06 Aug. 2020 (Thursday 12:31)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2020 № 07

УДК 669.1:338

ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ МИРА И РОССИИ В УСЛОВИЯХ ПАНДЕМИИ

Н. Г. ЗИНОВЬЕВА (ОАО “Черметинформация”, Россия, г. Москва)

Аннотация. Кризис мировой экономики, вызванный пандемией коронавируса в начале 2020 г., привел кпадению спроса на стальную продукцию, сокращению производства черных металлов. Представлена динамика производства стали по регионам мира и отдельным странам за 2019 г. и 4 мес. 2020 г. По итогам Iкв. 2020 г. в сравнении с аналогичным периодом 2019 г., по данным WSA, более 10 % падения производства отмечено в таких странах, как Италия, Испания, Бельгия, Тайвань, Венесуэла и др., снижение менее 10 %: в США, России, Японии, Индии, Германии, Вьетнаме. Общее снижение производства по итогам Iкв. 2020 г. по странам топ-20 составило порядка 1 %. В России, по данным Росстата, производство стали и проката в Iкв. 2020 г. было ниже на 1,1 % по сравнению с объемом Iкв. 2019 г. Приведена динамика цен за период с апреля 2019 г. по апрель 2020 г. на железорудное сырье, стальную заготовку, арматурный прокат, горячекатаный и холоднокатаный лист в рулонах на мировом рынке. Отмечено сокращение импорта стального проката в США в январе–апреле 2020 г. на 5,8 млн т, что ниже объема января–апреля 2019 г. на 28,2 %. В странах ЕС по итогам Iкв. 2020 г. экспорт стального проката сократился на 11 %, до 4,51 млн т, по сравнению с Iкв. 2019 г., импорт снизился на 20,6 %, до 5,7 млн т. Китай в январе–апреле 2020 г. по сравнению с январем–апрелем 2019 г. снизил экспорт стали на 11,7 %, до 20,6 млн т, увеличив при этом импорт на 7,4 %, до 4,2 млн т. Отмечено, что сокращению китайского экспорта способствует увеличение спроса на внутреннем рынке страны и тарифные барьеры, введенные США, странами ЕС и рядом других стран. В 2020 г. ожидается дальнейшее снижение потребления стальной продукции в мире на 6,4 %. В странах ЕС потребление металлопродукции, по оценке, снизится на 15,8 %, в развивающихся странах (без учета Китая), как ожидается, показатели по итогам 2020 г. ухудшатся на 11,6 %. Потребление стальной продукции в Китае в 2020 г. увеличится на 1 %. В странах СНГ и России снижение потребления стали в 2020 г. составит около 10 %.

Ключевые слова: пандемия коронавируса, черная металлургия, потребление стальной продукции, спрос на стальную продукцию, динамика производства стали, динамика цен на стальную продукцию, экспорт и импорт стального проката.

Ссылка для цитирования: Зиновьева Н.Г. Черная металлургия мира и России в условиях пандемии // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 657-664.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-657-664

 

STEEL INDUSTRY OF THE WORLD AND OF RUSSIA IN PANDEMIC ENVIRONMENT

N. G. ZINOV’EVA (OJSC “Chermetinformatsia”, Russia, Moscow)

Abstract. The crisis of the world economy, caused by coronavirus pandemic early 2020, resulted in a recession in demand for steel products, decrease of ferrous metals production. Dynamic of steel production by world regions and separate countries in 2019 and by 4 months of 2020 is presented. Results of IQ-2020 comparing with the analogue period of 2019, published by WSA, showed more than 10% production drop in such countries like Italy, Spain, Belgium, Taiwan, Venezuela and other, less than 10% production drop in the USA, Russia, Japan, India, Germany, Vietnam. Total decrease of production in IQ-2020 in Top-20 countries accounted for about 1%. In Russia, as per Rosstat data, production of steel and rolled products in the IQ-2020 was less by 1.1% comparing with the volume of IQ-2019. Dynamic of prices within the period from April of 2019 till April of 2020 presented for iron ore raw materials, steel billets, rebars, HRC and CRC at the world market. The decrease of steel rolled products import in the USA in January-April of 2020 by 5,8 million tons was noted, which is 28,2 % lower than the volume of January-April 2019. EC countries in IQ-2020 decreased export of steel rolled products by 11% down to 4.51 million tons, comparing with IQ-2019, import decreased by 20.6% down to 5.7 million tons. China in January-April of 2020 comparing with January-April of 2019 decreased export of steel by 11.7% down to 20.6 million tons, and increased import by 7.4% up to 4.2 million tons. It was noted, that demand increase at the domestic market of China and tariff-wall, imposed by the USA, EC countries and other countries contribute to the decrease of Chinese export. In 2020 further decrease of steel products demand is expected by 6.4%. In EC countries the metal products consumption due to estimation will decrease by 15.8%, in developing countries (without China), as expected, by the results of 2020 the indices will deteriorate by 11.6%. Consumption of steel products in China in 2020 will increase by 1%. In CIS countries and Russia the decrease of steel consumption in 2020 will be about 10%.

Key words:coronavirus pandemic, steel industry, steel products consumption, demand for steel products, dynamic of steel production, dynamic of prices for steel products, export and import of steel rolled products.

For citation: Zinov’eva N.G. Steel industry of the world and of Russia in pandemic environment. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 657-664. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-657-664


УДК 669.018.45

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ МОЛИБДЕНА, ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ МОЛИБДЕНСОДЕРЖАЩИХ РУД

Г. В. ГАЛЕВСКИЙ, д-р техн. наук, профессор, директор Института металлургии и материаловедения, заведующий кафедрой металлургии цветных металлов и химической технологии, kafcmet@sibsiu.ru ;  О. А. ПОЛЯХ, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии цветных металлов и химической технологии; В. В. Руднева, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии цветных металлов и химической технологии; А. Е. АНИКИН, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии цветных металлов и химической технологии (Сибирский государственный индустриальный университет, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк)

Аннотация. Молибден обладает целым комплексом практически значимых свойств и широко применяется для легирования сталей и чугунов, в составе сплавов различного назначения, а также в качестве конструкционного материала в чистом виде. Молибден относится к группе редких металлов, что обусловливаетактуальность аналитического исследования современного состояния минерально-сырьевой базы молибдена, добычи и переработки молибденсодержащих руд.Представлены результаты анализа минерально-сырьевой базы молибдена зарубежных стран и России, оценка перспектив ее расширения. Подтвержденные мировые ресурсы молибдена составляют 12 млн т, в том числе отечественные 2 млн т. 75 % запасов молибдена сосредоточено в США, Китае, Чили, Перу и Канаде. Дано описание типов месторождений молибденовых, медно-молибденовых и молибдено-вольфрамовых руд, основных видов молибденовых минералов. Рассмотрены способы обогащения руд различного состава для получения молибденовых концентратов, дообогащения молибденового концентрата и промышленная практика переработки молибденовых концентратов. По качеству руд отечественная и зарубежная сырьевая база молибдена сопоставимы. 63 % отечественной добычи молибденсодержащих руд обеспечивает ООО “Сорский ГОК”, 33 % — ООО “Жирекенский ГОК”. Эти предприятия производят молибденовые концентраты КМФ-5, КМФ-6, КМФ-7. Их производственные мощности составляют около 12 тыс. т/год концентрата. Молибденовые концентраты перерабатываются пиро- и гидрометаллургическими способами и являются промпродуктом для производства ферромолибдена и его химических соединений. Суммарная мощность предприятий по переработке молибденовых концентратов составляет 300 тыс. т/год.

