко А.Ф., Маначин И.А., Двоскин Б.В., Вергун А.С., Шевченко С.А., Кисляков В.Г., Елисеев В.И., Остапенко А.В. Повышение обессеривающего потенциала технологических систем инжекционной десульфурации чугуна различными реагентами // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1237–1243.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1237-1243

INCREASE OF DESULPHURIZATION POTENTIAL OF TECHNOLOGICAL SYSTEMS OF HOT METAL INJECTION DESULPHURIZATION BY VARIOUS REAGENTS 

А. F. SHEVCHENKO, HD (Tech.), Prof., Leading Res. Ass., Dpt. "Hot metal ladle treatment"; I. A. MANACHIN, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. "Hot metal ladle treatment", ovoch-isi@outlook.com; V. DVOSKIN, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. "Hot metal ladle treatment"; A. S. VERGUN, HD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. "Hot metal ladle treatment"; S. A. SHEVCHENKO, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. "Hot metal ladle treatment"; V. G. KISLYAKOV, PhD (Tech.), Head of Dpt. "Hot metal ladle treatment"; I. ELISEEV, PhD (Phys-Mat.), Sen. Res. Ass., Dpt. "Hot metal ladle treatment"; V. OSTAPENKO, Res. Ass., Dpt. "Hot metal ladle treatment" (Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, NAN of Ukraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract. Last years the requirements considerably increased to the processes of liquid hot metal preparation to steel-making stage. However, analysis of the industrial application practice of hot metal desulphurization different technologies shows often their insufficient effectiveness. It was shown, that the used technologies have reserves for significant increasing desulphurization indices, including the increase due to optimization of thermodynamics conditions, kinetics and hydro- and air-dynamics of exchanging processes. Calculations of Gibbs energy values variations carried out for various hot metal temperature in interaction reactions of basic reagents with Sulphur. It was shown, that calcium oxide and magnesium are the most preferable reagents for hot metal desulphurization, since they provide the highest values (absolute) of Gibbs energy variation. Magnesium interaction with the Sulphur dissolved in the hot metal, tales place not only in the area of its injection into the melt, but also in the whole volume of the bath under refining, which is stipulated by the ability of magnesium dissolving in the hot metal. At the calcium oxide injection it is necessary to arrange the chemical interaction with the introduced from outside aluminum, as well as destruction and dispersion of flow discharge zone out of the lance into the hot metal, by gas-forming additives. In the case of mono-injection of magnesium, it is important to ensure a granular composition of the reagent and a high (more than 80 m/s) flow rate into the hot metal. At injection granular reagents with particle diameters of more than 0.4 mm, the velocity parameter is decisive, since it provides the possibility of introducing reagent particles into the hot metal to a depth of up to 20–25 mm. The latter provides stability and reliability of the hot metal desulphurization process by mono-injection of granular magnesium. Theoretical conclusions were confirmed by experiments. The degree of desulphurization was up to 95–99%.

Key words: hot metal desulphurization, interaction of reagents with Suphur, mono-injection of granular magnesium, calcium oxide injection, desulphurization degree.

For citation: Shevchenko A.F., Manachin I.A., Dvoskin B.V., Vergun A.S., Shevchenko S.A., Kislyakov B.G., Eliseev V.I., Ostapenko A.V. Increase of desulphurization potential of technological systems of hot metal injection desulphurization by various reagents. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1237–1243. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1237-1243


УДК 622.785

ОПТИМИЗАЦИЯ ДОМЕННОЙ ШИХТЫ ПО КОМПЛЕКСУ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Г. А. НЕЧКИН1, канд. техн. наук, заведующий лабораторией качества железорудного сырья; Д. А. ЧЕРНАВИН1, ведущий инженер; Г. Е. ИСАЕНКО2, канд. техн. наук, главный специалист ( 1 ОАО "Уральский институт металлов", Россия, г. Екатеринбург; 2 ПАО "Новолипецкий металлургический комбинат", Россия, г. Липецк)

