30 Jan. 2020 (Thursday 12:21)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ". 2020 . № 01

УДК 669(06)

XXI МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ "МЕТАЛЛУРГИЯ: ТЕХНОЛОГИИ, ИННОВАЦИИ, КАЧЕСТВО"

Г. В. ГАЛЕВСКИЙ, д-р техн. наук, профессор, директор Института металлургии и материаловедения, заведующий кафедрой металлургии цветных металлов и химической технологии, kafcmet@sibsiu.ru; В. В. РУДНЕВА, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии цветных металлов и химической технологии (Сибирский государственный индустриальный университет (СибГИУ), Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк)

Аннотация. Представлены итоги XXI Международной научно-практической конференции "Металлургия: технологии, инновации, качество", посвященной 90-летию СибГИУ, которая состоялась 23–24 октября 2019 г. на площадке СибГИУ (г. Новокузнецк). Работа конференции была организована в рамках пленарного заседания и заседаний следующих секций: фундаментальные исследования, теория, моделирование и технологии металлургических процессов; теория и технология обработки металлических материалов: литейное производство, обработка давлением, термическая обработка; теория и технология процессов сварки, порошковой металлургии и получения композиционных материалов и покрытий; тепло- и массоперенос в металлургических процессах и агрегатах; ресурсо- и энергосбережение, экология и утилизация отходов. В работе конференции приняли участие ученые-металлурги и специалисты, представляющие 80 образовательных и научных организаций, промышленных предприятий из 40 городов России, Китая, Японии, Великобритании, Германии, Бразилии, Австрии, Израиля, Польши, Казахстана, Кыргызстана, Таджикистана, Узбекистана, Украины, Белоруссии, Латвии. В адрес организационного комитета конференции поступило 160 докладов. Приведен обзор докладов, посвященных решению научных и прикладных задач в области черной металлургии, вызвавших наибольший интерес участников конференции.

Ключевые слова: СибГИУ, международная научно-практическая конференция, черная металлургия, технологии, инновации, качество.

Ссылка для цитирования: Галевский Г.В., Руднева В.В. XXI Международная научно-практическая конференция "Металлургия: технологии, инновации, качество" // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

THE XXI INTERNATIONAL SCIENTIFIC AND PRACTICAL CONFERENCE "METALLURGY: TECHNOLOGIES, INNOVATIONS, QUALITY"

G. V. GALEVSKII, HD (Tech.), Prof., Director of Institute of Metallurgy and Material Science, Head of Dpt., "Metallurgy of nonferrous metals and chemical technology", kafcmet@sibsiu.ru; V. V. RUDNEVA, HD (Tech.), Prof., Dpt. "Metallurgy of nonferrous metals and chemical technology"  (Siberian State Industrial University (SibGIU), Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk)

Abstract. Results of the XXI International scientific and practical conference "Metallurgy: technologies, innovations, quality" presented, devoted to the 90-th anniversary of SibGIU, which took place on October 23–24, 2019, at the SibGIU site (Novokuznetsk). The work of the conference was organized in the frame of plenary session and sessions of the following sections: fundamental research; theory, simulation and technology of metallurgical processes; theory and technology of metal materials processing; foundry; metal forming; thermal treatment; theory and technology of welding processes; powder metallurgy and composition materials and coatings; heat- and mass-transfer in metallurgical processes and facilities; resources- and energy saving; ecology and wastes utilization. Scientists-metallurgists and specialists took part in the conference, representing 80 education and research organizations, industrial plants from 40 cities of Russia, China, Japan, Great Britain, Germany, Brazil, Austria, Israel, Poland, Kazakhstan, Kyrgyzstan, Tajikistan, Uzbekistan, Ukraine, Belarus, Latvia. 160 reports were received by the organization committee of the conference. The review of the reports, devoted to solving of scientific and application tasks in the area of ferrous metallurgy that arose the highest attention of the conference participants.

Key words: SibGIU, international scientific and practical conference, ferrous metallurgy, technologies, innovations, quality.

For citation: Galevskii G.V., Rudneva V.V. The XXI international scientific and practical conference "Metallurgy: technologies, innovations, quality". Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-


УДК 622.7:622.341

КОМПЛЕКСНОЕ РЕШЕНИЕ ВОПРОСОВ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ РУД

С. В. КОРНИЛКОВ1, д-р техн. наук, профессор, действительный член Академии горных наук, главный научный сотрудник; А. Н. ДМИТРИЕВ2, д-р техн. наук, действительный член Российской академии естественных наук, действительный член Академии инженерных наук, главный научный сотрудник лаборатории пирометаллургии черных металлов, andrey.dmitriev@mail.ru; А. Е. ПЕЛЕВИН3, д-р техн. наук, доцент, профессор кафедры обогащения полезных ископаемых ( 1 Институт горного дела Уральского отделения РАН, Россия, г. Екатеринбург; 2 Институт металлургии Уральского отделения РАН, Россия, г. Екатеринбург; 3 Уральский государственный горный университет, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Предприятия уральского региона, имея значительные добывающие мощности, тем не менее завозят сырье, поэтому минимизация отходов — перспектива поддержания их сырьевой базы. Предложена технология повышения качества титаномагнетитового концентрата, которая заключается в разделении руды на два технологических сорта — богатый и бедный с последующим раздельным измельчением и обогащением этих сортов на отдельных секциях. По этой технологической схеме руда делится на легкообогатимый и труднообогатимый сорта не на стадиях технологической подготовки к отработке, добычи, транспортирования и дробления, а на стадии обогащения. Достоинствами новой технологии является относительная простота модернизации производства, так как изменяется технологическая схема переработки руды только в цехе обогащения. В лабораторных условиях получен железованадиевый концентрат с содержанием железа 67,1 % и пентоксида ванадия 0,6 %.