Ключевые слова:минерально-сырьевая база молибдена, подтвержденные мировые ресурсы молибдена, производство молибденовых концентратов,ферромолибден, химические соединения молибдена.

Ссылка для цитирования: Галевский Г.В., Полях О.А., Руднева В.В., Аникин А.Е. Анализ современного состояния минерально-сырьевой базы молибдена, добычи и переработки молибденсодержащих руд // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 665-675.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-665-675

 

ANALYSIS OF THE CURRENT STATE OF MOLYBDENUM MINERAL AND RAW MATERIAL BASE, MINING AND PROCESSING OF MOLYBDENUM-CONTAINING ORES

G. V. GALEVSKII, HD (Tech.), Prof., Director of the Institute of metallurgy and material science, Head of Dpt. “Metallurgy of nonferrous metals and chemical technology”, kafcmet@sibsiu.ru; О . А . POLYAKH, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy of nonferrous metals and chemical technology”; V. V. RUDNEVA, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy of nonferrous metals and chemical technology”;   А . Е . А NIKIN, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy of nonferrous metals and chemical technology” (Siberian State Industrial University, Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk)

 

Abstract.Molybdenum has a complex of practically significant properties and is widely used for alloying steels and cast irons, in the composition of alloys of various purposes, as well as a structural material in pure form. Molybdenum belongs to the group of rare metals, which causes the relevance of analytical research of the modern state of the mineral-raw material base of molybdenum, extraction and processing of molybdenum-containing ores. The results of analysis of the mineral-raw material base of molybdenum of foreign countries and Russia, assessment of prospects of its expansion are presented. The confirmed world molybdenum resources amount to 12 million tons, including domestic – 2 million tons. 75% of molybdenum reserves are concentrated in the USA, China, Chile, Peru and Canada. Description of the types of deposits of molybdenum, copper-molybdenum and molybdenum-tungsten ores, the main types of molybdenum minerals has been quoted. Methods of ore concentration of various composition for production of molybdenum concentrates, additional enrichment of molybdenum concentrate and industrial practice of molybdenum concentrate processing are considered. In terms of ore quality domestic and foreign raw material base of molybdenum are comparable. 63% of domestic production of molybdenum-containing ores is provided by OJSC “Sorsky GOK”, 33% – OJSC “Zhirekenskiy GOK”. These enterprises produce molybdenum concentrates of grades КМФ-5, КМФ-6, КМФ-7. Their production capacity is about 12 thousand tons of concentrate per year. Molybdenum concentrates are processed by pyro- and hydrometallurgical methods and are an industrial product for production of ferromolybdenum and its chemical compounds. The total capacity of molybdenum concentrate processing plants is 300 thousand tons per year.

Keywords:molybdenum mineral and raw materials base, confirmed world molybdenum resources, molybdenum concentrate production, ferromolibdenum, molybdenum chemical compounds.

For citation:Galevskii G.V., Polyakh O.A., Rudneva V.V., Anikin A.E. Analysis of the current state of molybdenum mineral and raw material base, mining and processing of molybdenum-containing ores. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 665-675. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-665-675


УДК 669.162.261.3:621.311.16

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЧУГУНА И ОБЖИГЕ ИЗВЕСТНЯКА В НЕСТАБИЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Ю. С. СЕМЕНОВ1, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела технологического оборудования и систем управления, yuriy.semenov.isi@gmail.com ; А. Л. ПОДКОРЫТОВ2, генеральний директор; В. В. ГОРУПАХА1, научный сотрудник отдела металлургии чугуна; И. Ю. СЕМИОН2, директор по качеству – начальник управления качеством продукции; А. Ю. ОРОБЦЕВ2, канд. техн. наук, начальник технического управления; Е. И. ШУМЕЛЬЧИК1, канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела технологического оборудования и систем управления ( 1 Институт черной металлургии им. З. И. Некрасова НАН Украины, Украина, г. Днепр; 2 ПАО “Днепровский металлургический комбинат”, Украина, г. Каменское)

Аннотация. Работа черной металлургии Украины в условиях импортозависимости и нестабильности поставок энергоносителей, ограниченности капиталовложений в модернизацию производственных мощностей делает особенно актуальным взаимодействие металлургических предприятий и научно-исследовательских организаций. Представлены основные результаты сотрудничества Института черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины и Днепровского металлургического комбината в 2017–2019 гг. по тематике доменного производства и технологии вдувания пылеугольного топлива во вращающиеся печи обжига известняка. Показаны результаты определения оптимального расхода пылеугольного топлива, обеспечивающего высокую эффективность замены кокса, достижение максимально возможной производительности доменной печи, а также удовлетворительной степени использования восстановительной способности газов. Приведены результаты реализации комплекса мероприятий по обеспечению рационального распределения пылеугольного топлива по воздушным фурмам доменных печей для выравнивания теплового состояния фурменной зоны по окружности доменных печей. Показана эффективность использования технологии совместного вдувания пылеугольного топлива и природного газа, достигаемая за счет улучшения условий сжигания пылеугольного топлива при увеличении степени их перемешивания. Приведены рекомендации по задувкам доменных печей после стоянок на срок, превышающий допустимый, без предварительного выпуска козлового чугуна, которые обеспечили безаварийный ввод доменных печей в эксплуатацию с достижением плановых показателей. Представлены результаты использования информации зондов, измеряющих температуру газового потока над поверхностью шихты, для обоснования корректировки режимов загрузки печи экспертным модулем, генерирующим корректирующие воздействия для поддержки принятия управляющих действий технологическим персоналом. Сформулирован комплекс мероприятий по предотвращению нарушений хода доменной печи при использовании пылеугольного топлива в количестве более 140 кг/т чугуна без применения специальных промывочных материалов. Показаны результаты эффективности отработанной технологии использования в составе доменной шихты марганецсодержащих материалов на постоянной основе. Приведены результаты диагностики работоспособности механизмов установки вдувания пылеугольного топлива во вращающиеся печи обжига известняка с последующей разработкой рекомендаций по корректировке параметров работы механизмов установки вдувания.