Аннотация. Для обеспечения высоких показателей доменного процесса необходимо выполнение жестких требований к металлургическим свойствам железорудного сырья и кокса. Отсутствие на металлургических предприятиях установок для их оценки обусловливает актуальность исследований зависимости металлургических свойств (плавкости, прочности, восстановимости) окускованного сырья от химического состава, выбора оптимальной основности агломерата и соотношения агломерат/окатыши в доменной шихте. В результате исследований установлена оптимальная основность агломерата и соотношение офлюсованного агломерата и неофлюсованных окатышей в доменной шихте, имеющей оптимальный комплекс металлургических свойств. Повышение основности агломерата улучшает показатели холодной и горячей прочности. Показатели горячей прочности неофлюсованных окатышей выше, чем у агломератов, но показатель истираемости хуже. Исследовано влияние состава доменных шихт на восстановимость, температурный интервал размягчения-плавления (ТИРП). Неофлюсованные окатыши имеют широкий ТИРП, а за счет низкой температуры размягчения способны расширять ТИРП доменной шихты, состоящей из агломератов и окатышей. По комплексу высокотемпературных свойств агломерат основностью 1,8 является оптимальным для доменной плавки. Повышение содержания оксидов марганца и алюминия в агломерате основностью 1,8 внесло положительный вклад в его вязкопластичные свойства. Для улучшения работы доменной печи следует использовать шихту, состоящую из 60 % агломерата основностью 1,8 и 40 % неофлюсованных окатышей из руд КМА.

Ключевые слова: доменный процесс, железорудное сырье, офлюсованный агломерат, окатыши, металлургические свойства железорудного сырья, разрушаемость при восстановлении, температурный интервал вязкопластичного состояния.

Ссылка для цитирования: Нечкин Г.А., Чернавин Д.А., Исаенко Г.Е. Оптимизация доменной шихты по комплексу металлургических свойств // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1244–1250.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1244-1250

OPTIMIZATION OF BLAST FURNACE CHARGE BY COMPLEX OF METALLURGICAL PROPERTIES

G. A. NECHKIN1, PhD (Tech.), Head of Lab. "Quality of Iron ore Raw Materials"; D. A. CHERNAVIN1, Leading Engineer; G. E. ISAENKO2, PhD (Tech.), Chief specialist ( 1 OJSC "Ural Institute of metals", Russia, Ekaterinburg; 2 PAO "Novolipetsk Steel-works", Russia, Lipetsk)

Abstract. To provide high indices of blast furnace process, it is necessary to meet hard requirements to metallurgical properties of iron ore raw materials and coke. Absence of equipment for their evaluation at steel-works stipulates the actuality of studies of dependence of lump raw materials metallurgical properties (meltability, hardness, reducibility) on chemical composition, optimal sinter basicity selection and relation sinter/pellets in BF charge. As a result of the studies optimal sinter basicity and relation between fluxed sinter and nonfluxed pellets in the BF charge having optimal complex of metallurgical properties, determined. Increase of the sinter basicity will result in improving cold and hot strength indices. The hot strength indices of nonfluxed pellets are higher comparing with those of sinter, but the wearability index is lower. Influence of BF charge composition on reducibility, temperature interval of softeningmelting (TISM) studied. The nonfluxed pellets have a wide interval of softening-melting, and due to low temperature of softening can expand the TISM of the BF charge, which consists of sinter and pellets. The sinter having basicity 1.8 found to be optimal for BF heat due to complex of metallurgical properties. Increase of manganese and aluminum oxides content in the sinter with 1.8 basicity had a positive input in its viscoplastic properties. To improve the blast furnace operation the charge should be used, having 60% of sinter with basicity 1.8 and 40% of nonfluxed pellets of KMA ores.

