24 May. 2021 (Monday 12:25)

АННОТАЦИИ К СТАТЬЯМ, ОПУБЛИКОВАННЫМ В БЮЛЛЕТЕНЕ "ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ" 2021 № 5

УДК 669.1

СТОЛЕТНИЙ ЮБИЛЕЙ ДОНЕЦКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА (ДонНТУ)

А. Я.АНОПРИЕНКО, канд. техн. наук, ректор (Донецкий национальный технический университет, г. Донецк)

Аннотация. В мае 2021 г. Донецкому национальному техническому университету (ДонНТУ) исполнилось 100 лет. Приведены факты истории его основания, становления и развития. Показана роль ДонНТУв подготовке высококвалифицированных профессионаловне только для Донбасса, но и для всего Советского Союза, России и почти 100 стран мира, а также в развитии науки в регионе. Отмечено, что в настоящее время ДонНТУ является центром подготовки высококвалифицированных профессионалов не только в традиционных для индустриального Донбасса отраслях (горное дело, металлургия, машиностроение, химия и др.), но и во всех направлениях информационно-компьютерных технологий, чрезвычайно важных для становления цифровой экономики.

Ключевые слова: столетний юбилей,Донецкий национальный технический университет, подготовка высококвалифицированных специалистов.

Ссылка для цитирования: Аноприенко А.Я. Столетний юбилей Донецкого национального технического университета (ДонНТУ) // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 5. С. 511-517.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-511-517

 

CENTENARYJUBILEEOFDONETSKNATIONALTECHNICALUNIVERSITY(DonNTU)

А. YA. ANOPRIENKO, PhD (Tech.), Сhancellor (Donetsk National Technical University, Donetsk)

Abstract. In May of 2021 Donetsk National Technical University celebrates 100-years anniversary. Facts of its history of foundation, formation and development presented. The role of DonNTU in training of highly qualified professionals not only for Donbass, but for the whole Soviet Union, Russia and for near 100 world countries, as well as in development of science in the region shown. It was noted that at present DonNTU is a center of training of highly qualified professionals not only in traditional for industrial Donbass industries (mining, metallurgy, machine building, chemistry and others), but also in all the directions of information-computer technologies, extremely important for formation of digital economics.

Key words:centenary jubilee, Donetsk National Technical University, training of highly qualified specialists.

For citation:Anoprienko A.Ya. Centenary jubilee of Donetsk National Technical University (DonNTU). Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 511-517 (In Russ.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-511-517


УДК 622.014.1:622.684

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ДЛЯ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ

А. Г. ЖУРАВЛЕВ, канд. техн. наук, заведующий лабораторией транспортных систем карьеров и геотехники, juravlev@igduran.ru; И. А. ГЛЕБОВ, младший научный сотрудник лаборатории транспортных систем карьеров и геотехники; А. В. СЕМЕНКИН, младший научный сотрудник лаборатории транспортных систем карьеров и геотехники; М. А. ЧЕНДЫРЕВ, младший научный сотрудник лаборатории транспортных систем карьеров и геотехники (Институт горного дела Уральского отделения РАН, Россия, г. Екатеринбург)

Аннотация. Одной из значимых проблем современной добычи твердых полезных ископаемых является разработка месторождений на больших глубинах открытым способом. Приведены классификация карьеров в зависимости от их размеров и глубины, характерные для них транспортные схемы. Отмечено, что чем больше глубина карьера, тем выше себестоимость добычи главным образом за счет затрат на внутрикарьерную транспортировку. Отмечено, что с увеличением глубины карьеров применение классических схем транспортировки руды ведет к разносу бортов и связанным с этим дополнительным затратам. Показано, что решением проблемы могут быть специальные конфигурации транспортных систем с их трансформацией на всем жизненном цикле горнотехнической системы. Перспективно использование в глубоких карьерах схемы вскрытия с применением различного рода подъемников, обеспечивающих минимизацию грузонапряженности автотранспортных берм и, соответственно, минимизацию их количества и ширины на конечных бортах карьера. Рассмотрены варианты вскрытия крутонаклонными и законтурными тоннельными съездами, применения специальных наращиваемых крутонаклонных конвейерных систем, наклонных канатных подъемных установок, электромобилей. Учитывая необходимость исключения значительного разноса бортов под размещение конвейерных полутраншей, предпочтительно применение крутонаклонных конвейеров и полустационарных дробильно-перегрузочных установок, которые могут в разумные сроки переноситься на новое место при наращивании конвейера с отработкой целиков под прежним местом размещения дробильно-перегрузочных установок. К недостаткам конвейерного транспорта относится необходимость дробления руды, сооружения дробильно-перегрузочного пункта и мощных отвалообразователей и/или складских комплексов. Для устранения этих недостатков могут применяться автомобильные канатные наклонные карьерные подъемные установки, размещаемые на борту карьера. Перспективным направлением в применении автомобильных подъемников является внедрение роботизированных самосвалов, в этом случае они будут подниматься без водителей с максимальной скоростью.

Ключевые слова:глубокий карьер, карьерный транспорт, крутонаклонный конвейер, скиповый подъемник, тоннельное вскрытие, трансформация схемы вскрытия карьера.

Ссылка для цитирования: Журавлев А.Г., Глебов И.А., Семенкин А.В., Чендырев М.А. Перспективные технологии транспортирования для глубоких карьеров // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 5. С. 518-528.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-518-528

 

PERSPECTIVETRANSPORTINGTECHNOLOGIESFORDEEPOPENPITS

А. G. ZHURAVLEV, PhD (Tech.), Head of lab. “Transport systems of open pits andgeotechnics”, juravlev@igduran.ru; I. A. GLEBOV, Jun. researcher, lab. “Transport systems of open pits and geotechnics”; A. V. SEMENKIN, Jun. researcher, lab. “Transport systems of open pits and geotechnics”; M. A. CHENDYREV, Jun. researcher, lab. “Transport systems of open pits and geotechnics” (Institute of Mining, Ural branch of Russia Academy of Science, Russia, Ekaterinburg)

Abstract.Development of hard minerals deposits at deep depths by open method is one of significant problems of their modern mining. Classification of open pits depending on their sizes and depths and typical for them transporting schemes presented. It was noted that the deeper an open pit depth, the higher the mining cost, mainly due to the cost of the inter-pit transporting. It was noted that while increasing open pit depth, application of classic transporting schemes results in expanding of pit edges and related additional costs. It was shown that special configuration of transporting schemes with their transformation at the whole operation cycle of mine technical system can be a solution of the problem. Development of a deposit in deep pits with application of various hoisters is a perspective approach. Such hoisters can ensure minimization of motor transport berms freight density and therefore minimization of their number and width at the final pit edges. Variants of deposits development with steeply inclined and edge tunnel ramps was considered, as well as application of special lengthening steeply inclined conveyer systems, inclined cable hoisting facilities, electric vehicles. Taking into consideration a necessity to eliminate considerable pit edges expansion for conveyer semitrenches, application of steeply inclined conveyers and semi-movable crushing-transloading points is more preferable. Such points can be moved within an acceptable time to a new place at conveyer lengthening and mining of cranch at the previous location of the crushing-transloading points. The conveyer transport has drawbacks of necessity to crush the ore, to construct crushing-transloading point and to have powerful spreaders and/or storage facilities. To eliminate the drawbacks, motor cable inclined hoisting facilities can be used, located at a pit edge. Application of robotic dump-trucks is a perspective way in motor hoisters usage, for they will operate without drivers with maximum speed.

Key words:deep open pit, pit transport, steeply inclined conveyer, skip hoist, tunnel development, transformation of open pit stripping scheme.