Ключевые слова: титаномагнетитовые руды, легко- и труднообогатимые сорта руды, технологические схемы переработки руды, железованадиевый концентрат, коксодоменная и бескоксовая схемы переработки.

Ссылка для цитирования: Корнилков С.В., Дмитриев А.Н., Пелевин А.Е. Комплексное решение вопросов глубокой переработки титаномагнетитовых руд // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

COMPREHENSIVE SOLVING TASKS OF DEEP PROCESSING OF TITANIUM-MAGNETITE ORES

S. V. KORNILKOV1, HD (Tech.), Prof., actual member of Academy of mining, Chief Res. Ass.; А. N. DMITRIEV2, HD (Tech.), actual member of Russian Academy of Natural Sciences, actual member of Academy of Engineering Sciences of Russian Federation, Chief Res. Ass., Lab. "Pyro-metallurgy of ferrous metals", andrey.dmitriev@mail.ru; А. Е. PELEVIN3, HD (Tech.), Prof. Ass., Prof., Dpt. "Minerals concentration"  ( 1 Institute of Mining, Ural branch of RAN, Russia, Ekaterinburg; 2 Institute of Metallurgy, Ural branch of RAN, Russia, Ekaterinburg; 3 Ural State Mining University, Russia, Ekaterinburg)

Abstract. Despite the plants of the Ural region have significant mining capacities, they are buying raw materials from other regions, therefore the task of wastes minimization is a perspective of supporting their raw materials base. A technology was proposed to increase the quality of titanium-magnetite concentrate, comprising dividing of the ore into two technological grades – a rich and a poor ones following separate crushing and concentration of the grades at separate sections. Due to this technological scheme, the ore is divided into easy-concentrated and hard-concentrated grades at the concentration stage, but not at the stages of preparation to development, mining, transporting and crushing. The advantage of the new technology is the relative simplicity of equipment modernization, since the technological scheme of the ore processing is modified only at the concentration plant. Under laboratory conditions, an iron-vanadium concentrate with iron content of 67.1% and vanadium pentoxide of 0.6% was obtained.

Key words: titanium-magnetite ores, easy- and hard-concentrated ore grades, technological schemes of ore processing, iron-vanadium concentrate, coke-BF and coke-less schemes of processing.

For citation: Kornilkov S.V., Dmitriev A.N., Pelevin A.E. Comprehensive solving tasks of deep processing of titanium-magnetite ores. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-


УДК 669.162.22:662.74

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ГАЗИФИКАЦИИ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА В ФУРМЕННОЙ ЗОНЕ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОКСОВОГО ГАЗА

А. БАБИЧ1, канд. техн. наук, старший научный сотрудник, доцент Института черной металлургии, babich@iehk.rwth-aachen.de; Ф. ХИППЕ1, научный сотрудник Института черной металлургии; Р. ЛИН2, д-р-инж., директор научно-исследовательского отдела коксодоменного производства; Ж-П. СИМОЕС3, д-р-инж., генеральный директор доменного производства; Д. ЗЕНК1, д-р-инж., профессор, заведующий кафедрой металлургии чугуна и стали Института черной металлургии ( 1 Рейнско-Вестфальский течнический университет Аахена, Германия, г. Аахен; 2 AGderDillingerH?ttenwerke, Германия, г. Диллинген; 3 ROGESA, AGderDillingerH?ttenwerke, Германия, г. Диллинген)

Аннотация. Среди многочисленных способов ускорения газификации пылеугольного топлива (ПУТ) в фурменной зоне доменной печи наиболее распространенным является способ повышения локальной концентрации кислорода. С другой стороны, появление холодной среды (кислорода) вблизи потока ПУТ может отрицательно воздействовать на процессы возгорания и горения ПУТ. Небольшое количество коксового газа может повысить температуру и вследствие этого ускорить процесс газификации ПУТ. Для изучения этого влияния осуществлено моделирование доменного процесса с использованием лабораторной установки MIRI (Multifunctional Injection Rig for Ironmaking — многофункциональная установка вдувания пылевидных материалов). Результаты моделирования подтвердили более высокую степень газификации ПУТ при добавлении коксового газа. Отмечено повышение температуры при ее замерах в реакционной камере и в потоке отходящих газов. Результаты исследования с помощью оптического микроскопа исходных частиц ПУТ и несгоревших частиц после реакции подтвердили результаты анализа отходящих газов и увеличение температуры в экспериментах с добавлением коксового газа. Для сравнения поведения ПУТ в атмосфере различных газовых составов, включая атмосферу с коксовым газом, был использован метод термогравиметрического анализа. Для исследования процесса газификации ПУТ с добавками коксового газа в промышленных условиях был изготовлен стенд, который был установлен на фурме одной из современных доменных печей. Были проведены исследования при различных скоростях подачи коксового газа с использованием системы анализа изображений камеры. Лабораторные исследования в условиях, моделирующих фурменную зону доменной печи, показали, что даже весьма небольшое количество коксового газа значительно улучшает степень газификации угля. Разработана, обоснована и испытана новая технология вдувания ПУТ, предусматривающая добавку незначительного количества коксового газа к транспортирующему ПУТ газу с целью нейтрализации охлаждающего действия локального кислорода.