Ключевые слова:доменная печь, вращающиеся печи обжига известняка, вдувание пылеугольного топлива совместно с природным газом, распределение пылеугольного топлива по воздушным фурмам, предотвращение нарушений хода доменной печи, корректировка режимов загрузки, расход кокса, задувка доменной печи.

Ссылка для цитирования: Семенов Ю.С., Подкорытов А.Л., Горупаха В.В., Семион И.Ю., Оробцев А.Ю., Шумельчик Е.И.Повышение эффективности использования пылеугольного топлива при производстве чугуна и обжиге известняка в нестабильных технологических условиях // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 676-690.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-676-690

 

EFFICIENCY INCREASE OF POWDERED COAL APPLICATION AT HOT METAL PRODUCTION AND LIMESTONE CALCINATION UNDER UNSTABLE TECHNOLOGY CONDITIONS

YU. S. SEMENOV1, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. of Technological equip. and control systems,  yuriy.semenov.isi@gmail.com; A. L. PODKORYTOV2, General director; V. V. GORUPAKHA1, Res. Ass., Dpt. of cast iron metallurgy; I. YU. SEMION2, Director on Quality – Head of Dpt of quality control; A. YU. OROBTSEV2, PhD (Tech.), Head of Technical Dpt.; Е . I. SHUMEL’CHIK1, PhD (Tech.), Sen. Res. Ass., Dpt. of Technological equip. and control systems ( 1 Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous Metallurgy, NAN of Ukraine, Ukraine, Dnepr; 2 PJSC “Dnepr steel-works”, Ukraine, Kamenskoe)

Abstract. Operation of Ukraine ferrous metallurgy under conditions of dependence on import and instability of energy carriers supply, shortage of investments in modernization of production equipment, make the matter of cooperation between steel-works and research organization particularly actual. Basic results of cooperation between Z.I. Nekrasov Institute of Ferrous metallurgy, NAN of Ukraine and Dnepr steel-works in 2017–2019 on blast sfurnace operation pefection and technology of powdered coal injection into rotating limestone calcination furnaces. Results of the finding of the powdered coal optimal consumption shown, which ensure a high efficiency of the coke substitution, reaching of maximum possible blast furnace productivity as well as satisfactory utilization degree of the reducing gas ability. Results of implementation of a complex of measures presented, which ensure a rational distribution of the powdered coal by BF air tuyeres for making the heat conditions of the tuyere zone even by the blast furnace circle. Efficiency of application of technology of joint injection the powdered coal and natural gas was shown, which is achieved by improving the powdered coal combustion conditions in case of increase their mixing degree. Recommendations quoted for blast furnaces starting-up after their idling for a period exceeding the permissible one, without tapping the plug hot metal. The recommendations ensure an accident-free putting a blast furnace into operation followed by reaching planned parameters. Results of usage sensors information, measuring temperature of gas flow above the charge surface presented. The results allow to prove the correction of blast furnace charging mode by an expert module, generating correction impact to support control actions by technological personal. A complex of measures formed to prevent a disturbance of a blast furnace running in case of powdered coal injection in an amount exceeding 140 kg/t of hot metal and without application of special washover materials. The results of efficiency of the mastered technology, envisaging application manganese-bearing materials at a constant base, were shown. Results of diagnostics of workability of the facility for powdered coal injection into rotating limestone calcinating furnace presented, followed by elaboration recommendation on correction parameters of injection facility operation.

Key words:blast furnace, rotating limestone calcinating furnace, injection of powdered coal jointly with natural gas, distribution of powdered coal by air tuyeres, preventing a disturbance of a blast furnace running, correction of charging modes, coke consumption, blast furnace running-up.

For citation:Semenov Yu.S., Podkorytov A.L., Gorupakha V.V., Semion I.Yu., Orobtsev A.Yu., Shumel’chik E.I. Еfficiency increase of powdered coal application at hot metal production and limestone calcination under unstable technology conditions // Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific, Technical and Economic Information. 2020. Vol. 76. No. 7, pp. 676-690. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-676-690


УДК 669.162.16

АНАЛИЗ РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ ОБЪЕМОМ 5000 М3 НА ФУРМАХ РАЗНОГО ДИАМЕТРА С ПОЗИЦИЙ ПОЛНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭНЕРГИЙ ПОТОКОВ КОМБИНИРОВАННОГО ДУТЬЯ И ГОРНОВОГО ГАЗА

В. П. ЛЯЛЮК, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой металлургических технологий (Криворожский металлургический институт, Украина, г. Кривой Рог)

Аннотация. В пусконаладочном периоде освоения технологии вдувания пылеугольного топлива (ПУТ) на доменной печи № 9 объемом 5000 м3ПАО “АрселорМиттал Кривой Рог” проявились частые случаи прогара холодильников системы охлаждения заплечиков и воздушных фурм из-за сильно развитого периферийного потока газа. Попытка ограничить поток газа на периферии регулированием распределения шихтовых материалов на колошнике дала кратковременный результат. Исходя из сложившихся представлений, что для снижения интенсивности периферийного газового потока необходимо увеличить скорость дутья и, соответственно, кинетическую энергию потока дутья, истекающего из воздушных фурм доменной печи, было принято решение уменьшить их диаметр. При анализе работы указанной доменной печи с использованием технологии вдувания ПУТ на фурмах диам. 150 и 140 мм установлено усиление периферийного потока газа при меньшем их диаметре. В результате анализа выводов, сделанных многими исследователями, показано, что при постоянной кинетической энергии дутья, истекающего из фурм разного диаметра, размеры зоны горения всегда больше перед фурмой большего диаметра. Объяснен этот факт тем, что кинетическая энергия потока газа является только частью их полной механической энергии. Показано, что для анализа изменения размеров зон горения и глубины проникновения потока горнового газа необходимо использовать полную механическую энергию потоков комбинированного дутья на срезе фурмы и горнового газа. Установлено, что переход на вдувание в доменную печь ПУТ вместо природного газа всегда вызывает усиление периферийного потока газа. Основная причина этого явления связана с уменьшением величины полной механической энергии дутья и горнового газа. Рекомендовано на доменной печи объемом 5000 м3 с диаметром горна 14,7 м при использовании технологии вдувания ПУТ поддерживать полную механическую энергию потока дутья не ниже 2100–2600 кДж/с, а полную механическую энергию потока горнового газа — не ниже 5100–5300 кДж/с.