Key words: blast furnace process, iron ore raw materials sinter, fluxed sinter, pellets, metallurgical properties of iron ore raw materials, destruction during reducing, temperature interval of viscoplastic state.

For citation: Nechkin G.A., Chernavin D.A., Isaenko G.E. Optimization of blast furnace charge by complex of metallurgical properties. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1244–1250. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1244-1250


УДК 621.78:669.14.018

РАЗРАБОТКА НОВОЙ СТАЛИ ДЛЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ КОЛЕС

А. И. БАБАЧЕНКО, д-р техн. наук, директор, office.isi@nas.gov.ua; А. А. КОНОНЕНКО, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела проблем деформационно-термической обработки конструкционных сталей; К. Г. ДЕМИНА, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела проблем деформационно-термической обработки конструкционных сталей (Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. Интенсификация железнодорожного движения ведет к ужесточению требований как к конструкции железнодорожных колес, так и к качеству материала, применяемого для их изготовления. С целью обеспечения уровня прочности железнодорожных колес не менее 1020 МПа и повышенной устойчивости к образованию дефектов на поверхности катания осуществлена разработка технологических параметров их термического упрочнения. На основе результатов лабораторных экспериментов и аналитических исследований разработаны рекомендации по химическому составу новой опытной стали для железнодорожных колес. Для промышленного опробования производства железнодорожных колес с твердостью не ниже 320 НВ рекомендована микролегированная ванадием сталь с пониженным содержанием углерода и повышенным содержанием кремния и марганца. Впервые установлены закономерности фазовых превращений при непрерывном охлаждении стали для железнодорожных колес опытного химического состава. Определены интервалы скоростей охлаждения, в пределах которых наблюдается изменение механизма структурообразования при распаде аустенита. В среде программного комплекса ANSYS разработаны методом конечных элементов математические модели расчета скоростей охлаждения по сечению обода колеса при охлаждении на вертикальной закалочной машине. Результаты исследований кинетики распада аустенита были использованы для разработки режимов термической обработки опытной плавки. Осуществлены сравнительные исследования стойкости к термическому воздействию железнодорожных колес при торможении, работы удара обода при отрицательных температурах, износостойкости металла колес, изготовленных из различных сталей. Показано, что новая марка стали обладает высоким комплексом служебных и эксплуатационных свойств по сравнению со сталями, применяемыми для железнодорожных колес грузовых вагонов в странах СНГ.

Ключевые слова: высокопрочное железнодорожное колесо, химический состав стали, микролегирование ванадием, режим термической обработки, кинетика распада аустенита, служебные и эксплуатационные свойства железнодорожных колес.

Ссылка для цитирования: Бабаченко А.И., Кононенко А.А., Демина К.Г. Разработка новой стали для высокопрочных железнодорожных колес // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1251–1257.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1251-1257

ELABORATION OF A NEW STEEL FOR HIGH-STRENGTH RAILWAY WHEELS

А. I. BABACHENKO, HD (Tech.), Director, office.isi@nas.gov.ua; А. А. КОNONENKO, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. "Problems of Deformation and Heat Treatment of Structural Steels"; К. G. DEMINA, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. "Problems of Deformation and Heat Treatment of Structural Steels" (Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, NAN of Ukraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract. Intensification of railway motion leads to toughening of requirements to both railway wheels design and quality of the material, used for their manufacturing. To provide the level of railway wheels strength not less that 1020 MPa and increased stability to defects formation on the surface of rolling, an elaboration of technological parameters of their heat strengthening was accomplished. Based on laboratory experiments and analytical studies results, recommendations presented on chemical composition of the new experimental steel for railway wheels. For industrial trial production of the railway wheels with hardness not less than 320 HB manufacturing, a steel micro-alloyed by vanadium decreased carbon content and increased silicon and manganese content was recommended. For the first time the regularities of phase transformations during continuous steel cooling was determined for railway wheels of trial chemical composition. Intervals of cooling rates were determined, within which variation of mechanism of structure formation at austenite disintegration observed. Using the finite-element method, the mathematical models of cooling rates calculation were elaborated in the ANSYS software package environment. The models were applied to calculate the cooling rates of the wheels rim while cooling at the vertical hardening machine. Results of the study of austenite disintegration kinetic were used to elaborate modes of thermal treatment of the experimental heat. Comparative studies of the railway wheels resistance against heat impact during braking were accomplished, as well as the work of the wheel rim stroke at negative temperature, the durability of wheels made of various steel grades. It was shown, that the trial steel has a high complex of service and operational properties comparing with steels, used for railway wheels of freight cars in the CIS countries.