Ключевые слова: доменная печь, моделирование доменного процесса, вдувание пылеугольного топлива, степень газификации ПУТ, добавка коксового газа.

Ссылка для цитирования: Бабич A., Хиппе Ф., Лин Р., Симоес Ж.-П., Зенк Д. Интенсификация газификации пылеугольного топлива в фурменной зоне путем использования коксового газа // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

INTENSIFYING THE PC CONVERSION IN THE RACEWAY BY MEANS OF COKE OVEN GAS

A. BABICH1, Dr., Associate Prof., Senior Researcher, Dept. of Ferrous Metallurgy, babich@iehk.rwth-aachen.de; F. HIPPE1, Research Associate, Dept. of Ferrous Metallurgy; R. LIN2, Dr.-Ing., Head of R&D Iron- and cokemaking; J-P. SIMOES3, Dr.-Ing., General Manager Ironmaking; D. Senk, Dr.-Ing., Univ. Prof. Dr., Head of the Chair for Iron and Steel Metallurgy, Dept. of Ferrous Metallurgy ( 1 RWTH Aachen University, Germany, Aachen; 2 AG der Dillinger H?ttenwerke, Germany, Dillinger;  3 ROGESA, AG der Dillinger H?ttenwerke, Germany, Dillinger)

Abstract. Among numerous measures to accelerate the PC conversion within the blast furnace (BF) raceway, local increase of oxygen concentration is the most common one. On the other hand, the presence of cold media (oxygen) in the vicinity of the coal stream might affect its ignition and combustion negatively. A minor amount of coke oven gas (COG) may increase the temperature and consequently accelerate the coal conversion. To examine this effect, laboratory trials under blast furnace simulating conditions were performed using the Multifunctional Injection Rig for Ironmaking (MIRI). The results of the simulation testified a higher conversion degree of coal while adding the COG. The temperature increase is measurable in the reaction chamber and the off-gas stream. Optical microscopy of the original PC particles and residues after reaction confirm the findings of the off-gas analysis and the increase in temperature during the experiments with addition of COG. The thermogravimetric analysis was applied to determine and to compare the behaviour of coal in different atmospheres including an atmosphere with COG. A stand at one tuy?re at a modern BF was erected and tests were performed targeting the observation of the ignition behaviour of coal at different COG rates, using a camera image analysis system. Laboratory trials under blast furnace raceway simulating conditions showed, that even a small amount of COG significantly improves the PC conversion degree. A new technology of PC injection, including addition of small amount of COG to the PC transporting gas, aimed at neutralization of the oxygen local cooling effect, elaborated, justified and tested.

Key words: blast furnace, blast furnace process simulating, powdered coal injection, PC conversion degree, addition of COG.

For citation: Babich A., Hippe F., Lin R., Simoes J.-P., Senk D. Intensifying the PC conversion in the raceway by means of coke oven gas. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-


УДК 549.657:553.611

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ И ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КАЧЕСТВЕ СВЯЗУЮЩЕГО В ПРОИЗВОДСТВЕ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОКАТЫШЕЙ

Ф. М. ЖУРАВЛЕВ, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургических технологий; Е. В. ЧУПРИНОВ, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургических технологий; В. П. ЛЯЛЮК, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой металлургических технологий; Д. А. КАССИМ, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургических технологий; И. А. Ляхова, канд. техн. наук, доцент кафедры химических технологий и инженерии (Криворожский металлургический институт, Украина, г. Кривой Рог)

Аннотация. При производстве железорудных окатышей используются связующие добавки, в частности бентонитовая глина. В настоящее время вместо ранее применявшихся щелочных бентонитовых глин используются модифицируемые кальцинированной содой щелочноземельные бентонитовые глины, поставляемые по импорту. В России и Украине имеется целый ряд месторождений бентонитовых глин с запасами этого сырья в сотни миллионов тонн, которые не используются в промышленности ввиду отсутствия планомерных и глубоких исследований относительно их пригодности для производства окатышей. Осуществлен анализ химического состава и требований к реологическим характеристикам бентонитовых глин, использующихся в производстве железорудных окатышей на металлургических предприятиях России и Украины. Приведены показатели набухаемости и водопоглощения моноионных форм бентонитов некоторых месторождений в воде разной жесткости. Рассмотрено качество окатышей с бентонитами, имеющими разный обменный комплекс при использовании технической воды различной жесткости. Осуществлен анализ минералогического и химического состава, а также величины и состава обменного комплекса щелочноземельных бентонитовых глин Черкасского месторождения, Украина, обладающего наибольшими запасами таких глин в СНГ. Показано, что глины, пригодные для производства окатышей, расположены вблизи поверхности земли. Представлен сравнительный анализ прочностных показателей окатышей с использованием бентонитов со щелочным и щелочноземельным обменными комплексами. Показано, что, несмотря на низкую набухаемость щелочноземельных бентонитов, качество окатышей с этими бентонитами в некоторых случаях незначительно ниже, а в определенных условиях не уступает качеству окатышей со щелочными бентонитами при их одинаковом расходе.