Ключевые слова:доменная печь объемом 5000 м3, вдувание пылеугольного топлива, прогар холодильников системы охлаждения, диаметр фурм, периферийный поток газа, полная механическая энергия дутья, полная механическая энергия горнового газа.

Ссылка для цитирования: Лялюк В.П. Анализ работы доменной печи объемом 5000 м3 на фурмах разного диаметра с позиций полных механических энергий потоков комбинированного дутья и горнового газа // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 691-699.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-691-699

 

ANALYSIS OF THE BLAST FURNACE OPERATIONS WITH A VOLUME OF 5000 m3 ON TUYERES OF DIFFERENT DIAMETERS FROM THE POSITIONS OF FULL MECHANICAL ENERGIES OF FLOWS OF COMBINED BLOW AND HEARTH GAS

 

V. P. LYALYUK, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. “Metallurgical Technologies”, (Kryvyi Rih Metallurgical Institute, Ukraine, Krivoy Rog)

Abstract.In the commissioning period of the development of pulverized coal injection technology (PCI) on a blast furnace No. 9 with a volume of 5000 m3 of PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih”, frequent cases of burnout of refrigerators of the cooling system of the shoulders and air tyueres appeared due to the highly developed peripheral gas flow. An attempt to limit the gas flow at the periphery by controlling the distribution of charge materials on the top produced a short-term result. Based on the prevailing ideas, that to reduce the intensity of the peripheral gas flow, it is necessary to increase the speed of the blast and, accordingly, the kinetic energy of the blast flow, flowing out of the air tuyeres of a blast furnace, it was decided to reduce their diameter. As a result of analysis of the operation of the specified blast furnace using the technology of PCI on tuyeres with a diameter of 150 and 140 mm, increased peripheral gas flow with a smaller diameter was established. Based on the results of the analysis, conclusions were made by many researchers and it was shown that with constant kinetic energy of the blast, flowing from the tuyeres of different diameters, the dimensions of the combustion zone are always larger before the tuyeres of a larger diameter. This is explained by the fact that the kinetic energy of the gas flow is only a part of their total mechanical energy. It was shown that to analyze the change in the size of the combustion zones and the depth of penetration of the hearth gas, it is necessary to use the full mechanical energy of the flows of the combined blast on the cut of the tuyere and hearth gas. It was established that the transition to PCI in a blast furnace instead of natural gas, it always causes an increase in the peripheral gas flow. The main reason for this phenomenon is associated with a decrease in the total mechanical energy of blast and hearth gas. It was recommended on a blast furnace with a volume of 5000 m3 with a hearth diameter of 14.7 m and the PCI technology to maintain the total mechanical energy of the blast flow at least 2100–2600 kJ/s, and the full mechanical energy of the hearth gas flow at least 5100–5300 kJ/s.

Keywords:5000 m3 blast furnace, pulverized coal injection, burnout of refrigerators of the cooling system, tuyeres diameter, peripheral gas flow, total mechanical energy of the blast, total mechanical energy of the hearth gas.

For citation:Lyalyuk V.P. Analysis of the blast furnace operations with a volume of 5000 m3 on tuyeres of different diameters from the positions of full mechanical energies of flows of combined blow and hearth gas. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 691-699. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-691-699


УДК 669.046.522

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ДЕСУЛЬФУРАЦИИ СТАЛИ В КОВШЕ

А. Ю. КЕМ, д-р техн. наук, профессор;Е. Ю. РОЩУПКИНА, аспирант; А. А. КОЖУХОВ, д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой металлургии и металловедения им. С.П. Угаровой, koshuhov@yandex.ru (Старооскольский технологический институт им. А.А. Угарова (филиал) Национального исследовательского технологического университета “МИСиС”, Россия, г. Старый Оскол)

Аннотация. Для выполнения требований, предъявляемых к трубным сталям группы прочности Д по содержанию серы, металл подвергается ковшовой десульфурации. По ходу десульфурации для сокращения ее продолжительности осуществляется перемешивание стали в ковше продувкой аргоном. Для оптимизации технологического процесса десульфурации разработана методика оценки ее технологических параметров, позволяющая определять в производственных условиях величину интенсивности продувки стали в ковше. В качестве исходных данных для сопоставительных расчетов технологических параметров процесса десульфурации трубной стали в ковше по разработанной методике использовались показатели промышленных плавок, включая химический состав стали и основные технологические данные, характеризующие производственные показатели десульфурации трубных сталей группы прочности Д. Алгоритм использования предложенной методики предусматривает: расчет активности серы и коэффициента активности серы в расплаве стали заданного состава; определение окислительного потенциала системы шлак–металл и сульфидной емкости шлака; расчет равновесного коэффициента распределения серы между сталью и шлаком, а также объемного коэффициента массопереноса в равновесных и производственных условиях. Для определения термодинамических характеристик взаимодействия растворенной в металле серы со шлаком выполнены расчеты сорбционной способности шлаков анализируемых плавок по отношению к сере. Представлены данные по влиянию величины активности серы в экспериментальных плавках на конечное содержание серы в стали. Определены рациональные пределы величины интегрального показателя состава рафинировочных шлаков и объемного коэффициента массопередачи, обеспечивающие наилучшие показатели процесса десульфурации стали. Установлены зависимости влияния объемного коэффициента массопередачи на продолжительность технологического процесса и конечное содержание серы в металле. Предложенная методика оценки технологических параметров десульфурации стали позволяет оптимизировать продолжительность ее отдельных стадий и тем самым снизить затраты на проведение процесса в целом.

Ключевые слова: десульфурация трубной стали, методика оценки технологических параметров, коэффициент распределения серы, коэффициент активности серы, окислительный потенциал, сульфидная емкость, активность оксида алюминия, объемный коэффициент массообмена.

Ссылка для цитирования: Кем А.Ю., Рощупкина Е.Ю., Кожухов А.А. Разработка методики оценки технологических параметров процесса десульфурации стали в ковше // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 700-708.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-700-708

 

DEVELOPMENT OF A CALCULATION METHOD FOR EVALUATING TECHNOLOGICAL PARAMETERS OF THE DESULPHURIZATION PROCESS IN A LADLE

А . YU. KEM, HD (Tech.), Prof.; E. YU. ROSHCHUPKINA, postgraduate; A. A. KOZHUKHOV, HD (Tech.), Prof. Ass., Prof. Ass., Head of Dpt. “Metallurgy and metal science” after S.P. Ugarova, koshuhov@yandex.ru (Stary Oskol Technological Institute after A.A. Ugarov (branch), of National Research Technological University “MISiS”, Russia, Stary Oskol)