For citation:Zhuravlev A.G., Glebov I.A., Semenkin A.V., Chendyrev M.A. Perspective transporting technologies for deep open pits. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 518-528. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-518-528


УДК 669.16

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВОВ ОКСИДНОЙ ФАЗЫ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КОНЦЕНТРАТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ БАПЫ УГЛЯМИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КАРАЖЫРА

И. А. РЫБЕНКО1, д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой прикладных информационных технологий и программирования; О. И. НОХРИНА1, д-р техн. наук, профессор; И. Д. РОЖИХИНА1, д-р техн. наук, профессор кафедры металлургии черных металлов; И. Е. ХОДОСОВ2, канд. техн. наук, инженер; В. М. СТРАХОВ3, канд. техн. наук, заведующий коксовой лабораторией; М. А. ГОЛОДОВА1, канд. техн. наук, доцент кафедры архитектуры, golodova_ma@mail.ru( 1 Сибирский государственный индустриальный университет, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк; 2 Компания “Север Минералс”, Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк; 3 Кузнецкий центр Восточного научно-исследовательского углехимического института (ВУХИН), Россия, Кемеровская обл., г. Новокузнецк)

Аннотация. Для осуществления процессов прямого получения железа перспективным является использование в качестве восстановителей углей. Для твердофазного восстановления железа из железорудного концентрата месторождения Бапы Республики Казахстан предполагается использование углей месторождения Каражыра. Приведен химический состав железорудного концентрата месторождения Бапы. Сиспользованием методов и средств термодинамического моделирования осуществлен анализ состава оксидной фазы. В результате термодинамических исследований выявлено, что при восстановлении концентрата заданного состава в оксидной фазе присутствуют оксиды железа и алюминия, силикаты магния, кальция, бария и щелочных металлов, сульфиды, соединения фосфора. Установлена зависимость параметров оксидной фазыот температуры и расхода угля. Показано, что количество оксида алюминия, соединений титана и бария и силикатов кальция и магния практически не меняется на всем температурном интервале. Количество соединений, содержащих фосфор, калий, натрий, уменьшается с ростом температуры в связи с переходом элементов в газовую фазу. Количество сульфидов снижается с увеличением температуры вплоть до полного исчезновения в конденсированной фазе. Количество оксидов железа при температуре выше 873 К зависит только от расхода восстановителя. Количество оксидной фазы при температуре ниже 853 К максимально, затем при повышении температуры с развитием восстановительных процессов масса оксидов начинает снижаться и при температуре 1013 К после завершения процесса восстановления достигает своего минимального значения, которое потом не меняется вплоть до температуры 1773 К. Проведенные исследования позволят оценить свойства шлаков при разработке ресурсосберегающих технологий прямого восстановления железа и могут быть использованы при прогнозировании и оценке процессов металлизации и последующего переплава материалов, полученных при использовании железорудного концентрата месторождения Бапы и угля месторождения Каражыра.

Ключевые слова:твердофазное восстановление железа, железорудный концентрат месторождения Бапы, угольное месторождение Каражыра, термодинамическое моделирование, программный продукт “Терра”, анализсостава оксидной фазы.

Ссылка для цитирования: Рыбенко И.А., Нохрина О.И., Рожихина И.Д., Ходосов И.Е., Страхов В.М., Голодова М.А. Термодинамическое исследование составов оксидной фазы при восстановлении железорудного концентрата месторождения Бапы углями месторождения Каражыра // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 5. С. 529-539.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-529-539

 

THERMODYNAMIC STUDY OF OXIDE PHASE COMPOSITIONS AT REDUCING IRON ORE CONCENTRATE OF BAPY DEPOSIT BY COALS OF KARAZHYRA DEPOSIT

I. A. RYBENKO1, HD (Tech.),Prof. Ass., Head of Dpt. “Applied information technologies and programming”; O. I. NOKHRINA1, HD (Tech.), Prof.; I. D. ROZHIKHINA1, HD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy of ferrous metals”; I. E. KHODOSOV2, PhD (Tech.), engineer; V. M. STRAKHOV3, PhD (Tech.), Head of coke lab.; M. A. GOLODOVA1, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. of architecture, golodova_ma@mail.ru ( 1 Siberian State Industrial University, Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk; 2 Company “Sever Minerals”, Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk; 3Кuznetsk Center of Eastern R&D coal-chemical institute (VUKHIN), Russia, Kemerovo rgn., Novokuznetsk)

Abstract.Application of coals as reducing agents in the direct iron reducing process is a perspective way. For solid-phase iron reducing from iron ore concentrate of Bapy deposit, Republic of Kazakhstan, application of coals of Karazhyra deposit was proposed. Chemical composition of iron ore concentrate of Bapy deposit is presented. By application of methods and means of thermodynamic simulation, analysis of oxide phase composition was carried out. As a result of thermodynamic studies, it was revealed that at reducing of concentrate of specified composition, iron and aluminum oxides, magnesium, calcium, barium, and alkaline metals silicates, sulfides and phosphor compounds are presented in the oxide phase. A dependence of oxide phase parameters on temperature and coal rate was established. It was shown that a number of aluminum oxide, titanium and barium compounds and calcium and magnesium silicates is not practically varying within the whole temperature interval. The number of compounds, containing phosphor, potassium, natrium is decreasing while temperature is increasing due to elements transferring in gas phase. The number of sulfides is decreasing with temperature increase till the whole disappearance in the condensed phase. The number of iron oxides at the temperature higher 872K depends only on reducing agent rate. The number of oxide phase at the temperature lower 853K is maximum, then begins to decrease while the temperature is increasing, the reducing processes are developing and at the temperature of 1013K after completion of reducing process it reaches its maximum value which is not changing then up to temperature 1773K. The studies carried out enable to evaluate slag properties at elaboration of resource-saving technologies of iron direct reducing and can be used at forecasting and evaluation of metallization processes and the further re-melting of materials obtained from Bapy deposit iron ore concentrate of and Karazhyra deposit coals.

Keywords: solid-phase iron reducing,iron ore concentrate of Bapy deposit,Karazhyra deposit of coals, thermodynamic simulation,program complex “Terra”, analysis of oxide phase composition.

For citation:Rybenko I.A., Nokhrina O.I., Rozhikhina I.D., Khodosov I.E., Strakhov V.M., Golodova M.A.Thermodynamic study of oxide phase compositions at reducing iron ore concentrate of Bapy deposit by coals of Karazhyra deposit.Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 529-539. (InRuss.).

Doi: 10.32339/0135-5910-2021-5-529-539


УДК 669.14

РАЗРАБОТКА НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ И МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КАТАПУЛЬТЫ ДЛЯ КОВШОВОГО ЗАТВОРА

С. П. ЕРОНЬКО, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой “Механическое оборудование заводов черной металлургии”, ersp@meta.ua; Б. И. СТАРОДУБЦЕВ, канд. техн. наук, доцент кафедры “Механическое оборудование заводов черной металлургии”; Е. А. ПОНАМАРЕВА, аспирант кафедры “Механическое оборудование заводов черной металлургии”; Е. С. ЦЫХМИСТРО, инженер кафедры “Основы проектирования машин” (Донецкий национальный технический университет, г. Донецк)

Аннотация. В ряде случаев не удается обеспечить начало разливки стали на МНЛЗ в штатном режиме вследствие образования над входным отверстием канала ковшового стакана корочки, способной выдержать силу тяжести столба металла высотой от 3 до 5 м. Рассмотрены конструктивные особенности устройств, разработанных зарубежными фирмами для начала технологического слива металла из ковша без необходимости применения кислорода, установлены их недостатки. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований прочностных показателей затвердевшего слоя и его минимальной толщины, при которой потребуется внешнее воздействие на перемычку для обеспечения беспрепятственного истечения жидкого металла из разливочных ковшей различной вместимости. Полученные расчетные и экспериментальные данные использованы для обоснования конструктивных параметров силовых элементов новых катапульт. Показано, что предложенные катапульты позволяют по сравнению с известными зарубежными аналогами заметно снизить стоимость изготовления и сократить эксплуатационные затраты за счет обеспечения многократного применения большинства составных деталей благодаря их вынесению за пределы сталевыпускного канала ковшового затвора. Для практического использования рекомендованы два варианта исполнения силового блока катапульты, которые учитывают конкретные условия эксплуатации шиберных затворов.