Ключевые слова: производство железорудных окатышей, бентонитовые глины, щелочной и щелочноземельный обменный комплексы, реологические характеристики глин, набухаемость и водопоглощение, прочность окатышей.

Ссылка для цитирования: Журавлев Ф.М., Чупринов Е.В., Лялюк В.П., Кассим Д.А., Ляхова И.А. Вещественный состав и характеристики бентонитовых глин для использования в качестве связующего в производстве железорудных окатышей // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

MATERIAL COMPOSITION AND CHARACTERISTICS OF BENTONITE CLAYS USED AS A BINDER IN THE PRODUCTION OF IRON ORE PELLETS

F. M. ZHURAVLEV, PhD (Tech.), Dpt. "Metallurgical technologies"; E. V. CHUPRINOV, PhD (Tech.), Dpt. "Metallurgical Technologies"; V. P. LYALYUK, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. "Metallurgical Technologies"; D. A. KASSIM, PhD (Tech.),  Prof. Ass., Dpt. "Metallurgical Technologies"; I. A. LYAKHOVA, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. "Chemical technologies and engineering" (Kryvoy Rog Metallurgical Institute, Ukraine, Krivoy Rog)

Abstract. In the production of iron ore pellets, binding additives are used, in particular, bentonite clays. At present, instead of alkaline bentonite clays used before, the alkaline-earth bentonite clays modified by soda ash are used, supplied from abroad. There is a whole number of bentonite clays deposits in Russia and Ukraine having reserves of the raw material accounting hundreds of million tons, which are not used in the industry because of absence of planned and proper studies of their applicability for pellets production. The analysis of chemical composition carried out and requirements to rheological characteristics of bentonite clays used in the iron ore pellets production at steel-works of Russia and Ukraine determined. Indicators of swelling and water absorption of mono-ionic forms of bentonite of some deposits in water of various hardness presented. Quality of pellets with bentonites, having different exchange complex when using technical water of various hardness considered. Analysis of mineralogical and chemical compositions, as well as value and content of exchange complex of alkaline-earth bentonite clays of Cherkassk deposition, Ukraine, accomplished. The deposition has the largest reserves of such clays in CIS. It was shown, that clays suitable for pellets production, are located near the earth surface. Comparative analysis of strength indicators of pellets, produced with bentonite application with alkaline and alkaline-earth complexes, carried out. It was shown, that despite the low swelling of alkaline-earth bentonites, the quality of pellets, produced with those bentonites is sometimes a little lower, but under definite conditions does not yield to the quality of pellets with alkaline bentonites at the same their consumption. 

Key words: production of iron ore pellets, bentonite clays, alkaline and alkaline-earth exchange complexes, rheological characteristics of clays, swelling and water absorption, pellets strength.

For citation: Zhuravlev F.M., Chuprinov E.V., Lyalyuk V.P., Kassim D.A., Lyakhova I.A. Materials composition and characteristics of bentonite clays used as a binder in the production of iron ore pellets. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-


УДК 669.162.1

ВЛИЯНИЕ  ВОДОРОДА ПРИРОДНОГО ГАЗА НА ИЗМЕНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО И ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССОВ ПО РАДИУСУ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

С. П. РОГОЖНИКОВ, канд. техн. наук, директор, metmashst@rambler.ru; И. С. РОГОЖНИКОВ, главный инженер (ООО "МетМашСтрой", Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск)

Аннотация. Одной из наиболее существенных статей себестоимости чугуна являются затраты на доменный кокс. Для экономии кокса применяют технологии, позволяющие заменять его более дешевым дополнительным топливом, в частности природным газом (ПГ). Вдувание значительных объемов ПГ приводит к увеличению доли водорода в газах доменных печей и, как следствие, существенным изменениям в технологии доменной плавки. Изучение особенностей таких изменений необходимо для более эффективного использования природного газа. С применением математической модели доменного процесса оценено влияние водорода природного газа на изменение теплового и восстановительного процессов по радиусу доменной печи. Разработана и подтверждена на практике формула расчета степени использования водорода ?Н2 по радиусу печи. Установлено, что восстановительная работа водорода по радиусу печи происходит неравномерно — снижаясь от периферии к осевой зоне доменной печи. Для оценки количественных связей восстановительной работы водорода проанализированы показатели работы печей ПАО ММК и ПАО "АрселорМиттал Кривой Рог" за длительный период. Установлено, что в осевой и промежуточной областях доменной печи значения критерия RН2, означающего долю кислорода шихты, удаляемую водородом, находятся в диапазоне 0,11–0,16 и мало зависят от расхода ПГ. В периферийной зоне, у стен происходит резкое увеличение значения RН2 до 0,22–0,27. В этой зоне доменных печей количество кислорода шихты, удаляемого водородом, составляет 80–85 %. Таким образом, тепловой и восстановительный процессы водород осуществляет преимущественно в периферийной зоне печи. При увеличении расхода ПГ следует увеличить рудную нагрузку на периферии, возле стен индивидуально с учетом работы водорода по радиусу печи, что позволит увеличить степень использования водорода и снизить расход кокса.

Ключевые слова: доменная печь, экономия кокса, вдувание природного газа, степень использования водорода, восстановительная работа водорода, рудная нагрузка.