Abstract.To fulfil the requirements for pipe steels of strength group D in terms of sulfur content, the metal is subjected to ladle desulfurization. In the course of desulfurization, in order to reduce its duration, steel is mixed in the ladle by blowing with argon. To optimize the desulfurization process, a methodology has been developed for evaluating its technological parameters, which allows determining under production conditions the intensity of steel blowing in the ladle. As initial data for comparative calculations of the technological parameters of the process of desulfurization of pipe steel in a ladle according to the developed method, the indicators of industrial melts were used, including the chemical composition of steel and the main technological data characterizing the production parameters of desulfurization of pipe steels of strength group D. The algorithm for using the proposed technique provides for the calculation of sulfur activity and the coefficient of sulfur activity in a steel melt of a given composition; determination of the oxidizing potential of the slag-metal system and the sulfide capacity of the slag; calculation of the equilibrium sulfur distribution coefficient between steel and slag, as well as the volumetric mass transfer coefficient under equilibrium and production conditions. To determine the thermodynamic characteristics of the interaction of sulfur dissolved in a metal with slag, the sorption ability of the slags of the analyzed melts with respect to sulfur was calculated. Data are presented on the effect of sulfur activity in experimental melts on the final sulfur content in steel. The rational limits of the value of the integral indicator of the composition of refining slags and volumetric mass transfer coefficient, which provide the best indicators of the process of desulfurization of steel, were determined. The dependences of the influence of the volumetric mass transfer coefficient on the duration of the process and the final sulfur content in the metal were established. The proposed methodology for assessing the technological parameters of steel desulfurization can optimize the duration of its individual stages and, thereby, reduce the cost of the process as a whole.

Key words:pipe steel desulphurization, methodology for evaluating technological parameters, sulfur distribution coefficient, sulfur activity coefficient, oxidation potential, sulphide capacity, activity of aluminum oxide, volumetric coefficient of mass transfer.

For citation:Kem A.Yu., Roshchupkina E.Yu., Kozhukhov A.A. Development of a calculation method for evaluating technological parameters of the desulphurization process in a ladle. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 700-708. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-700-708


УДК 669

 

ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НИКЕЛЕВОГО КОНЦЕНТРАТА, ПОЛУЧЕННОГО В РЕЗУЛЬТАТЕ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ОБОГАЩЕНИЯ МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ, ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ СТАЛИ

О. Ю. КИЧИГИНА,канд. техн. наук, преподаватель кафедры гуманитарных, социально-экономических и естественно-научных дисциплин, kichiginaoksana@yandex.ru (ФКОУ ВО “Кузбасский институт ФСИН России”, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк)

Аннотация.При производстве нержавеющей стали применяются дорогостоящие легирующие материалы, содержащие никель. Для снижения ее себестоимости актуальным является замена в процессе легирования стали металлического никеля его оксидами. Приведены результаты анализа результатов термодинамических и экспериментальных исследований восстановления никеля из его оксида, способов получения оксида никеля при обогащении марганецсодержащего полиметаллического сырья, практики использования его при легировании стали. Рассмотрена технология комплексной переработки полиметаллического марганецсодержащего сырья, включающая выщелачивание и селективное извлечение из раствора ценных компонентов: марганца, никеля, железа, кобальта и меди. На основе теоретических и экспериментальных исследований подтверждена возможность замены металлического никеля концентратами, полученными в результате гидрометаллургического обогащения. Определены оптимальные технологические параметры, обеспечивающие высокое извлечение никеля из исходного сырья. Установлено, что для прямого легирования стали целесообразно вводить в завалку окатыши, состоящие из никелевого концентрата и коксовой мелочи, что позволяет достигнуть сквозного извлечения никеля на уровне 90 %. Предложенный способ легирования стали никелем дает возможность существенно снизить ее себестоимость за счет использования никелевого концентрата, получаемого из хвостов гидрометаллургического обогащения марганецсодержащего сырья, который значительно дешевле металлического никеля.

Ключевые слова:нержавеющая сталь, металлический никель, оксид никеля, восстановление оксидов никеля, хвосты гидрометаллургического обогащения марганецсодержащего сырья, прямое легирование.

Ссылка для цитирования: Кичигина О.Ю. Возможность использования никелевого концентрата, полученного в результате гидрометаллургического обогащения марганецсодержащего сырья, при легировании стали // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 7. С. 709-715

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-709-715

 

A POSSIBILITY OF USING NICKEL CONCENTRATE, OBTAINED AS A RESULT OF HYDROMETALLURGICAL ENRICHMENT OF MANGANESE-CONTAINING RAW MATERIALS, AT STEEL ALLOYING

О . YU. KICHIGINA, PhD (Tech.), Lecturer, Chair of Humanities, Social, Economic and Natural Sciences,kichiginaoksana@yandex.ru (FKOU VO “Kuzbass Institute of the Federal Penitentiary Service of Russia”, Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk)

Abstract.At production of stainless steel expensive alloying elements, containing nickel, are used. To decrease the steel cost, substitution of nickel during steel alloying process by its oxides is an actual task. Results of analysis of thermodynamic and experimental studies of nickel reducing from its oxide presented, as well as methods of nickel oxide obtaining at manganese bearing complex raw materials enrichment and practice of its application during steel alloying. Technology of comprehensive processing of complex manganese-containing raw materials considered, including leaching and selective extraction out of the solution valuable components: manganese, nickel, iron, cobalt and copper. Based on theoretical and experiment studies, a possibility of substitution of metal nickel by concentrates, obtained as a result of hydrometallurgical enrichment, was confirmed. Optimal technological parameters, ensuring high degree of nickel recovery out of the initial raw materials were determined. It was established, that for direct steel alloying it is reasonable to add into the charge pellets, consisting of nickel concentrate and coke fines, that enables to reach the through nickel recovery at a level of 90%. The proposed method of alloying steel by nickel gives a possibility to decrease considerably steel cost at the expense of application of nickel concentrate, obtained out of tails of hydrometallurgical enrichment of manganese-bearing raw materials, which is much cheaper comparing with the metal nickel.

Key words:stainless steel, metal nickel, nickel oxide, reducing of nickel oxides, tails of hydrometallurgical enrichment of manganese-containing raw materials, direct alloying.