Key words: high-strength railway wheel, steel chemical composition, micro-alloying by vanadium, thermal treatment mode, austenite disintegration kinetic, service and operational properties of railway wheels.

For citation: Babachenko A.I., Kononenko A.A., Demina K.G. Elaboration of a new steel for high-strength railway wheels. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1251–1257. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1251-1257


УДК 669.184.244.66

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГАЗОВЫХ СТРУЙ С ЖИДКОЙ ВАННОЙ ПРИ ВЕРХНЕЙ ПРОДУВКЕ ЧЕРЕЗ КОЛЬЦЕВОЕ КОАКСИАЛЬНОЕ СОПЛО

С. И. СЕМЫКИН, канд. техн. наук, старший научный сотрудник; Т. С. ГОЛУБ, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, isinasu.golubts@gmail.com; С. А. ДУДЧЕНКО, научный сотрудник; В. В. ВАКУЛЬЧУК, младший научный сотрудник (Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. Технологические и технико-экономические показатели конвертерной плавки в значительной мере зависят от организации дутьевого режима. В условиях нестабильности поставки и качества шихтовых материалов и энергоносителей, а также необходимости в повышении интенсивности и качества ведения продувки ванны актуальны исследования по разработке новых конструкционных вариантов наконечников кислородных фурм, базовым элементом которых является составное кольцевое коаксиальное сопло. Исследования проведены на "холодных" физических моделях и моделях кислородного конвертера с горячим металлом. Осуществлен сопоставительный анализ взаимодействия кислородной струи с жидкой ванной при работе фурмы с наконечником, оснащенным составным кольцевым коаксиальным соплом (опытный наконечник), и с наконечником, оснащенным четырьмя цилиндрическими соплами (сравнительный наконечник). Установлено, что при использовании опытного наконечника струя обладает более высоким динамическим напором и глубиной проникновения в жидкую среду без увеличения разбрызгивания металла. При продувке жидкого металла через фурму с опытным наконечником отмечен более "жесткий" характер продувки с формированием меньшего количества шлака. "Жесткий" характер продувки был устранен за счет оснащения наконечника фурмы тремя дополнительными, периферийно расположенными цилиндрическими соплами. В результате таких изменений достигнуто более активное усвоение извести, чем на сравнительных продувках. Выявлено, что применение усовершенствованного опытного наконечника способствует большему разогреву ванны и снижению уровня выделения пыли.

Ключевые слова: кислородно-конвертерный процесс, организация дутьевого режима, верхняя кислородная фурма, наконечники кислородных фурм, кольцевое коаксиальное сопло, высокотемпературное моделирование.

Ссылка для цитирования: Семыкин С.И., Голуб Т.С., Дудченко С.А., Вакульчук В.В. Исследование особенностей взаимодействия газовых струй с жидкой ванной при верхней продувке через кольцевое коаксиальное сопло // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1258–1264.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1258-1264