Ссылка для цитирования: Рогожников С.П., Рогожников И.С. Влияние водорода природного газа на изменение теплового и восстановительного процессов по радиусу доменной печи // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

EFFECT OF THE NATURAL GAS HYDROGEN ON VARIATION OF THE HEAT AND REDUCING PROCESSES ALONG THE BLAST FURNACE RADIUS

S. P. ROGOZHNIKOV, PhD (Tech.), Director, metmashst@rambler.ru; I. S. ROGOZHNIKOV, Chief Engineer (ОJSC "MetMashStroy", Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk)

Abstract. The expenses for the blast furnace coke are one of most significant part of the hot metal cost. To save the coke, various technologies are used, capable to replace the coke by cheaper additional fuel (AF), in particular by natural gas (NG). The injection of considerable volumes of NG results in an increase of hydrogen share in the blast furnace gases and in a significant variation in the blast furnace technology. Study of peculiarities of such variations is necessary to use the NG more effectively. Based on the mathematical model of the blast furnace process, estimation of the effect of natural gas hydrogen on changes in the heat and reducing processes along the blast furnace radius was accomplished. A formula was elaborated, confirmed by practice, for calculating the degree of hydrogen usage ?Н2 along the radius of the furnace. It was determined, that the reducing action of hydrogen along the furnace radius takes place unevenly –decreasing from the periphery to the axial zone of the blast furnace. To estimate the quantitative relations of the reducing action of hydrogen, parameters of the PAO "MMK" and PAO "ArcelorMittal Krivoy Rog" blast furnaces for a long period of operation were analyzed. It was determined, that in the axial and intermediate zones of a blast furnace, values of criterion RН2, designating the oxygen share in the burden removed by hydrogen, are in the range of 0.11–0.16 and weakly depend on the NG consumption. In the peripheral zone near the walls, the value of RН2 sharply increases to 0.22–0.27. In this zone of the blast furnace the quantity the burden oxygen, removed by hydrogen, accounts for 80–85%. Therefore, hydrogen accomplished the heat and reducing processes mainly in the peripheral zone of the furnace. At the NG consumption increase, the ore load should be increased for the peripheral zone, near the walls individually accounting hydrogen action along the furnace radius. This will make possible to increase the degree of hydrogen usage and decrease the coke consumption.

Key words: blast furnace, coke saving, natural gas injection, hydrogen usage degree, reducing action of hydrogen, ore load.

For citation: Rogozhnikov S.P., Rogozhnikov I.S. Effect of the natural gas hydrogen on variation of the heat and reducing processes along the blast furnace radius. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-


УДК 621.746.5.047

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНОГО РЕЖИМА НА ПАРАМЕТРЫ

А. М. СТОЛЯРОВ, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии и химических технологий, sam52.52@mail.ru; М. В. ПОТАПОВА, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии и химических технологий; А. Т. КУНАКБАЕВА, магистрант кафедры металлургии и химических технологий (Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск)

Аннотация. Практически вся выплавляемая сталь, включая автоматную, разливается на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Технологические параметры непрерывной разливки автоматной стали имеют свои особенности, поскольку высокое содержание серы и фосфора в автоматной стали, необходимое для достижения ее высокой обрабатываемости, повышает вероятность образования трещин и аварийных прорывов металла. Целью работы явилось изучение влияния температурно-скоростного режима разливки автоматной стали А12 на расход охладителя в зоне вторичного охлаждения пятиручьевой сортовой МНЛЗ радиального типа. Кристаллизатор МНЛЗ имеет длину 900 мм с поддерживающей системой на раме кристаллизатора из двух рядов роликов. Зона вторичного охлаждения (ЗВО) состоит из четырех зон длиной 340, 2360, 3460 и 3610 мм. В первой зоне охлаждение производится водой, а в остальных — водовоздушной смесью. Исследование осуществлено с использованием метода математического моделирования процесса вторичного охлаждения заготовки, разработанного В.Н. Селивановым. Рассчитана температура поверхности сортовой заготовки из автоматной стали по зонам ЗВО при различной температуре стали в промежуточном ковше. Определены плотность орошения и расход воды в разных зонах ЗВО, необходимые для достижения требуемого изменения температуры поверхности заготовки. Установлена зависимость общего и удельного расходов воды на вторичное охлаждение заготовки от температуры металла в промежуточном ковше МНЛЗ.

Ключевые слова: МНЛЗ, непрерывная разливка автоматной стали, температура стали в промежуточном ковше, температурно-скоростной режим разливки, зона вторичного охлаждения, температура поверхности сортовой заготовки, плотность орошения, расход воды.