For citation:Kichigina O.Yu. A possibility of using nickel concentrate, obtained as a result of hydrometallurgical enrichment of manganese-containing raw materials, at steel alloying. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 709-715. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-709-715


УДК 669.184.046.546.2

ОСОБЕННОСТИ КОВШОВОЙ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ НИЗКОСЕРНИСТОЙ ТРУБНОЙ СТАЛИ

С. Н. УШАКОВ, совместитель кафедры металлургии и химических технологий Института металлургии, машиностроения и материалообработки; В. А. БИГЕЕВ, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии и химических технологий Института металлургии, машиностроения и материалообработки; А. М. СТОЛЯРОВ, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии и химических технологий Института металлургии, машиностроения и материалообработки, sam52.52@mail.ru; М. В. ПОТАПОВА, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии и химических технологий Института металлургии, машиностроения и материалообработки; Е. В. СОКОЛОВА, аспирант кафедры металлургии и химических технологий Института металлургии, машиностроения и материалообработки; И. Л. СОКОЛОВ, совместитель кафедры металлургии и химических технологий Института металлургии, машиностроения и материалообработки (Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск)

Аннотация. К качеству металла для изготовления труб предъявляются повышенные требования по содержанию серы. На Магнитогорском металлургическом комбинате металл для прямошовных труб большого диаметра, используемых при строительстве магистральных трубопроводов, выплавляется в кислородно-конвертерном цехе с предварительной десульфурацией жидкого чугуна, обработкой стали твердой шлакообразующей смесью в ковше при выпуске из конвертера и ее окончательной десульфурацией на установке ковш-печь (УКП). С целью повышения эффективности процесса удаления серы рассмотрено влияние состава покровного шлака УКП на десульфурацию металла. Произведена статистическая обработка массива производственных данных из 14 плавок стали 10Г2ФБЮ класса прочности К60. Установлены зависимости содержания серы в металле после десульфурции в УКП от окислительной способности, основности покровного шлака и содержания в нем оксида магния: показано, что количество удаленной в процессе ковшовой обработки серы растет при увеличении основности покровного шлака и снижении содержания в нем оксида магния. Для описания этой зависимости предложен новый параметр — отношение основности шлака В к содержанию в нем MgO, %–1. Выявлено высокое содержание оксида магния в “белом” шлаке, что свидетельствует о попадании значительного количества конвертерного шлака в сталеразливочный ковш вследствие его неудовлетворительной отсечки в процессе выпуска металла из агрегата. Исследование влияния состава покровного “белого” шлака на процесс десульфурации металла на УКП показало, что для эффективного удаления серы необходимо иметь не только хорошо раскисленный шлак с суммарным содержанием оксидов железа и марганца менее 1 %, но и обеспечить отношение его основности к содержанию в нем магнезии не менее 0,60–0,65 %–1.

Ключевые слова: содержание серы в трубной стали, десульфурация стали в установке ковш-печь, основность покровного шлака, содержание в шлаке оксида магния, отношение основности шлака к содержанию в нем MgO.

Ссылка для цитирования: Ушаков С.Н., Бигеев В.А., Столяров А.М., Потапова М.В., Соколова Е.В., Соколов И.Л. Особенности ковшовой десульфурации при производстве низкосернистой трубной стали // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 716-720.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-716-720

 

FEATURES OF LADLE DESULFURATION OF PIPE STEEL WITH LOW SULFUR CONTENT

S. N. USHAKOV, moonlighter, Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”, Institute of metallurgy, machine-building and material processing; V. A. BIGEEV, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”, Institute of metallurgy, machine-building and material processing; A. M. STOLYAROV, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”, Institute of metallurgy, machine-building and material processing, sam52.52@mail.ru; M. V. POTAPOVA, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”, Institute of metallurgy, machine-building and material processing; E. V. SOKOLOVA, postgraduate, Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”, Institute of metallurgy, machine-building and material processing; E. V. SOKOLOV, moonlighter, Dpt. “Metallurgy and chemical technologies”, Institute of metallurgy, machine-building and material processing (Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk)

Abstract.At the present time the sulfur content in pipe steel is strictly regulated. Under conditions of PJSC “Magnitogorsk Iron and Steel Works” the metal is smelted in BOF shop with preliminary desulfurization of molten iron, treatment of tapping steel by a solid slag-forming mixture and final desulfurization in the “Ladle-Furnace” unit (LP-unit). In order to increase the efficiency of the sulfur removal process, the influence of the covering slag composition on metal desulfurization is considered. Statistical processing of production data array consisting of 14 melts of steel grade 10Г2ФБЮwith K60 strength class was performed. The dependences of the sulfur content in the metal after desulfurization in the LP-unit on the oxidizing ability, covering slag basicity and the content of magnesium oxide was established: it is shown that the amount of sulfur removed during the ladle treatment process increases with the increase of the covering slag basicity and with the decrease of the magnesium oxide content in slag. For describing this dependence, a new parameter was proposed – the ratio of slag basicity to MgO content in it, %–1. A high content of magnesium oxide in the “white” slag was revealed. This fact indicates a significant amount of converter slag getting into the ladle due to its poor cut-off in the process of metal tapping from the unit. The study of the influence of the coating “white” slag composition on the metal desulfurization process in the LP-unit showed, that for the effective sulfur removal, it is necessary to provide not only well-deoxidized slag with a total content of iron and manganese oxides of less than 1%, but also to ensure the ratio of its basicity to the magnesium content in this slag not less than 0.60–0.65%–1.

Key words:sulfur content in pipe steel, steel desulfurization in a ladle-furnace unit, covering slag basicity, magnesium oxide content in slag, ratio of slag basicity to MgO content in it.

For citation: Ushakov S.N., Bigeev V.A., Stolyarov A.M., Potapova M.V., Sokolova E.V., Sokolov I.L. Features of ladle desulfuration of pipe steel with low sulfur content. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 716-720. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-716-720


УДК 621.771.2

 

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПРАВКИ СОРТОВЫХ ПРОФИЛЕЙ НА РОЛИКОВОЙ ПРАВИЛЬНОЙ МАШИНЕ

Е. А. МАКСИМОВ, канд. техн. наук, maksimov50@mail.ru (ЗАО “Интрай”, Россия, г. Челябинск)

Аннотация.При прокатке и охлаждении на холодильниках сортовые профили приобретают общие и местные искривления, для исправления которых применяется правка на роликовых правильных машинах (РПМ). Расчеты параметров правки сортового проката на РПМ базируются на гипотезе изотропности и однородности деформируемого металла, предположениях о линейности распределения коэффициента проникновения пластической деформации по толщине проката при знакопеременном изгибе, точечном характере контакта ролика и поверхности проката, вертикальном направлении силы правки для всех роликов РПМ. Использование данных гипотез в значительной степени снижает точность расчетов технологических параметров в прокатно-правильном производстве. Представлена математическая модель расчета параметров правки сортового проката на РПМ. Новизной модели является точное определение границы между упругой и пластической зоной Z0, которое выполняется итерационным методом. Информация о точном значении Z0необходима для расчета распределения напряжения по сечению проката, а также расчета прогиба и кривизны проката после правки. В традиционных моделях величина Z0определяется приближенно и не отвечает современным требованиям. Представлены эпюры распределения напряжений по сечению проката при изгибе под роликами РПМ для прямоугольного, квадратного, швеллерного, зетобразного профиля проката, двутавровой балки, рельса, необходимые для расчета остаточных напряжений. Осуществлено сопоставление величины прогиба рельса Р65 в плоскости максимальной жесткости на шестироликовой РПМ Кузнецкого металлургического комбината с их величиной, определенной с помощью математической модели. Расхождение фактических и расчетных данных составляет всего 4,5 %, что свидетельствует об адекватности разработанной математической модели.