STUDY OF THE FEATURES OF INTERACTION OF GAS JETS WITH LIQUID BATH AT TOP BLOWING THROUGH AN ANNULAR COAXIAL NOZZLE

S.I. SEMYKIN, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass.; T.S. GOLUB, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., isinasu.golubts@gmail.com; S. A. DUDCHENKO, Res. Ass.; V. V. VAKUL'CHUK, Jun. Res. Ass. (Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, NAN  of Ukraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract. Technological, technical and economic indicators of BOF heat largely depend on the organization of the blowing mode. Under the current conditions of instable supply and the quality of charge materials and energy carriers, as well as the need to increase the intensity and quality of the blowing process, the studies on developing new design of tip for oxygen lance, the base element of it being a composite annular coaxial nozzle. The studies were carried out on "cold" physical models and on models of BOF convertor with hot metal. Comparative analysis of the interaction of oxygen jet with a liquid bath, using an annular coaxial nozzle (the experimental tip), and a tip having four nozzles (the comparative tip) were accomplished. It was determined, that the jet from experimental tip has a higher dynamic pressure and depth of penetration into the liquid melt without increased metal splash. While blowing through the lance with the experimental tip, a "hard" blowing pattern with the formation of a smaller amount of slag were observed. The "hard" nature of the blowing was eliminated due to the additional lateral cylindrical nozzles. As a result of the changes more active absorption of lime than at comparative heats was reached. It was revealed that the use of the perfected experimental lance tip contributes to a higher bath heating and a decrease of dust emission.

Keywords: BOF process, organization of blowing regime, top oxygen lance, tips of oxygen lances, annular coaxial nozzle, high temperature simulation.

For citation: Semykin S.I., Golub T.S., Dudchenko S.A., Vakul'chuk V.V. Study of the features of interaction of gas jets with liquid bath at top blowing through an annular coaxial nozzle. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1258–1264. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1258-1264


УДК 672

МИКРОЛЕГИРОВАНИЕ БОРОМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХОЛОДНОДЕФОРМИРОВАННОЙ АРМАТУРЫ

Т. А. АХМЕТОВ, начальник лаборатории метизного производства, metiz.to@bmz.gomel.by (ОАО "Белорусский металлургический завод – управляющая компания холдинга "Белорусская металлургическая компания", Республика Беларусь, г. Жлобин)

Аннотация. Одним из факторов, негативно влияющим на пластические свойства арматуры, является деформационное старение стали. В температурном диапазоне, характерном для производства холоднодеформированной арматуры, оно обусловлено относительно высокой подвижностью несвязанных атомов азота в кристаллической решетке железа. При производстве проката из низкоуглеродистой стали для подавления процессов старения во время и после холодной пластической деформации в расплав на стадии внепечной обработки вводят борсодержащие ферросплавы, способствующие связыванию свободного азота с образованием нитрида бора BN. Цель исследования — оценка возможности применения бора для повышения пластических свойств холоднодеформированной арматуры. Осуществлен анализ влияния микродобавок бора на физико-механические свойства холоднодеформированной арматуры диам. 10 мм класса В500А. В ходе эксперимента была выплавлена сталь, микролегированная бором (фактическое содержание 0,005 %). Остальные химические элементы соответствовали рядовой марке стали, применяемой для производства арматуры класса 500 МПа. Выплавку, разливку и прокатку заготовки осуществляли по режимам, разработанным для низкоуглеродистой стали, используемой для производства холоднодеформированной арматуры. Показано, что микролегирование холоднодеформированной стали бором уменьшает количество свободного азота в стали обыкновенного качества до уровня качественной стали и снижает интенсивность процессов старения, подтверждаемое стабильностью механических свойств во времени. При микролегировании бором наблюдается снижение прочностных свойств холоднодеформированной арматуры на 20–60 МПа. Изучено влияние показателя B/N на качественные характеристики арматуры: предел прочности, предел текучести, полное относительное удлинение при максимальной нагрузке, отношение предела прочности к пределу текучести. Влияния показателя B/N во всем диапазоне на полное относительное удлинение арматуры не зафиксировано. Оптимальное соотношение B/N для одновременного обеспечения прочностных и пластических свойств арматуры находится в пределах 0,35–0,50.