Ссылка для цитирования: Столяров А.М., Потапова М.В., Кунакбаева А.Т. Исследование влияния температурно-скоростного режима на параметры вторичного охлаждения сортовой непрерывнолитой заготовки из автоматной стали // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF TEMPERATURE-SPEED MODE ON THE PARAMETERS OF SECONDARY COOLING OF CONTINUOUSLY CASTED BILLET FROM FREE-CUTTING STEEL

А. М. STOLYSROV, HD (Tech.), Prof., Dpt. "Metallurgy and chemical technologies", sam52.52@mail.ru; М. V. POTAPOVA, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. "Metallurgy and chemical technologies";  А. Т. КUNAKBAEVA, Undergraduate, Dpt. "Metallurgy and chemical technologies"  (Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk)

Abstract. Practically the whole steel, including the free-cutting one, is casting by continuous casting machines (CCM). The technological parameters of the free-cutting steel continuous casting have their features, since the high content of Sulphur and phosphor in the free-cutting steel, necessary for its high machinability, increases the probability of fractures and emergency breach of metal. The purpose of the work was study of influence of temperature-speed mode of A12 free-cutting steel casting on cooling agent consumption in the secondary cooling zone of radial type billet CCM. The CCM mold was 900 long with supporting system on the mold frame of two rows of rollers. The secondary cooling (SC) zone comprised four zones of 340, 2360, 3460 and 3610 mm length. The cooling in the first zone is accomplished by water, in the others – by water-air mist. The study was carried out by application of mathematical simulation method to the process of billet secondary cooling, elaborated by V.N. Selivanov. The temperature of the free-cutting steel billet surface was calculated by zones of secondary cooling at various steel temperature in the tundish. The flow density and water consumption in various SC zones determined, necessary to reach the required variation of billet surface temperature. The dependence of total and specific water consumption for the billet cooling on the metal temperature in the CCM tundish determined.

Key words: CCM, continuous casting of free-cutting steel, steel temperature in tundish, temperature-speed mode of casting, secondary cooling zone, billet surface temperature, flow density, water consumption.

For citation: Stolyarov A.M., Potapova M.V., Kunakbaeva A.T. Investigation of the influence of temperature-speed mode on the parameters of secondary cooling of continuously casted billet from free-cutting steel. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-


УДК621.771.23/.24:669.1

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЗАХВАТА И КОЛЕБАНИЙ ПОЛОСЫ НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВИБРАЦИЙ ПРИ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКЕ

А. В. КОЖЕВНИКОВ, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой электроэнергетики и электротехники, директор инженерно-технического института, avkozhevnikov@chsu.ru (ФГБОУ ВО "Череповецкий государственный университет", Россия, Вологодская обл., г. Череповец)

Аннотация. Процесс непрерывный прокатки подвержен нестационарности, сопровождаемой колебаниями не только основных технологических и энергосиловых параметров, но и параметров в очаге деформации. Нестационарность при прокатке с учетом высокой динамики процесса приводит к возникновению негативных вибрационных эффектов. Для предотвращения возникновения вибраций приходится снижать скорость прокатки, что препятствует освоению проектных показателей работы прокатных станов. Осуществлено исследование влияния нестационарности технологического процесса прокатки на условия захвата и возникновения опасных вибраций. Представлены характеристики сопровождавшегося вибрациями режима прокатки полосы размером 2,0–0,45?970 мм, графики колебаний полосы в процессе стационарной прокатки и при условии возникновения вибраций. Выдвинуто предположение, что при возникновении вибраций нарушается условие захвата полосы валками, следовательно, обеспечение устойчивости захвата снизит риск возникновения вибраций при прокатке. Предположение подтверждено исследованиями холодной прокатки на пятиклетевом стане 1700 Череповецкого металлургического комбината. Расчеты параметров очага деформации произведены с помощью разработанной динамической модели процесса прокатки. Объяснена более высокая вероятность появления вибраций при прокатке металла меньшей толщины. Показано, что из-за длины полосы прокатка тонкого металла осуществляется на более высоких скоростях, чем прокатка толстого металла, величина коэффициента трения при этом способствует повышенному риску возникновения неустойчивых режимов прокатки. Поддержанию стабильных условий трения в очаге деформации способствует использование хромированных рабочих валков и ассиметричная прокатка.

Ключевые слова: прокатное производство, холодная прокатка, неустойчивые режимы прокатки, вибрации в рабочих клетях, условия захвата полосы, колебания полосы.

Ссылка для цитирования: Кожевников А.В. Влияние условий захвата и колебаний полосы на возникновение вибраций при холодной прокатке // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

EFFECT OF GRIPPING CONDITIONS AND STRIP OSCILLATIONS ON VIBRATIONS ORIGINATING AT COLD ROLLING 

A. V. KOZHEVNIKOV, PhD (Tech.), Prof. Ass., Head of Dpt. "Electrical energy and technics", Director of Engineer and Technical Institute, avkozhevnikov@chsu.ru (FGBOU VO "Cherepovets State University, Russia, Vologda rgn., Cherepovets)

Abstract. The process of continuous rolling is subjected to non-stationarity, accompanied by oscillations of not only basic technological and power parameters, but also parameters in the hearth of deformation. Non-stationarity at the rolling accounting high dynamic of the process results in origination of negative vibration effects. To prevent the vibrations originations the rolling speed is decreased, which prevents the reaching of the designing parameters of rolling mills operation. The study of influence of non-stationarity of the rolling technological process on gripping conditions and origination of dangerous oscillations was carried out. Characteristics of rolling mode of strip of 2.0–0.45x970 mm dimension, accompanied by vibration was presented, as well as graphs of the strip oscillations in the process of stationary rolling and under conditions of vibrations origination presented. An assumption made, that during vibrations origination the gripping conditions of the strip by rollers are disturbed. It means that provision of the grip stationarity will decrease the risk of the vibrations originating at the rolling. The assumption was confirmed by the studies of the cold rolling at five-stand mill 1700 of Cherepovets steel-works. The calculations of the hearth of deformation parameters were made by application of an elaborated dynamic model of the rolling process. The higher probability of vibrations originating at the rolling of strips of smaller thickness explained. It was shown, that due to the strip length, the rolling of the thinner metal is accomplished at higher speeds, comparing with the rolling of thicker metal. In addition, it was shown that the friction coefficient value at that would promote increase of risk of non-stationary rolling mode originating. The support of stable friction conditions in the hearth of deformation is promoted by usage of chrome-plated working rollers and asymmetrical rolling.