Ключевые слова: сталеразливочный ковш,шиберный затвор, сталевыпускной канал, стартовая смесь, твердая корка, катапульта, пружинный элемент.

Ссылка для цитирования: Еронько С.П., Стародубцев Б.И., Понамарева Е.А., Цыхмистро Е.С. Разработка новой конструкции и модельные исследования функционирования катапульты для ковшового затвора // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 5. С. 540-546.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-540-546

 

DEVELOPMENT OF A NEW DESIGN AND MODEL STUDY OF FUNCTIONING OF CATAPULT FOR LADLE SLIDING GATE

S. P. ERON’KO, HD (Tech.), Head of Dpt. “Mechanical equipment of steel-works”, ersp@meta.ua; B. I. STARODUBTSEV, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Mechanical equipment of steel-works”, Е. А. PONAMAREVA, postgraduate, Dpt. “Mechanical equipment of steel-works”;  Е. S. TSYKHMISTRO, engineer, Dpt. “Fundamentals of machine designing” (Donetsk National Technical University, Donetsk)

Abstract. Sometimes commencement of steel casting at CCM can’t be ensured in a regular mode because of formation of a crust above the nuzzle inlet. The crust can withstand the 3–5 m metal column weight. Design features of facilities, developed by foreign firms for the commencement of technological metal pouring from a ladle without application of oxygen considered, their drawbacks noted. Results of theoretical and experimental studies of strength indices of the solidified layer presented. The layer minimal thickness was also defined, which requires external action on it to ensure free pouring of liquid metal from steel ladles of various volumes. Obtained calculation and experiment data were used to justify design parameters of new catapult power elements. It was shown that the proposed catapults enable considerably decrease manufacturing costs comparing with the known foreign analogs. Besides, operation costs can be also decreased due to multiple application of most of components, thanks to their location outside the outlet channel of ladle sliding gate. For practical utilization two variants of the catapult power block design were recommended, which account particular conditions of sliding gate operation.

Key words: steel ladle, sliding gate, outlet steel channel, starting mixture, hard crust, catapult, spring element.

For citation: Eron’ko S.P., Starodubtsev B.I., Ponamareva E.A., Tsykhmistro E.S. Development of a new design and model study of functioning of catapult for ladle sliding gate. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 540-546. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-540-546


УДК 669.1

90 ЛЕТ СЛУЖЕНИЯ ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ И НАУКЕ

С. П. ЕРОНЬКО, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой “Механическое оборудование заводов черной металлургии” им. профессора В.Я. Седуша, ersp@meta.ua(Донецкий национальный технический университет, г. Донецк)

Аннотация. В мае 2021 г. исполнилось 90 лет кафедре “Механическое оборудование заводов черной металлургии” им. профессора В.Я. Седуша Донецкого национального технического университета. Приведена информация об этапах становления кафедры, вкладе ее коллектива в развитие металлургической отрасли, включая вопросы подготовки для нее высококвалифицированных специалистов, разработки технических решений по совершенствованию существующего и созданию нового технологического оборудования. Освещены передовые методы обучения студентов по бакалаврской и магистерской программам направления подготовки “Технологические машины и оборудование”. Показаны научные и технические достижения в таких областях, как расчет и проектирование новых образцов металлургических машин и агрегатов; монтаж, ремонт, техническое обслуживание и диагностика оборудования доменных сталеплавильных и прокатных цехов; менеджмент ремонтного производства предприятий. Достигнутые за последние 50 лет успехи преподавателей и сотрудников кафедры нашли свое отражение в изданных ими 7 монографиях, 3 учебниках, 10 учебных пособиях, в 1550 опубликованных научных статьях и 180 изобретениях.

Ключевые слова: Донецкий национальный технический университет, 90 лет кафедре “Механическое оборудование заводов черной металлургии”.

Ссылка для цитирования: Еронько С.П. 90 лет служения высшей школе и науке // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 5. С. 547-551.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-547-551

 

90 YEARS OF SERVICE TO HIGH SCHOOL AND SCIENCE

S. P. ERON’KO, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. “Mechanical equipment of steel-works” after Prof. V.Ya. Sedush, ersp@meta.ua (Donetsk National Technical University, Donetsk)

Abstract.In May of 2021, the Department “Mechanical equipment of steel-works” after professor V.Ya. Sedush of the Donetsk National Technical University is celebrating its 90th anniversary. Information on the department formation stages presented, including its collective input into development of the metallurgical industry, preparation for it high qualified specialists, elaboration of technical solutions on perfection of existing and creation of new technological equipment. Advanced methods of students training by bachelor’s and master’s programs of “Technological machines and equipment” direction highlighted. Scientific and technical achievements shown in such arears as calculation and designing of new samples of metallurgical machines and aggregators; assembling, repair, technical maintenance and diagnostics of equipment of blast furnace, steelmaking and rolling shops; management of repair work of plants. The successes of the lecturers and assistances of the department during the last 50 years were reflected in the 7 monographies, 3 textbooks, 10 school books, in 1550 scientific articles published by them and 180 inventions.

Key words:Donetsk National Technical University, department “Mechanical equipment of steel-works” is 90 years old.

For citation:Eron’ko S.P. 90 years of service to high school and science. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 547-551. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-551


УДК 669.15’786-194.56:669.065.5

РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ В СТАЛЯХ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

П. В. ШИЛЯЕВ1, канд. техн. наук, генеральный директор;С. В. ДЕНИСОВ1, д-р техн. наук, главный специалист группы по развитию Научно-технического центра; П. А. СТЕКАНОВ1, ведущий специалист по исследованиям горячего проката группы по прокатному производству Научно-технического центра; В. Л. КОРНИЛОВ2, канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой технологий металлургических предприятий направления по планированию и методическому обеспечению; Ф. В. КАПЦАН3, заместитель генерального директора по информационным технологиям; В. Н. УРЦЕВ3, генеральный директор; А. В. ШМАКОВ3, канд. техн. наук, начальник технологического отдела; Д. М. ХАБИБУЛИН3, канд. техн. наук, советник генерального директора по интеллектуальной собственности, dimh@inbox.ru;Ю. Н. ГОРНОСТЫРЕВ4, д-р физ.-мат. наук,  главный научный сотрудник лаборатории цветных сплавов; В. М. СЧАСТЛИВЦЕВ4, д-р техн. наук, академик РАН, профессор, главный научный сотрудник; О. В. СЫЧ5, канд. техн. наук, начальник сектора;С. И. ПЛАТОВ6, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой “Машины и технологии обработки давлением и машиностроения” Института металлургии, машиностроения и материалообработки ( 1 ПАО “Магнитогорский металлургический комбинат”, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск;2 АНО ДПО “Корпоративный центр подготовки кадров “Персонал”, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск;3 ООО “Исследовательско-технологический центр “Аусферр”, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск;4 ФГБУН “Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения РАН”, Россия, г. Екатеринбург; 5 НИЦ “Курчатовский институт” ? ЦНИИ КМ “Прометей”, Россия, г. Санкт-Петербург; 6 ФГБОУ ВО “Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова”, Россия, Челябинская обл., г. Магнитогорск)