Ключевые слова: холоднодеформированная арматура, низкоуглеродистая сталь, микролегирование бором, деформационное старение, пластичность арматуры.

Ссылка для цитирования: Ахметов Т.А. Микролегирование бором для повышения пластических свойств холоднодеформированной арматуры // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1265–1269.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1265-1269

MICROALLOYING BY BORON FOR INCREASING PLASTIC PROPERTIES OF COLD-WORKED REBAR

Т. А. АKHMETOV, Head of Lab. "Hardware production", metiz.to@bmz.gomel.by (PJSC "Belorussky Steel-works – managing company of the Holding "Belorusskaya Metallurgical company", Republic of Belarus', Zhlobin)

Abstract. One of the factors to have a negative impact on plastic properties of rebar, is steel deformation aging. Within the temperature interval, typical for cold-worked rebar, it is stipulated by comparatively high mobility of unbound nitrogen atoms in the iron crystal pattern. During production of rolled products of low-carbon steel, boronbearing ferroalloys are added into the melt at the stage of ladle treatment. It results in binding the free nitrogen to form boron nitride BN. The purpose of the study was the evaluation of boron application for increasing plastic properties of cold-worked rebar. Analysis of the influence of boron micro additions on physical and mechanical properties of 10 mm diameter cold-worked rebar of B500A class carried out. During the experiment a steel, microalloyed by boron (actual content 0.005%) smelted. Other chemical elements corresponded to a regular steel grade, used for 500 MPa class rebar production. Smelting, casting and rolling of the billet were carried out by modes, elaborated for low-carbon steel, used for production of cold-worked rebar. It was shown, that microalloying of cold-worked steel by boron results in decreasing free nitrogen in the steel of regular quality down to level of quality steel and decreasing the intensity of aging processes, confirmed by stability of mechanical properties in time. During microalloying by boron, a decrease in the strength properties of coldworked rebar by 20–60 MPa observed. The influence of the B/N indicator on the following quality characteristics of the rebar was studied: tensile strength, yield strength, total relative elongation at maximum load, and ratio of tensile strength to yield strength. B/N indicator influence on the total relative elongation of the rebar not observed within the whole range. The optimal B/N ratio for the simultaneous obtaining of strength and plastic properties is in the range of 0.35–0.50.

Key words: cold-worked rebar, low-carbon steel, microalloying by boron, deformation aging, rebar plasticity.

For citation: Akhmetov T.A. Microalloying by boron for increasing plastic properties of cold-worked rebar. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1265–1269. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1265-1269


УДК 621.771.25.04.001.5

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И АКТУАЛЬНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПРОКАТНОГО ОТДЕЛА ИНСТИТУТА ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НАЦИОНАЛЬНОЙ АКАДЕМИИ НАУК УКРАИНЫ