Key words: rolling production, cold rolling, non-stationary rolling modes, vibrations in the working stands, strip gripping conditions, strip oscillation. 

For citation: Kozhevnikov A.V. Effect of gripping conditions and strip oscillations on vibrations originating at cold rolling. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-


УДК 621.774.28

ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ СТАНИНЫ РАБОЧЕЙ КЛЕТИ АВТОМАТИЧЕСКОГО СТАНА ТПА 350 ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

С. Р. РАХМАНОВ1, канд. техн. наук, доцент кафедры прикладной механики; С. В. БЕЛОДЕДЕНКО1, д-р техн. наук, профессор; В. В. ПОВОРОТНИЙ2, аспирант; В. Т. ВЫШИНСКИЙ2, канд. техн. наук, доцент, npfvostokplus@gmail.com ( 1 Национальная металлургическая академия Украины, Украина, г. Днепр; 2 ООО "НПФ "Восток Плюс", Украина, г. Днепр)

Аннотация. Наименее изученным среди процессов, сопровождающих прокатку гильз на автоматическом стане, является поведение станины рабочей клети, проявляющееся в виде ее динамических смещений. Объяснить это можно тем, что на гильзу, взаимодействующую с валками и оправкой, воздействует стержневой механизм удержания оправки на оси прокатки. Возможность неконтролируемого деформированного состояния может быть также объяснена проявлением отклонений от регламентных состояний систем фиксации анкерными болтами и различных дефектов в самой станине стана. Это послужило обоснованием для мониторинга пространственного положения клети автоматического стана ТПА 350 с регистрацией напряженно-деформированного состояния станины рабочей клети; постановки задачи на разработку пространственной модели клети с целью ее использования для обоснования стратегии дальнейшей эксплуатации ТПА 350. Приведены результаты исследований напряженно-деформированного состояния станины рабочей клети автоматического стана ТПА 350 методом конечных элементов на 3D-моделях. Сопоставление полученных теоретически данных с экспериментальными исследованиями напряженности станины подтвердило адекватность моделей. Установлено, что в станине рабочей клети возникают максимальные напряжения в зонах выявленных трещин. Места концентрации максимальных напряжений "мигрируют" при изменении условий закрепления и нагружения станины стана. Получены функции риска для стадии зарождения трещины и для стадии развития дефекта в станине. Безопасность станины автоматического стана была исчерпана после почти 50 лет эксплуатации. В настоящий момент станина автоматического стана работает в зоне полного риска, сопровождаемого трещинообразованием. Для смешанного механизма разрушения определены периоды развития кругового дефекта в станине автоматического стана ТПА 350.

Ключевые слова: трубопрокатный агрегат, автоматический стан, рабочая клеть, станина, метод конечных элементов, напряженно-деформированное состояние, поля напряжений, поля деформаций, надежность, долговечность, трещина, безопасность.

Ссылка для цитирования: Рахманов С.Р., Белодеденко С.В., Поворотний В.В., Вышинский В.Т. Оценка надежности  станины рабочей клети автоматического стана ТПА 350 после длительной эксплуатации // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

ESTIMATION OF RELIABILITY OF THE TPA 350 MILL WORKING STAND HOUSING AFTER A LONG OPERATION

S. R. RAKHMANOV1, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. "Applied mechanics"; S. B. BELODEDENKO1, HD (Tech.), Prof.; V. V. POVOROTNII2, postgraduate; V. T. VYSHINSKII2, PhD (Tech.), Prof. Ass., npfvostokplus@gmail.com ( 1 National Metallurgical Academy of Ukraine, Ukraine, Dnepr; 2 OJSC "NPF "Vostok Plus", Ukraine, Dnepr)

Abstract. Among the processes, taking place at the shells rolling at automatic mill, the least studied are a working stand housing behavior, which becomes apparent in the form of its dynamic shifting. It can be explained by the fact, that the shell interacting with the rollers and the mandrel is effected by rod mechanism of the mandrel holding at the rolling axis. The possibility of the non-controlled deformed state can be explained also by deviation from the regulation state of anchor bolts fastening system and various defects in the stand housing. It made a foundation to accomplish monitoring of the space state of the TPA 350 automatic mill stand, resulted in registration of the working stand housing stress-deformed state. Besides, it resulted in a task formulation for elaboration of the stand space model aimed at its application for the justification of the strategy of the TPA 350 mill further operation. Results of the study of stress-deformed state of the working stand housing of the TPA 350 automatic mill presented. The study was carried out by the method of finished elements at 3D models. Comprising of the obtained theoretical data with experiment studies of the housing tension confirmed the model adequateness. It was determined, that maximal stresses originate in the zones of the revealed cracks of the working stand housing. The locations of the maximal stresses concentration "migrate" at variation of fastening conditions and the stand housing loading. A function of risk obtained for the stage of a crack originating and for the stage of defect development in the housing. The automatic mill housing safety was exhausted after 50 years of operation. Currently the automatic mill housing operates in the zone of complete risk, accompanying by cracks formation. For the mixed mechanism of crushing, the periods of round defect development in the TPA 350 automatic mill housing determined.