Аннотация. Целенаправленное управление структурным состоянием стали на каждом этапе технологической цепочки производства стальной металлопродукции необходимо для разработки эффективных металлургических технологий. Целью комплекса экспериментальных и теоретических исследований явилось развитие научных представлений об особенностях структурообразования различных марок стали. Рассмотрены современные представления о фазовых и структурных превращениях в сталях с различным содержанием углерода и легирующих элементов. Для углеродистых и легированных сталей представлены обобщенные результаты исследования структуры перлита, образующегося при различных температурах; морфологии, кристаллографии и дефектов кристаллического строения цементита, процессов его дробления, коагуляции и сфероидизации; кристаллографии продуктов распада аустенита; эволюции структуры при холодной и горячей пластической деформации; процессов перераспределения углерода накануне и во время протекания диффузионно-контролируемого распада аустенита. Для низкоуглеродистых низко- и экономнолегированных хладостойких свариваемых сталей приведены обобщенные результаты исследования процессов структурообразования, взаимосвязей легирования, температурно-деформационных режимов прокатки, параметров закалки и высокотемпературного отпуска со структурой, механическими свойствами и характеристиками работоспособности листового проката. Разработанные комплексные научно-технические решения на основании данных исследований позволили освоить и оцифровать в ПАО “Магнитогорский металлургический комбинат” технологии производства стального проката нового поколения (СПНП) для судостроения, нефтегазового комплекса, автомобилестроительной, метизной и строительной отраслей промышленности. Новые системы легирования сталей различного назначения, способы производства СПНП и автоматизированного управления технологическими процессами, защищенные 27 патентами РФ, широко используются в производственной деятельности ПАО “Магнитогорский металлургический комбинат”.

Ключевые слова:автоматизированное управление технологическими процессами, фазовые и структурные превращения в сталях,результаты исследования структуры перлита, системы легирования сталей,цифровизация технологий производства стального проката, импортозамещение металлопродукции.

Ссылка для цитирования: Шиляев П.В., Денисов С.В., Стеканов П.А., Корнилов В.Л., Капцан Ф.В., Урцев В.Н., Шмаков А.В., Хабибулин Д.М., Горностырев Ю.Н., Счастливцев В.М., Сыч О.В., Платов С.И. Развитие научных представлений о фазовых и структурных превращениях в сталях различного назначения // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 5. С. 552-563.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-552-563

 

DEVELOPMENT OF SCIENTIFIC IDEAS ON PHASE AND STRUCTURAL TRANSFORMATIONS IN STEELS FOR DIFFERENT APPLICATION

P. V. SHILYAEV1, PhD (Tech.), General director; S. V. DENISOV1, HD (Tech.), Principal specialist on hot rolling studies, rolling production of Scientific-technical center; P. A. STEKANOV1, leading specialist on hot rolling studies, rolling production of Scientific-technical center; V. L. KORNILOV2, PhD (Tech.), Prof. Аss., Head of Dpt. “Technologies of metallurgical plants, planning and methodological support”; F. V. KAPTSAN3, Deputy General director on information technologies; V. N. URTSEV3, General director; A. V. SHMAKOV3, PhD (Tech.), Head of technological dpt.; D. M. KHABIBULIN3, PhD (Tech.), adviser of General director intellectual property, dimh@inbox.ru; YU. N. GORNOSTYREV4, HD (Phys.-Math.), Principal researcher, lab. of non-ferrous metals; V. M. SCHASTLIVTSEV4, HD (Tech.), Academician of RAS, Prof., Principal researcher; O. V. SYCH5, PhD (Tech.), Head of sector; S. I. PLATOV6, HD (Tech.), Prof., Head of Dpt. “Machines and technologies of processing by pressure and machine-building”, Institute of metallurg, machine-building and materials processing ( 1 PJSC “Magnitogorsk steel-works”, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk; 2 АNОDPO “Corporative center of stuff training “Personal”, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk; 3 OJSC “Research and technological center “Ausferr”, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk; 4 FGBUN “Institute of metals physics after M.N. Mikheev, Ural division of Russian academy of sciences”, Russia, Ekaterinburg; 5 NIZ “Kurchatovsky Institute” – CNII KM “Prometei”, Russia, Sankt-Petersburg; 6FGBOU VO “Magnitogorsk State Technical University after G.I. Nosov, Russia, Chelyabinsk rgn., Magnitogorsk)

Abstract.Purposeful control of structural state of steel at every stage of technological chain of steel goods production is necessary for elaboration of effective metallurgical technologies. The purpose of the complex of research and theoretical studies was development of ideas on peculiarities of structure formation of various steel grades. Current conceptions about phase and structural transformations in steels with different contents of carbon and alloying elements considered. For carbon and alloyed steels, the results of the study of the structure of perlite formed at different temperatures summarized; morphology, crystallography and defects of crystalline structure of cementite, processes of its fragmentation, coagulation and spheroidization; crystallography of austenite degradation products; evolution of the structure during cold and hot plastic deformation; carbon redistribution processes prior to and during diffusion-controlled austenite decay presented. For low-carbon low-and sparingly alloyed cold-resistant weldable steels generalized results of investigation of structure-formation processes, alloying relationships, temperature-deformation rolling conditions, parameters of quenching and high-temperature tempering with structure, mechanical properties and performance characteristics of steel plates presented. The elaborated complex of scientific and technical solutions based on the studies enabled to master and digitize production technologies at PJSC “Magnitogorsk steel-works” of new generation steel rolled products intended for ship-building, oil and gas industries, automobile, hardware and construction industries. The new systems of alloying steels of various application, methods of the new generation steels production and automated control of technological processes protected by 27 patents of RF, are widely used in the production activity of PJSC “Magnitogorsk steel-works”

Key words: automated control of technological processes, phase and structure transformations in steels, results of study of pearlite structure, systems of steels alloying, digitalization of technologies of production of steel rolled products, import substitution of metal products.

For citation:Shilyaev P.V., Denisov S.V., Stekanov P.A., Kornilov V.L., Kaptsan F.V., Urtsev V.N., Shmakov A.V., Khabibulin D.M., Gornostyrev Yu.N., Schastlivtsev V.M., Sych O.V., Platov S.I. Development of scientific ideas on phase and structural transformations in steels for different application. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 552-563. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-552-563


УДК 662.9

МЕТОДИКИ ДЛЯ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА И ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ГОРЕЛОК

А. Б. БИРЮКОВ, д-р техн. наук, birukov.ttf@gmail.com (Донецкий национальный технический университет, г. Донецк)

Аннотация.Снижение энергоемкости продукции является актуальной задачей для всех отраслей промышленности, включая металлургию. Одним из лучших решений для повышения энергетической эффективности нагревательных устройств является использование рекуперативных и регенеративных горелок, обеспечивающих высокую температуру подогрева воздуха, не достижимую при применении отопительных систем на базе центрального рекуператора. Показано, что на постсоветском пространстве осуществляются исследования по совершенствованию регенеративных горелок и моделированию их тепловой работы. Однако в настоящее время общепризнанные методики расчета и проектирования такого оборудования отсутствуют.Представлены результаты исследований, реализованных в трех методиках, предназначенных для выполнения теплового расчета и выбора рациональных параметров эксплуатации регенеративных горелок, определения коэффициента использования топлива для печной системы на базе регенеративных горелок и оценки конкурентоспособности решений при создании новых или реконструкции существующих печей по сравнению с использованием современных центральных рекуператоров. Отмечена сравнительная простота используемого в методиках математического аппарата, соответствие использованных расчетных выражений физической сущности протекающих процессов и возможность задавать в ходе расчетов значения ряда важных характеристик, выполнение которых будет обеспечено за счет определения значений основных конструктивных параметров насадки. Предложена схема совместного использования разработанных методик.

Ключевые слова:пламенная печь, регенеративная горелка, коэффициент использования топлива, энергетическая эффективность, технико-экономическая эффективность, срок окупаемости.