И. Ю. ПРИХОДЬКО, д-р техн. наук, заведующий отделом процессов и машин обработки металлов давлением, isi@ukr.net; С. А. ВОРОБЕЙ, д-р техн. наук, старший научный сотрудник отдела процессов и машин обработки металлов давлением; В. Г. РАЗДОБРЕЕВ, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела процессов и машин обработки металлов давлением (Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. В 1948 г. в Институте черной металлургии было создано подразделение, основной задачей которого стало совершенствование техники и технологии прокатного производства. Рассмотрены основные научно-исследовательские работы в области производства листового и сортового проката, направленные на развитие научных и технологических основ, создание новых и совершенствование существующих процессов непрерывной прокатки, оптимизацию процессов прокатки и управления качеством проката. Отмечены важнейшие научно-технические разработки отдела, включая инновационные технологии производства проката, экспертные компьютерные системы для инженерных расчетов и оптимизации параметров процессов, а также системы автоматического управления процессами. Среди основных направлений научно-технических достижений выделены разработка средств компьютерного моделирования процессов производства горячекатаных и холоднокатаных полос, арматурного проката, катанки и профилей высокой точности для машиностроения; прогнозирование показателей качества проката; совершенствование технологии их производства. Разработаны и реализованы на предприятиях черной металлургии системы: вибродиагностики и автоматического управления скоростью высокоскоростных станов холодной прокатки полос, автоматического регулирования плоскостности холоднокатаных полос, автоматического выравнивания передних концов толстых листов, проектирования рациональной конфигурации коллекторов охлаждения прокатных валков листовых станов и прогнозирования температуры рабочих валков при их эксплуатации. В области сортопрокатного производства разработаны теоретические основы процесса непрерывной сортовой прокатки при использовании неприводных рабочих клетей и неприводных делительных устройств. Получили развитие фундаментальные исследования закономерностей изменения температурно-деформационных и энергосиловых параметров процесса высокоскоростной непрерывной прокатки катанки с использованием редукционно-калибрующих блоков. Теоретически и экспериментально разработаны основные подходы к определению возможности и эффективности производства лент и особо точных фасонных профилей малых сечений методом прокатки-волочения. Разработан метод определения рациональных конструктивно-структурных схем и параметров производства горячекатаного проката из непрерывнолитых заготовок в литейно-прокатных комплексах.

Ключевые слова: Институт черной металлургии НАН Украины, производство листового и сортового проката, научно-технические разработки, инновационные технологии производства проката, разработка средств компьютерного моделирования.

Ссылка для цитирования: Приходько И.Ю., Воробей С.А., Раздобреев В.Г. Основные направления исследований и актуальные разработки прокатного отдела Института черной металлургии Национальной академии наук Украины // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1270–1275.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1270-1275

THE BASIC AREAS OF RESEARCH AND ACTUAL DEVELOPMENTS OF THE ROLLING DEPARTMENT OF THE INSTITUTE OF FERROUS METALLURGY, UKRAINE' NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES

I. YU. PRIKHOD'KO, HD (Tech.), Head of Dpt. "Processes of machines of metal shaping", isi@ukr.net; S. A. VOROBEI, HD (Tech.), Sen.Res. Ass., Dpt. "Processes of machines of metal shaping"; V. G. RAZDOBREEV, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. "Processes of machines of metal shaping" (Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, NAN of Ukraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract. In 1948 in the Institute of Ferrous Metallurgy, a department was created, the basic task of which was the perfection of equipment and technologies of rolling production. Basic research and development activity in the area of sheet and long products production, aimed at elaboration of scientific and technological fundamentals, creation of new and perfection of existing processes of continuous rolling, optimization of rolling processes and management the rolled products quality considered. The most important research and technical development of the department noted, including innovation technologies of rolled products production, expert computer systems for engineer calculations and optimization of the processes parameters, as well as systems of automatic process control. Among the basic areas of research and development achievements, the elaboration of computer simulation of hot-rolled and cold-rolled strip production processes, rebar, wire rod and profiles of high accuracy for machine-building highlighted, as well as predicting of rolled products quality indices, perfection of their production technology. The comprehensive systems elaborated and implemented at the ferrous metallurgy plants aimed at vibro-diagnostic and automatic control of speed of high-speed cold-rolling mills, automatic control of cold-rolled strip flatness, automatic alignment of plate heads, designing of rational configuration of strip mills rolls cooling collectors and prediction of working rolls temperature at their operation. In the area of long products production theoretical fundamental of the continuous long products rolling processes at using non-driven working stands and non-driven dividing facilities elaborated. Fundamental studies of regularity of temperature, deformation and energy-power parameters variation of high-speed continuous rolling process of wire rod at application of reducing-sizing blocks elaborated. The basic approaches to bands and precise profiles of small gauges by rolling-drawing method production efficiency elaborated theoretically and experimentally. A method of determination of rational structure schemes and production parameters of hot-rolled product production from continuously casted billets in the casting-rolling complexes elaborated.