Key words: pipe-rolling line, automatic mill, working stand, housing, method of finished elements, stress-deformed state, fields of tension, fields of deformation, reliability, durability, crack, safety.

For citation: Rachmanov S.R., Belodedenko S.V., Povorotnii V.V., Vyshinskii V.T. Estimation of reliability of the TPA 350 mill working stand housing after a long operation. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-


УДК 669.162:669.2/8

АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СОВМЕСТНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРАСНЫХ ШЛАМОВ И ОКАЛИНЫ

Ю. А. ЧЕСНОКОВ, канд. техн. наук, заведующий лабораторией пирометаллургии черных металлов, garlics@list.ru; Л. А. МАРШУК, научный сотрудник лаборатории пирометаллургии черных металлов; И. Н. ТАНУТРОВ, д-р техн. наук, главный научный сотрудник группы гидрометаллургии; М. Н. СВИРИДОВА, канд. техн. наук, старший научный сотрудник группы гидрометаллургии (Институт металлургии Уральского отделения РАН, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Разработка и внедрение эффективных технологий утилизации отходов глиноземного производства (красных шламов) является весьма актуальной задачей. Рассмотрены различные варианты окускования красных шламов (КШ) и замасленной прокатной окалины (ЗПО) и их утилизации в аглококсодоменном производстве для получения кондиционного товарного чугуна. В качестве объекта исследования использовались КШ ОАО УАЗ компании РУСАЛ и ЗПО Синарского трубного завода. Показано, что их совместная переработка позволяет получить окускованный продукт с содержанием железа более 50 %, отвечающий современным требованиям, предъявляемым к шихтовым материалам для использования в доменном процессе. Для определения оптимальной схемы переработки в доменном переделе рассчитаны варианты окускования исследуемых материалов — окислительный обжиг с получением окатышей и брикетирование c использованием обожженной извести в качестве связки. Соотношение компонентов в смеси подбиралось таким образом, чтобы содержание железа в окускованном продукте оставалось достаточно высоким при максимально возможном объеме утилизации КШ. Расчетный анализ показал, что этим требованиям отвечает соотношение 50 % КШ и 50 % ЗПО. Приведены расчетные показатели доменной плавки с использованием в шихте брикетов и окатышей из КШ и ЗПО.

Ключевые слова: доменный процесс, красный шлам, замасленная прокатная окалина, окускованное железорудное сырье, содержание железа в окускованном продукте, показатели доменной плавки.

Ссылка для цитирования: Чесноков Ю.А., Маршук Л.А., Танутров И.Н., Свиридова М.Н. Анализ технико-экономических показателей пирометаллургической схемы совместной переработки красных шламов и окалины // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 1. С.

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

ANALYSIS OF TECHNICAL AND ECONOMIC INDICATORS OF THE PYRO-METALLURGICAL SCHEME CO-PROCESSING OF RED MUD AND SCALE

YU. A. CHESNOKOV, PhD (Tech.), Head of Lab. "Pyro-metallurgy of ferrous metals", garlics@list.ru; L. A. MARSHUK, Res. Ass., Lab. "Pyro-metallurgy of ferrous metals";  I. N. TANUTROV, HD (Tech.), Chief Res. Ass., Hydrometallurgy group; M. N. SVIRIDOVA, PhD, Sen. Res. Ass., Hydrometallurgical group  (Institute of Metallurgy, Ural branch of Russian Academy of Sciences, Russia, Ekaterinburg)

Abstract. Elaboration and implementation of effective technologies of utilization of alumina production wastes (red mud) is a rather actual task. Various variants of red mud and oiled rolling scale agglomeration considered aimed at their utilization at sinter and blast furnace plants to obtain conditional marketable cast iron. As the object of the study, red mud of OJSC RUSAL and oiled rolling scale of Sinarsky pipe manufacturing plant were used. It was shown, that their joint processing enables to obtain an agglomerated product having iron content more than 50%, which meets the modern requirements to the burden materials for blast furnaces. To determine the optimal scheme of the processing in the blast furnaces, various variants of studied materials agglomeration were calculated – an oxidizing roasting to obtain pellets and briquetting with application of burnt lime as a binder. The components interrelation in the mixture was selected to have iron content in the agglomerated product high enough at maximal possible volume of red mud utilization. The calculation analysis showed that interrelation 50% of red mud and 50% of oiled rolling scale meet the requirement. Calculated blast furnace heat indicators presented while applying briquettes and pellets from red mud and oiled rolling scale in the burden.

Key words: blast furnace process, red mud, oiled rolling scale, agglomerated iron ore raw materials, iron content in the agglomerated product, blast furnace heat indicators.

For citation: Chesnokov Yu.A., Marshuk L.A., Tanutrov I.N., Sviridova M.N. Analysis of technical and economic indicators of the pyro-metallurgical scheme co-processing of red mud and scale. Chernaya metallurgiya. Byulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 1, pp.       (In Russ.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2020-1-

   


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" " № 5/2020

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

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

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"