Ссылка для цитирования: Бирюков А.Б. Методики для теплового расчета и выбора рациональных параметров эксплуатации регенеративных горелок // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 5. С. 564-571.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-564-571

 

METHODOLOGIES OF HEAT CALCULATION AND SELECTION OF RATIONAL PARAMETERS OF REGENERATIVE BURNERS OPERATION

A. B. BIRYUKOV, HD (Tech.), birukov.ttf@gmail.com (Donetsk National Technical University, Donetsk)

Abstract.Decrease of energy intensity of products is an actual task for all the industries, including steel industry. One of the best solutions to increase energy efficiency of heating facilities is application of recuperative and regenerative burners, which ensure high temperature of air heating. Such high temperatures cannot be achieved at application of heating systems based on central recuperator. It was shown that many countries accomplish studies to perfect recuperative burners and simulation of their thermal operation. However at present there are no universally recognized methodologies of calculation and designing of such equipment. Results of studies presented, which were implemented in three methodologies intended for heat calculation and selection of rational parameters of regenerative burners operation. The methodologies enable also to determine a fuel utilization coefficient for a furnace system based on regenerative burners, to estimate competitiveness of solutions at creation new and modernization existing furnaces comparing with utilization of modern central recuperators. Comparative simplicity of the mathematical apparatus used in the methodologies highlighted, as well as correspondence of the used calculated expressions to the physical nature of the processes taking place. Besides, the methodologies enable during calculation to set the values of important characteristics, which can be reached based on determination of values of basic structure parameters of lining. A scheme of joint application of the elaborated methodologies proposed.

Key words:flame furnace, regenerative burner, fuel utilization coefficient, energy efficiency, technical and economic efficiency, pay-back period.

For citation: Biryukov A.B. Methodologies of heat calculation and selection of rational parameters of regenerative burners operation. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 564-571. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-564-571


УДК 669.1 + 66.04

ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ ИЗ ФЕРРИТО-ПЕРЛИТНОЙ СТАЛИ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ УГЛЕКИСЛОТНЫХ СРЕД

Н. Т. ТИХОНЦЕВА1, канд. техн. наук, начальник технического управления; И. П. САВЧЕНКО1, начальник центральной заводской лаборатории; С. М. БИТЮКОВ2, канд. техн. наук, заведующий лаборатории металлургических технологий; О. В. ВАРНАК2, канд. техн. наук, заведующий лабораторией металловедения и термической обработки; О. А. СОФРЫГИНА1, 3, канд. техн. наук, ведущий инженер, старший преподаватель ( 1 АО “Синарский трубный завод”, Россия, Свердловская обл., г. Каменск-Уральский; 2 АО “Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности” (“РусНИТИ”), Россия, г. Челябинск; 3 Политехнический институт (филиал) Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Свердловская обл., г. Каменск-Уральский)

Аннотация. Для обеспечения требуемого комплекса прочностных свойств стали широко применяется термическая обработка труб в виде закалки на мартенсит и последующего отпуска. Считается, что микроструктура металла, формирующаяся при этом, мало влияет на коррозионную стойкость стали в углекислотных средах. Проведены исследования влияния микроструктуры стали на скорость углекислотной коррозии низколегированной конструкционной стали, применяемой в производстве труб нефтяного сортамента. Объектом исследования послужили бесшовные насосно-компрессорные трубы (НКТ), изготовленные из среднеуглеродистой низколегированной стали нескольких марок с содержанием хрома около 1 % (мас.) с применением двух способов термической обработки: закалка с отпуском или нормализация с отпуском. Коррозионные испытания исследуемых сталей проводили в лабораторных условиях АО “РусНИТИ” с применением автоклавной установки, имитирующей эксплуатационные параметры рабочей среды при нефтедобыче. Скорость общей коррозии металла определяли по потере массы образцов за время испытания (от 360 до 720 ч) гравиметрическим методом. По результатам лабораторных испытаний сталь 35ХГФА рекомендована к промышленному производству НКТ групп прочности K72, N80 по ГОСТ 31446 с проведением нормализации с отпуском. Установлено, что трубы из стали 35ХГФА с феррито-перлитной микроструктурой обладают более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с серийными трубами, получаемыми закалкой с отпуском, в минерализованных водных средах при парциальном давлении диоксида углерода до 0,20 атм. Выполнен комплекс промысловых испытаний НКТ из экспериментальной стали 35ХГФА на нефтяном месторождении. Результат работы НКТ размером 88,9×6,45 мм из стали 35ХГФА группы прочности К72 (после нормализации с отпуском) в течение 550 сут в условиях высокоминерализованной водной фазы при парциальном давлении СО2 до 0,27 атм признан положительным. После промежуточного осмотра (550 сут) колонна НКТ собрана и находится по настоящее время в эксплуатации, текущая наработка составляет более 1000 сут. По результатам выполненного комплекса сравнительных испытаний в коррозионной лаборатории и в промысловых условиях нефтедобычи установлено, что применение экспериментальной стали 35ХГФА, содержащей 1 % Cr, с применением технологии нормализации с отпуском повысило эксплуатационную надежность НКТ.

Ключевые слова:среднеуглеродистая низколегированная сталь, насосно-компрессорная труба, термическая обработка труб, нормализация с отпуском, микроструктура стали, коррозионная стойкость стали в углекислотных средах, эксплуатационная надежность насосно-компрессорных труб.

Ссылка для цитирования: Тихонцева Н.Т., Савченко И.П., Битюков С.М., Варнак О.В., Софрыгина О.А. Исследование коррозионной стойкости насосно-компрессорных труб из феррито-перлитной стали под воздействием углекислотных сред // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 5. С. 572-579.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-572-579

 

STUDY OF CORROSION RESISTANCE OF PUMP-COMPRESSOR PIPES MADE OF FERRITE-PEARLITE STEEL UNDER THE ACTION OF CARBON DIOXIDE MEDIUMS

N. T. TIKHONTSEVA1, PhD (Tech.), Head of Technical Dpt.; I. P. SAVCHENKO1, Head of central plant laboratory; S. M. BITYUKOV2, PhD (Tech.), Head of lab. “Metallurgical technologies”; O. V. VARNAK2, PhD (Tech.), Head of lab. “Metal science and thermal treatment”; О. А. SOFRYGINA1, 3, PhD (Tech.), Leading Engineer, Sen. lecturer ( 1 JSC “Sinarsky pipe plant”, Russia, Sverdlovsk rgn., Kamensk-Uralsky; 2 JSC “Russian R&D Institute of pipe industry” (“RusNITI”), Russia, Chelyabinsk;  3 Polytechnical Institute (branch) of Ural Federal University after the First President of Russia B.N. El’tsin, Sverdlovsk rgn., Kamensk-Uralsky)

Abstract.To ensure required complex of steel strength properties, pipes heat treatment is widely used as a quenching for martensite followed by tempering. It is accepted, that metal microstructure formed at that, has a little effect on a steel corrosion resistance in carbon dioxide mediums. Studies were accomplished of steel microstructure effect of the carbon dioxide corrosion speed. In particular, a low-alloyed structural steel, used for production of oil field pipes was selected. As the object of the study, seamless pump-compressor pipes (PCP), made of medium-carbon steels of several grades with chrome content about 1% (mass.), subjected to two methods of heat treatment: quenching with tempering or normalization with tempering. Corrosion resistance of the steels were accomplished under laboratory conditions of JSC “RusNITI” by application of autoclave facility imitating operation conditions parameters of a working medium at oil extraction. The speed of general metal corrosion was measured as samples mass loss during tests (from 360 to 70 hours) by gravimetric method. By the results of laboratory tests the steel 35ХГФАwas recommended to the industrial production of PCP of K72 and N80 strength groups due to GOST 31446 with normalization and tempering. It was established that pipes of steel 35ХГФАwith ferrite-pearlite microstructure have higher corrosion resistance in mineralized water mediums at carbon dioxide partial pressure up to 0.20 atm, comparing with regular pipes, manufactured with quenching and tempering. A complex of field tests of PCP was carried out, the pipes made of experimental steel 35ХГФАat an oil deposit. The result of operation of CPC of 88.9×6.45 mm made of steel 35ХГФАhaving K72 group of strength (after normalization with tempering) during 550 days under conditions of high-mineralized water phase at СО2 partial pressure up to 0.27 atm was found positive. After an intermediate inspection (550 days) the column of PCP was assembled and is in operation at present, the current running time exceeding 1000 days. Based on the results of the complex comparative tests carried out in the corrosion laboratory and under field oil extraction conditions it was established that usage of experimental steel 35ХГФАcontaining 1% of Cr, after application of normalization technology with tempering resulted in increasing of operating reliability of CPC.