Key words: Institute of Ferrous Metallurgy of NAN of Ukraine, production of flat and long rolled products, research and technical developments, innovation technologies of rolled products production, elaboration of computer simulation programs.

For citation: Prikhod'ko I.Yu., Vorobei S.A., Razdobreev V.G. The basic areas of research and actual developments of the rolling department of the Institute of Ferrous Metallurgy, Ukraine' National Academy of sciences. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2019, vol. 75, no. 11, pp. 1270–1275. (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1270-1275


УДК 621.774.38

ДИНАМИКА МЕХАНИЗМА УДЕРЖАНИЯ ОПРАВКИ АВТОМАТИЧЕСКОГО СТАНА ТРУБОПРОКАТНОГО АГРЕГАТА

С. Р. РАХМАНОВ, канд. техн. наук, доцент кафедры прикладной механики, npfvostokplus@gmail.com (Национальная металлургическая академия Украины, Украина, г. Днепр)

Аннотация. Одним из существенных показателей, определяющих качество горячекатаных бесшовных труб при их производстве на технологической линии трубопрокатного агрегата (ТПА), является разностенность гильз. Значительную часть продольной и поперечной разностенности готовых труб составляют изменения по толщине стенки гильз, что обусловлено в основном динамикой стержня с оправкой в очаге деформации стана. На основе исследования динамической модели стержня механизма удержания оправки установлен характер развития динамических процессов на выходной стороне автоматического стана ТПА с учетом параметров прокатки гильзы. Составлена система дифференциальных уравнений динамики стержня механизма удержания оправки с учетом технологических параметров и параметров инертности прокатываемой гильзы. Решение системы дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами до четвертого приближения реализовано численно с использованием метода Рунге–Кутта для соответствующих форм колебаний стержня оправки на примере расчета автоматического стана ТПА 350. С учетом переменного воздействия со стороны очага деформации и изменения массы прокатываемой гильзы уточнена картина динамических процессов стержневой системы механизма удержания оправки при реализации всего технологического процесса производства бесшовных труб на автоматическом стане ТПА 350. Реализован широкий спектр математического эксперимента, что позволяет выбрать необходимые технологические и динамические параметры системы, назначить устойчивые режимы прокатки труб. Получено аналитическое решение задачи, которая существенно отличается от ранее известных математических моделей тем, что более полно отражает динамические процессы в стержневой системе механизма удержания оправки автоматического стана ТПА 350 и уточняет особенности механизма образования продольной разностенности труб.

Ключевые слова: трубопрокатный агрегат, автоматический стан, параметры прокатки гильзы, разностенность горячекатаных бесшовных труб, механизм удержания оправки, устойчивые режимы прокатки труб, динамика стержня.

Ссылка для цитирования: Рахманов С.Р. Динамика механизма удержания оправки автоматического стана трубопрокатного агрегата // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1276–1284.

Doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1276-1284

DYNAMICS OF MANDREL HOLDING MECHANISM OF PIPE-ROLLING LINE AUTOMATIC MILL

S. R. RAKHMANOV, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. "Applied Mechanics", npfvostokplus@gmail.com (National Metallurgical Academy of Ukraine, Ukraine, Dnepr)

Abstract. The different walled parameter of shells is one of the essential indices, determining quality of hot-rolled seamless pipes, produced at pipe-rolling line (PRL). Thickness variation of shell walls makes a considerable share of the longitudinal and cross-section different walled parameter of finished pipes. The phenomena is stipulated mainly by

   


Бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия» включен в перечень рецензируемых научных изданий ВАК РФ


Подписка на наши издания
ведется постоянно

Вышел из печати журнал "Бюллетень научно-технической и экономической информации "Черная металлургия" " № 3/2020

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Вышел из печати журнал "Новости черной металлургии за рубежом" № 6/2017

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"