Ключевые слова:сортовой прокат, роликовая правильная машина, параметры правки сортового проката, граница между упругой и пластической зоной, распределение напряжения по сечению проката, математическая модель расчета параметров правки, эпюры напряжений по сечению проката, расчет прогиба и кривизны проката.

Ссылка для цитирования: Максимов Е.А. Разработка математической модели расчета параметров правки сортовых профилей на роликовой правильной машине // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 721-727.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-721-727

 

ELABORATION OF A MATHEMATICAL MODEL OF PARAMETERS CALCULATION FOR SECTION BARS LEVELING AT A ROLLER LEVELING MACHINE

Е . А . МАК SIMOV, PhD (Tech.), maksimov50@mail.ru (CJSC “Intraj”, Russia, Chelyabinsk)

Abstract. During rolling and cooling at cooling beds, section bars get general and local curvatures, to correct which, leveling at roller leveling machines (RLM) is used. Calculation of leveling parameters of section bars at RLM is based on hypothesis of isotropy and homogeneity of the deformed metal. Besides the calculation is based also on assumptions of a linear distribution of penetration coefficient of plastic deformation along the rolled product thickness at alternating bending, point character of roller and rolled product surface contact, vertical direction of leveling force for all rollers of RLM. Application of those hypothesizes considerably deteriorates the accuracy of technological parameters calculation for rolling and leveling operations. A mathematical model presented for leveling parameters of section bars at RLM calculation. The novelty of the model is an accurate determination of the border between elastic and plastic zone Z0, which is accomplished by an iterative method. The information about exact value of Z0 is necessary for calculation of stress distribution along the piece section, as well as sag and curvature calculation after the leveling. In traditional models the Z0 value is determined approximately and does not meet the today’s requirements. Stress distribution diagrams along the rolled product section at bending under RLM rollers presented for rectangular, square, channel, Z-section profiles of rolled products, as well as for I-beam and rail, necessary for calculation of residual stresses. The comparison was done of P65 rail sag in the plane of maximum rigidity at the six-roller RLM of Kuznetsk steel-works and their value, obtained by the mathematical model application. The discrepancy between actual and calculated data is only 4.5%, which speaks about conformity of the elaborated mathematical model.

Key words:long products, roller leveling machine, parameters of long products leveling, the border between elastic and plastic zone, stresses distribution along the rolled product section, mathematical model of leveling parameters calculation, stresses distribution diagram along rolled product section, calculation of sag and curvature of rolled product.

For citation:Maksimov E.A. Elaboration of a mathematical model of parameters calculation for section bars leveling at a roller leveling machine. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 721- 727. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-721-727


УДК 621.771

 

РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИВОДНЫХ СИСТЕМ (НА ПРИМЕРЕ РОЛИКА РОЛЬГАНГА) С ПРИМЕНЕНИЕМ СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ТОКОВОГО СИГНАЛА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

А. В. КОЖЕВНИКОВ, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой электроэнергетики и электротехники, директор инженерно-технического института, avkozhevnikov@chsu.ru ; Ю. В. ПЛАТОНОВ, заведующий лабораториями кафедры электроэнергетики и электротехники, аспирант  (Череповецкий государственный университет, Россия, Вологодская обл., г. Череповец)

Аннотация. Уменьшение потерь от внеплановых остановов технологического оборудования из-за поломки отдельных узлов агрегатов является актуальной задачей. Существующие методики оценки состояния оборудования, основанные на системах планирования, инструментальной проверке и опыте персонала, не всегда обеспечивают обнаружение зарождения аварийных состояний в отдельных элементах оборудования, что зачастую приводит к аварийным ситуациям и незапланированным ремонтам. Осуществлены исследования применимости статистических методов анализа для раннего обнаружения признаков отказов электромеханического оборудования на примере прогнозирования аварийных состояний роликов рольганга прокатного стана. В качестве исследуемого параметра выбран снимаемый с электродвигателя ролика токовый сигнал, поскольку он практически без инерции реагирует на внешние колебания в механической части устройства. В изменении формы токовой кривой отражаются любые изменения в характере работы оборудования. С этой точки зрения сам электродвигатель можно считать техническим средством диагностики механических колебаний в нагрузке с малым временем отклика. На основе статистического анализа данных о токе электродвигателей при работе роликов рольганга за один месяц, в течение которого произошло 14 заклиниваний роликов, установлено, что для различных роликов процесс нарастания заклинивания имеет схожий характер. Показана возможность прогнозирования развития и идентификации дефекта ролика по типу заклинивания за несколько часов до наступления непосредственно аварийного состояния, исходя из одного параметра — тока нагрузки. На основе выборки статистических данных роликов в разных режимах работы и метки аварийных остановов можно обучить нелинейную машинную модель классификации степени аварийности ролика по извлеченным из формы распределения статистическим характеристикам тока. Разработанные модели в виде программных продуктов и машинных кодов могут быть внедрены в алгоритмы существующих на предприятии систем автоматизации и контроля за технологическим процессом и состоянием оборудования.

Ключевые слова: промежуточный рольганг прокатного стана, заклинивание роликов рольганга, метки аварийных остановов, статистический анализ токового сигнала электродвигателя, прогнозирование аварийных состояний оборудования.

Ссылка для цитирования:Кожевников А.В., Платонов Ю.В. Разработка метода оценки состояния электромеханических приводных систем (на примере ролика рольганга) с применением статистического анализа токового сигнала электродвигателя // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 728-733.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-728-733

 

ELABORATION OF A METHOD OF ELECTROMECHANICAL DRIVE SYSTEMS STATUS ESTIMATION (AT AN EXAMPLE OF A ROLL-TABLE ROLLER) BY APPLICATION STATISTICAL ANALYSIS OF ELECTRIC MOTOR CURRENT SIGNAL

А . V. KOZHEVNIKOV, PhD (Tech.), Prof. Ass., Head of Dpt. “Electrical energy and electrical engineering”, Director of engineering and technical Institute, avkozhevnikov@chsu.ru; YU. V. PLATONOV, Head of Lab., Dpt. “Electrical energy and electrical engineering”, postgraduate (Cherepovets State University, Russia, Vologda rgn., Cherepovets)