Key words: medium-carbon low-alloyed steel, pump-compressor pipe, pipes heat treatment, normalization with tempering, steel microstructure, steel corrosion resistance in carbon dioxide mediums, operation reliability of pump-compressor pipes.

For citation:Tikhontseva N.T., Savchenko I.P., Bityukov S.M., Varnak O.V., Sofrygina O.A. Study of corrosion resistance of pump-compressor pipes made of ferrite-pearlite steel under the action of carbon dioxide mediums. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 572-579. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-572-579


УДК 666.974.2

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ И СОДЕРЖАНИЯ ВЯЖУЩЕГО НА СВОЙСТВА ОГНЕУПОРНОГО БЕТОНА

А. С. ТИМОФЕЕВА, канд. техн. наук, профессор кафедры металлургии и металловедения, uked@yandex.ru; А. А. КОЖУХОВ, д-р техн. наук, доцент кафедры металлургии и металловедения; В. В. ФЕДИНА, канд. техн. наук, доцент кафедры металлургии и металловедения (Старооскольский технологический институт (филиал) Национального исследовательского технологического университета “МИСиС”, Россия, Белгородская обл., г. Старый Оскол)

Аннотация. В зависимости от применяемых добавок огнеупорные бетоны приобретают необходимые свойства: огнеупорность, пористость, жаропрочность, максимальную температуру применения и др. Осуществлена оценкавлияния гранулометрического состава муллитового заполнителя и содержания вяжущего (цемента) на свойства огнеупорного бетона. В качестве заполнителя использовался МЛС-62 (содержание определяющего компонента Al2O3более 62 %), в качестве вяжущего ? высокоглиноземистый цемент Secar71. Для испытаний полученных образцов различного гранулометрического состава был произведен рассев муллитового заполнителя по фракциям (–6+3) мм, –3 мм. В разработанных составах огнеупорного бетона эти фракции смешивались в различных процентных соотношениях: (–6+3)/(–3). Содержание цемента в составах варьировалось по массе: 15, 20, 25 %. Исследования осуществляли в заводской лаборатории, где были изготовлены образцы огнеупора всех составов методом вибрационного прессования. Полученные образцы были подвергнуты сушке при 110 °С и обжигу. Установлено, что после сушки образцы с содержанием цемента 25 % имеют наибольшие показатели по прочности. После обжига при 800 и 1300 °С прочность образцов падает. Показано, что причиной этого явления является разупрочнение, связанное в основном с дегидратацией вяжущего. Огнеупорный бетон, полученный с использованием заполнителя с фракционным составом 20/80 и содержанием цемента 25 %, показал лучшие результаты по прочности и усадке. Исследования влияния на физические свойства огнеупорного бетона гранулометрического состава шихты показали, что наибольшие прочностные показатели имеют образцы огнеупорного бетона с процентным содержанием фракций в заполнителе 40/60 и 20/80, а также с наибольшим количеством содержания цемента в составе ?25 %.

Ключевые слова:огнеупорный бетон, гранулометрический состав муллитового заполнителя, высокоглиноземистый цемент, прочностные показатели огнеупорного бетона.

Ссылка для цитирования: Тимофеева А.С., Кожухов А.А., Федина В.В. Исследование влияния гранулометрического состава заполнителя и содержания вяжущего на свойства огнеупорного бетона // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 5. С. 580-586.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-580-586

 

INVESTIGATION OF THE INFLUENCE OF GRANULOMETRIC COMPOSITION OF THE AGGREGATE AND THE CONTENT OF THE BINDER ON THE PROPERTIES OF REFRACTORY CONCRETE

A. S. TIMOFEEVA, PhD (Tech.), Prof., Dpt. “Metallurgy and metal science”, uked@yandex.ru; А. А. КОZHUKHOV, HD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy and metal science”; V. V. FEDINA, PhD (Tech.), Prof. Ass., Dpt. “Metallurgy and metal science” (Stary Oskol Technological Institute (branch), of National Research Technological University “MISiS”, Russia, Belgorod reg., Stary Oskol)

Abstract.Depending on the additives used, refractory concretes acquire the necessary properties: fire resistance, porosity, heat resistance, maximum application temperature, etc. The influence of the granulometric composition of the mullite aggregate and the content of the binder (cement) on the properties of refractory concrete was evaluated. MLS-62 was used as a filler (the content of the determining component Al2O3 was more than 62%), and Secar 71 high-alumina cement was used as a binder. To test the samples obtained from different granulometric compositions, the mullite aggregate was sieved in fractions (–6+3) mm, –3 mm. In the developed compositions of refractory concrete, these fractions were mixed in different percentages:(–6+3)/(–3). The cement content in the compositions varied by weight: 15%, 20%, 25%. The study was carried out in the factory laboratory, where samples of refractories of all the compositions were made by vibration pressing method. The resulting samples were dried at 110 °C and fired. It was found that after drying, samples with a cement content of 25% had the highest strength indicators. After firing at 800 oC and 1300 oC, the strength of the samples decreases. It was shown that the reason of this phenomenon was softening, mainly associated with dehydration of the binder. The refractory concrete obtained with the use of aggregate with a fractional composition of 20/80 and a cement content of 25% was the best result in terms of strength and shrinkage. Studies of the impact of the granulometric composition of the charge on the physical properties of refractory concrete showed that the highest strength indicators were exhibited by samples of refractory concrete with a percentage of fractions in the aggregate of 40/60 and 20/80, as well as with the highest amount of cement content in the composition – 25%.

Keywords:refractory concrete, granulometric composition of mullite aggregate, high-alumina cement, strength characteristics of refractory concrete.

For citation:Timofeeva A.S., Kozhukhov A.A., Fedina V.V. Investigation of the influence of granulometric composition of the aggregate and the content of the binder on the properties of refractory concrete. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 580-586. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-580-586


УДК 533.9.07

ГЕНЕРАТОР НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

М. Х. ГАДЖИЕВ, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией; А. С. ТЮФТЯЕВ, д-р техн. наук, главный научный сотрудник; Ю. М. КУЛИКОВ, канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник; М. А. САРГСЯН, младший научный сотрудник; Д. И. ЮСУПОВ, канд. техн. наук,научный сотрудник; Н. А. ДЕМИРОВ, ведущий инженер; Э. Е. СОН, д-р физ.-мат. наук, академик РАН, заведующий отделом (ФГБУН “Объединенный институт высоких температур РАН”, Россия, г. Москва)

Аннотация. Низкотемпературная плазма применяется в металлургии для легирования сталей азотом, раскисления магнитных сплавов, получения сталей с особо низким содержанием углерода, очистки металла от неметаллических включений, десульфурации и других процессов рафинирования.Широкое распространение этих технологий сдерживается отсутствием надежных плазмотронов с достаточным ресурсом непрерывной работы. В результате исследований был создан универсальный генератор высокоэнтальпийной плазменной струи разных рабочих газов с расширяющимся каналом выходного электрода с КПД ~60 % для рабочего газа аргона и ~80 % для азота и воздуха. Показано, что разработанный генератор низкотемпературной плазмы (ГНП) обеспечивает формирование на выходе слабо расходящейся (2α= 12 град.) плазменной струи диаметром D = 5–12 мм с энтальпией 5–50 кДж/г и среднемассовой температурой 5–10 кК при полной электрической мощности дугового разряда 5–50 кВт и расходе плазмообразующего газа 1–3 г/c. Приведены результаты исследования влияния добавки пропана к плазмообразующему газу на состояние катодов со вставками из чистого вольфрама, лантанированного вольфрама и гафния. Показано, что при малой добавке пропана (1 %) к плазмообразующему газу отмечается восстановительный эффект материала вставки. Исследование работы ГНП при силе тока дуги 100 А с добавлением к определенному расходу азота максимально возможного расхода пропана, при котором не нарушалась стабильность горения дуги, показало, что для разработанной конструкции плазмотрона при расходе азота ~0,45 г/cмаксимально возможный расход пропана составил ~0,33 г/c(не более ~73 % от расхода плазмообразующего газа). Созданный высокоресурсный ГНП со сменными электродами позволяет получать на выходе высокоэнтальпийный плазменный поток различных газов (аргон, азот, воздух) и является прототипом более мощных плазмотронов различного технологического применения, в частности для плазменной металлургии.

Ключевые слова:генератор низкотемпературной плазмы, расширяющийся канал выходного электрода, высокоэнтальпийный плазменный поток, плазмообразующий газ, плазменная обработка,плазменная металлургия.

Ссылка для цитирования: Гаджиев М.Х., Тюфтяев А.С., Куликов Ю.М., Саргсян М.А., Юсупов Д.И., Демиров Н.А., Сон Э.Е. Генератор низкотемпературной плазмы для эффективной обработки материалов // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 5. С. 587-592.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-587-592

 

LOW-TEMPERATURE PLASMA GENERATOR FOR EFFECTIVE PROCESSING OF MATERIALS

М. KH. GADZHIEV, PhD (Phys.-Math.), Sen. Researcher, Head of lab.; A. S. TYUFTYAEV, HD (Tech.), Principal Researcher; YU. M. KULIKOV, PhD (Phys.-Math.), Sen. Researcher; M. A. SARGSYAN, Jun. Researcher; D. I. YUSUPOV, PhD (Tech.), Researcher; N.A. DEMIROV, Leading engineer; E. E. SON, HD (Phys.-Math.), Academician of RAS, Head of Dpt. (FGBUN “United Institute of High Temperatures RAS”, Russia, Moscow)

Abstract.Low-temperature plasma is used in metallurgy for steel alloying by nitrogen, deoxidization of magnetic alloys, obtaining of steels with particularly low carbon content, metal cleaning of nonmetallic inclusions, desulfurization and other refining processes. The wide application of those technologies is restrained by absence of reliable generators of low-temperature plasma (GLP) with sufficient resource of continuous operation. As a result of studies, a universal generator of high-enthalpy plasma jet of various working gases was created. The generator has expanding channel of the output electrode with an efficiency of ~60 % for argon working gas and ~80% for nitrogen and air. It was shown that the developed generator of low-temperature plasma ensures formation of a weakly diverging (2α= 12°) plasma jet with a diameter D = 5–12 mm, an enthalpy of 5–50 kJ/g and a mass average temperature of 5–10 kK, at a full electric power of the arc discharge of 5–50 kW and a plasma-forming gas flow rate of 1–3 g/s. Results of the study of propane additions to the plasma-forming gas effect on the state of cathodes with inserts made of pure tungsten, lanthanum tungsten, and hafnium presented. It was shown that a small propane addition (1%) to the plasma-forming gas, results in reducing effect of the insert material. Study of the GLP operation at arc current 100A with addition to the working gas nitrogen maximum possible volume of propane, which don’t disturb stability of arc showed that for the developed plasma generator at the nitrogen flow rate ~0,45 g/s, the propane flow rate was ~0,33 g/s (not more than ~73 % of the plasma-forming gas). The created high-resource GLP with changeable electrodes enables to obtain at the exit a high-enthalpy plasma flow of various gases (argon, nitrogen, air) and can be a prototype of more powerful plasmotrons of various technological application, in particular for plasma metallurgy.

Key words:generator of low-temperature plasma, expanding channel of exit electrode, high-enthalpy plasma flow, plasma-forming gas, plasma treatment, plasma metallurgy.

For citation: Gadzhiev M.Kh., Tyuftyaev A.S., Kulikov Yu.M., Sargsyan M.A., Yusupov D.I., Demirov N.A., Son E.E. Low-temperature plasma generator for effective processing of materials. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 587-592. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-587-592


УДК 669.1.015.7.074

ИННОВАЦИОННЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ОЧИСТКЕ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАПЫЛЕННЫХ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ

Д. А. СЕРЕБРЯНСКИЙ, канд. техн. наук, руководитель лаборатории газоочистки; М. Н. КОРОЛЕВ, заместитель генерального директора; М. В. АНТОНОВ, инженер-конструктор; И. О. ТЯПКОВА, инженер (ООО “НТЦ “Бакор”, Россия, г. Москва, г. Щербинка)

Аннотация. Металлургическое производство связано с такими процессами, как дробление, сушка и пневмотранспорт сырьевых материалов, обжиг и плавка и т. д., в процессе которых в атмосферу выделяются твердые частицы и вредные газообразные компоненты. При пневмотранспорте сырьевых материалов и песка в атмосферу попадают данные материалы с концентрацией, как правило, превышающей предельно допустимые концентрации (ПДК). Существующие аппараты очистки запыленных потоков в ряде случаев не обеспечивают достижение гигиенических нормативов ГН 2.1.6.3492?17. Предложены технические решения для очистки газов в центробежном фильтре, аппарате комплексной очистки газов ? циклофильтре и двухступенчатой системе очистки высококонцентрированных газопылевых потоков.Приведено описание конструкции центробежного фильтра, циклофильтра, двухступенчатой установки очистки, состоящей из центробежного фильтра и фильтра керамического импульсного. Промышленные испытания центробежного фильтра ЦФ2-6-1 в условиях системы пневмотранспорта песка позволили установить, что эффективность очистки газопылевого потока от частиц песка в шестиканальном центробежном фильтре достигает 98,65 %. Применение двухступенчатой системы очистки газов состоящей из центробежного фильтра и фильтра керамического импульсного ФКИ, позволяет достигать остаточной концентрации твердых частиц на выходе из такой установки 5 мг/м3 при начальной запыленности потока 127878 мг/м3. Применение такой комплексной двухступенчатой установки очистки обеспечивает достижение 0,1ПДКмр у источника выделения.

Ключевые слова: очистка запыленных газовых потоков,двухступенчатая система очистки газов, центробежный фильтр, циклофильтр, фильтр керамический импульсный, коэффициент очистки.