Abstract. Loss enhancement because of extraordinary stoppage of technological equipment due to breakage of separate equipment units is an actual task. Existing methodologies of equipment status estimation, based on planning systems, instrumental checks, and personal experience do not ensure always revealing of the incipient of breakdown status in separate elements of the equipment, which often results in breakdown situations and extraordinary repairs. Studies of analysis statistical methods application were accomplished for early revealing indications of electromechanical equipment failure at an example of predicting breakdown status of rollers of rolling mill roll-table. As a parameter under the study, the current signal was chosen, measured at the electric motor of a roller, since it reacts practically without inertia on external oscillations in mechanical part of the facility. The variations of the current curve form reflect any variations of the equipment operation character. From this point of view, the electrical motor itself can be considered as a technical mean of diagnostics of mechanical oscillations in the load with a short response time. Statistical analysis of electric motors current data within one month of roll-table rollers operation, within which 14 jams took place, was carried out. Based on the results of the analysis it was determined, that the process of the jams intensification for various rollers has a similar character. A possibility wa shown to predict the developing and identification of a roller defect by a type of a jam several hours before commencement of the breakdown status, based on one parameter – the load current. Based on sampling of the rollers statistical data in various operation modes and mark of breakdown stops, it is possible to learn the nonlinear machine model for classification of a roller breakdown degree by extracted from the distribution form of statistical current characteristics. The elaborated models in the form of software products and machine codes can be implemented in algorithms of existing at a plant automation systems and technological process and equipment status control systems.

Key words:intermediate roll-table of a rolling mill, roll-table roller jam, mark of breakdown stop, statistical analysis of electric motor current signal, , prediction of breakdown status of equipment.

For citation: Kozhevnikov A.V., Platonov Yu.V. Elaboration of a method of electromechanical drive systems status estimation (at an example of a roll-table roller) by application statistical analysis of electric motor current signal. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 728-733. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-728-733


УДК 62-53

ВНЕДРЕНИЕ ЧАСТОТНОГО ПРИВОДА В МЕХАНИЗМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КРАНА-ПЕРЕГРУЖАТЕЛЯ

Д. В. БЕЛЫХ, ассистент, dasha_bel94@mail.ru; К. В. ЛИЦИН, канд. техн. наук, доцент (Новотроицкий филиал ФГАОУ ВО “Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”, Россия, Оренбургская обл., г. Новотроицк)

Аннотация. Передвижение крана-перегружателя, расположенного на складе угля коксохимического производства АО “Уральская сталь”, осуществляется с использованием восьми асинхронных двигателей с фазным ротором. Для управления скоростью его движения применяется устройство, регулирующее изменение скорости асинхронных двигателей с фазным ротором с помощью вариации сопротивлений в цепи ротора, что не обеспечивает необходимую синхронность их работы. Асинхронность в работе электродвигателей приводит к перекосу в гибкой опоре крана и, соответственно, к увеличению времени выполнения технологических операций, а следовательно, уменьшению объема выполняемой работы. Предложено решение проблемы путем внедрения частотного регулирования электропривода в механизм перемещения крана-перегружателя. Это позволит значительно снизить потери электроэнергии в переходных процессах и обеспечить наилучшие эксплуатационные показатели. Выполнен расчет и выбор необходимых элементов системы частотного регулирования электропривода. Приведена принципиальная электрическая схема подключения электропривода перемещения крана-перегружателя. Разработана система автоматического регулирования электропривода на базе регулирования скорости с косвенной ориентацией по вектору потокосцепления ротора, позволяющая выполнять согласование скорости асинхронных двигателей. Произведен анализ полученных переходных процессов скорости и момента. Подтверждена работоспособность предложенной схемы согласования двигателей на разработанной математической модели. Предложенная система позволяет устранить перекос в гибкой опоре крана, вызванный рывками при движении крана, и уменьшить расход электроэнергии на 4 %. Предложенное решение усовершенствования привода может быть использовано при модернизации мостовых кранов-перегружателей, используемых для выполнения погрузочно-разгрузочных работ и транспортирования грузов при устойчивых грузопотоках на складах металлургических заводов, в портах, на теплоэлектростанциях и т. д.

Ключевые слова:кран-перегружатель, электропривод механизма передвижения крана, перекос в гибкой опоре крана, асинхронный двигатель с фазным ротором, частотное регулирование электропривода.

Ссылка для цитирования: Белых Д.В., Лицин К.В. Внедрение частотного привода в механизм перемещения крана-перегружателя// Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2020. Т. 76. № 7. С. 733-739.

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-733-739

 

IMPLEMENTATION OF FREQUENCY DRIVE INTO THE MECHANISM OF TRANSSHIPPING CRANE TRAVELING

D. V. BELYKH, assistant, dasha_bel94@mail.ru ; K. V. LITSIN, PhD (Tech.), Prof. Ass. (Novotroitsk branch of FGAOU VO “National Research Technological University “MISiS”, Russia, Orenburg rgn., Novotroitsk)

Abstract. Travelling of transshipping crane, located at the coal warehouse of the coke and chemical production of Ural Steel JSC, is carried out using eight asynchronous motors with a phase rotor. To control the speed of its travelling, a device is used that regulates the speed variation of the asynchronous motors with a phase rotor by varying the resistances in the rotor circuit, which does not provide the necessary synchronization of their operation. Asynchrony in the operation of electric motors leads to a skew in the flexible support of the crane and, consequently, to an increase of the time of technological operations fulfilment. This means reduction of the amount of work performed. A solution to the problem is proposed by implement an electric drive frequency control into the mechanism of the transshipping crane travelling. This will significantly reduce the loss of electrical energy during transients and ensure the best performance indices. Calculation and selection of the necessary elements of the frequency control system of the electric drive were carried out. A schematic electrical diagram of the connection of an electric drive for travelling the transshipping crane is given. A system has been developed for automatic control of an electric drive. The system is based on speed regulation with an indirect orientation of the rotor flow grip vector, which allows matching the speed of asynchronous motors. The analysis of the obtained transient processes of speed and moment is made. The efficiency of the proposed engine matching scheme is confirmed by the elaborated mathematical model. The proposed system allows eliminating the skew in the flexible support of the crane caused by jerks during the travelling of the crane and reducing energy consumption by 4%. The proposed solution the drive perfection can be used at modernization of bridge transshipping cranes, used at loading and unloading operations and at transportation of goods with stable cargo flows in the warehouses of metallurgical plants, ports, thermal power plants, etc.

Keywords: transshipping crane, electric drive of crane travelling mechanism, skew in the flexible support of the crane, asynchronous motor with a phase rotor, frequency regulation of the electric drive.

For citation:Belykh D.V., Litsin K.V. Implementation of frequency drive into the mechanism of transshipping crane travelling. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2020, vol. 76, no. 7, pp. 734-739. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2020-7-734-739

   


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" " № 8/2020

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

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

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"