Ссылка для цитирования: Серебрянский Д.А., Королев М.Н., Антонов М.В., Тяпкова И.О. Инновационные комплексные решения по очистке отходящих газов в черной металлургии. Технические решения для очистки запыленных газовых потоков // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2021. Т. 77. № 5. С. 593-601.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-593-601

 

INNOVATION COMPREHENSIVE SOLUTIONS FOR OFF-GASES CLEANING IN STEEL INDUSTRY. TECHNICAL SOLUTIONS FOR DUSTY GAS FLOWS CLEANING

D. A. SEREBRYANSKII, PhD (Tech.), Head of lab. of gas cleaning; M. N. KOROLEV, Deputy General director; М. V. ANTONOV, Engineer-designer; I. O. TYAPKOVA, Engineer (OJSC “NTZ “BAKOR”, Russia, Moscow, Scherbinka)

Abstract. Metallurgical production associates with such processes as crushing, drying and pneumatic transportation of raw materials, roasting, melting etc., in the process of which hard particles and harmful gaseous components are emitted into atmosphere. At pneumatic transportation of raw materials and sand, their concentration in the atmosphere as a rule exceeds maximum permissible concentrations. Existing facilities of dusty flows cleaning in some cases don’t ensure sanitary norms ГН2.1.6.3492?17. Technical solutions proposed to clean gases in a centrifugal filter, a facility of complex gas cleaning – cyclo-filter and two-stage system of high-concentrated gas-dust flows cleaning. Description of the centrifugal filter, cyclo-filter, two-stage facility of gas cleaning design presented. The facility comprises centrifugal filter and ceramic pulse filter. Industrial tests of the centrifugal filter ЦФ2-6-1 under conditions of a system of pneumatic transportation of sand established, that efficiency of gas-dust flows cleaning of sand particles in a six-channel filter can reach 98.65%. Application of two-stage system of gas cleaning comprising centrifugal filter and ceramic pulse filter ФКИenables to reach residual hard particles concentration at the exit of such a facility of 5 mg/m3, having initial dust level of 127878 mg/m3. Application of such a complex two-stage cleaning facility allows to reach values of 0.1 of maximum permissible concentrations near the source of emissions.

Key words:cleaning of dusty gas flows, two-stage system of gas cleaning, centrifugal filter, ceramic pulse filter, coefficient of cleaning.

For citation: Serebryanskii D.A., Korolev M.N., Antonov M.V., Tyapkova I.O. Innovation comprehensive solutions for off-gases cleaning in steel industry. Technical solutions for dusty gas flows cleaning. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 593-601. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-593-601


УДК 622.7

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБОГАЩЕНИЯ ШЛАМОВЫХ ХВОСТОВ МАГНИТОГОРСКОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА

К. В. БУЛАТОВ, канд. техн. наук, генеральный директор; Г. И. ГАЗАЛЕЕВА, д-р техн. наук, заведующий отделом рудоподготовки и специальных методов исследований; Н. А. СОПИНА, заведующий лаборатории обогащения руд черных металлов; А. А. МУШКЕТОВ, ведущий научный сотрудник (АО “Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых “Уралмеханобр”, Россия, Свердловская обл., г. Екатеринбург)

Аннотация. Проблемы переработки железорудных хвостов мокрых обогатительных фабрик и отходов с высоким содержанием железа, загрязненных нефтепродуктами, актуальны как с экологической, так и с экономической точки зрения. Одной из причин, сдерживающих решение этих проблем, является отсутствие технологий вовлечения таких отходов в промышленный оборот. В процессе исследования изучен состав и степень раскрытия рудных и нерудных минералов шламовых хвостов обогащения Магнитогорского металлургического комбината (ММК) и разработана технология их обогащения. Учитывая загрязненность исходных шламовых хвостов ММК, предложено осуществлять их предварительное обесшламливание для удаления растительных остатков и глинистых шламов путем дезинтеграции в шнекозубчатой дробилке и промывки в спиральном классификаторе. Приведены результаты мокрой магнитной сепарации (ММС) исходных шламовых хвостов ММК естественной крупности (–2,0+0,0 мм) в АО “Уралмеханобр”. Установлено, что ММС при напряженности магнитного поля 1500 Э обеспечивает эффективное удаление в магнитный продукт магнетита, агрегатов магнетит–ге-матит и магнетит–гетит. Содержание железа в магнетитовом концентрате изменялось от 61,5 до 62,6 %. Для переработки шламовых хвостов ММС предложена их магнитная сепарация с использованием высокоградиентного магнитного сепаратора на постоянных магнитах, созданного специально для этих целей компанией “ЭРГА”. Для повышения степени извлечения железа предложено применять гравитационные методы обогащения немагнитного продукта, получаемого при высокоградиентной ММС, что позволило увеличить содержание железа в суммарном магнетито-гематитовом концентрате до 59 %. Представлена технологическая схема переработки замасленных шламов. Испытания в опытно-промышленных условиях ММК показали возможность получать из замасленных шламов донных отложений металлургического производства дополнительный железный концентрат с содержанием 62,47 % Feобщ при содержании масел в нем не более 0,3 %.

Ключевые слова:шламовые хвосты обогащения, загрязненные нефтепродуктами железосодержащие отходы, мокрая магнитная сепарация, высокоградиентная мокрая магнитная сепарация, высокоградиентный магнитный сепаратор, гравитационные методы обогащения, технология переработки замасленных шламов.

Ссылка для цитирования: Булатов К.В., Газалеева Г.И., Сопина Н.А., Мушкетов А.А. Разработка и внедрение технологии обогащения шламовых хвостов Магнитогорского металлургического комбината // Черная металлургия. Бюллетеньнаучно-техническойиэкономическойинформации. 2021. Т. 77. № 5. С. 602-609.

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-602-609

 

ELABORATION AND IMPLEMENTATION TECHNOLOGY OF CONCENTRATION OF MAGNITOGORSK STEEL-WORKS SLIME TAILINGS

K. V. BULATOV, PhD (Tech.), General director; G. I. GAZALEEVA, HD (Tech.), Head of Dpt. “Ore processing and special methods of study”; N. A. SOPINA, Head of lab. “Concentration of ferrous metals ores”; А. А. МUSHKETOV, Leading Researcher (JSC “R&D and designing Institute of minerals concentration and mechanical processing “Uralmekhanobr”, Russia, Sverdlovsk rgn., Ekaterinburg)

Abstract.The problems of processing iron ore tailings of wet concentration plants and wastes with high content of iron, contaminated by oil products are actual from both points of view of ecology and economy. One of the reasons restraining solving the problem is absence of technologies ensuring to involve such wastes into industrial turnover. In the process` of the research, composition and opening degree of ore and non-metallic minerals of concentration slime tailing of Magnitogorsk steel-works (MMK) were studied and technology of their concentration was elaborated. Taking into consideration the contamination of initial slime tailings of MMK, it was proposed to accomplish their preliminary de-sliming to remove vegetable remains and clay slimes by disintegration in a screw-toothed crusher and washing in a spiral classifier. Results of wet magnetic separation (WMS) of the initial slime tailings of MMK, made at JSC “Uralmekhanobr” presented, the slimes having natural coarseness of –2.0+0.0 mm. It was established that WMS at the magnetic field intensity of 1500 Oe ensures effective removal of magnetite, aggregates magnetite-hematite-goetite into magnetic product. Iron content in the magnetite concentrate was varying from 61.5 to 62.6%. For processing of slime tailings of MMK, magnetic separation was proposed by high-gradient magnetic separator with permanent magnets, created specially for these purposes by “ERGA” company. To increase iron extraction degree, it was proposed to apply gravitation methods of concentration of non-magnetic product, obtained at high-gradient WMS. It enabled to increase iron content in the final magnetite-hematite concentrate up to 59%. A technological diagram of oiled slimes processing presented. Tests with oiled slimes of bottom deposits of metallurgical production under pilot-industrial conditions of MMK exhibited a possibility to obtain additional iron concentrate with total iron content of 62.47% while oil content in it was less 0.3%.

Key words:slime tailings of concentration, iron-containing wastes contaminated by oil products, wet magnetic separation, high-gradient wet magnetic separation, high-gradient magnetic separator, gravitation methods of concentration, technology of oiled slimes processing.

For citation:Bulatov K.V., Gazaleeva G.I., Sopina N.A., Mushketov A.A. Elaboration and implementation technology of concentration of Magnitogorsk steel-works slime tailings. Chernaya metallurgiya. Byulleten’ nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii = Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information, 2021, vol. 77, no. 5, pp. 602-609. (InRuss.).

Doi:10.32339/0135-5910-2021-5-602-609

   


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" " № 5/2021

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

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

Содержание номера можно посмотреть ЗДЕСЬ.

 

ОАО "Черметинформация"