Вперше формалізовано задачу управління складним процесом виплавки сталі на основі його операційної декомпозиції. Сформовано цільові функції управління для окремих стадій технологічного процесу (ТП). Наведено математичний опис основних етапів електросталеплавильних процесів з використанням визначення активності компонентів шлаку як фази з колективізованими електронами та врахуванням розчинення компонентів футерівки, заправних матеріалів та угару шихти. Удосконалено експериментальні моделі рівноважного вмісту оксидів заліза в шлаку, а також розподілу сірки між металом і шлаком, представлених поліномами. Показано ефективність використання одержаних моделей для автоматизації розрахунків матеріального балансу стадій ТП. Вперше запропоновано принципову схему управління ітераційним процесом розв'язання загальної системи нелінійних рівнянь рівноваги та матеріального балансу операцій за допомогою нейронної мережі, що виконує функцію перемикачів для передачі на вхід об'єкта чергових наближень.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи вирішення науково-технічної проблеми оптимізації режмів електросталеплавлення в дугових сталеплавильних печах трифазного струму з метою підвищення електроенергетичної й електротехнологічної ефективності процесу сталеплавлення та забезпечення електромагнітної сумісності режимів печі та електромережі. Розроблено ієрархічну структуру координатно-параметричного керування та багатоконтурні локальні підсистеми швидкодійного регулювання режимних координат електротехнологічного комплексу. Створено нові та удосконалено існуючі методики синтезу оптимального керування режимами на основі узагальненого функціонала мети керування, що комплексно враховує багатофакторність часткових критеріїв оптимальності режимів дугової печі й електромережі. Розроблено математичні та цифрові моделі повної системи живлення та багатоконтурних систем регулювання режимних координат комплексу, а також універсальні аналітичні методики для дослідження ефективності запропонованих рішень. На підставі вивчення результатів комп'ютерного стимулювання та експериментального дослідження режимів на діючих печах, встановлено, що їх впровадження сприяє підвищенню продуктивності печі та зниженню питомих витрат електроенергії, а також підвищенню динамічної точності стабілізації струмів та потужності дуг, реактивної потужності печі та зниженню дози флікеру напруги електромережі, а також поліпшенню інших показників комплексу.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розробки нових ефективних пристроїв (способів) для вторинного допалювання CO-вмісних відхідних газів в агрегатах конверторного типу. Розроблено статичну математичну модель конверторної плавки з вторинним допалюванням даних газів, яка допомагає в першому наближенні встановити діапазони оптимальних значень керуючих параметрів процесу допалювання залежно від варіанту підведення дуття, шихтовки плавок та зони організації процесу в агрегаті. Описано комплексну функціонально-детерміновану динамічну математичну модель допалювання газів у порожнині кисневого конвертора з урахуванням макрокінетики плавки. Проведено аналітичні дослідження процесу вторинного допалювання газів та визначено основні закономірності для раціональної організації в конверторах з верхнім та комбінованим дуттям. Висвітлено нові ефективні пристрої (способи) для вторинного допалювання газів у порожнині конверторів.

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичні засади технології виплавки вуглецевого напівпродукту на базі застосування процесу відновлення залізовмісних матеріалів у звідній камері дугової сталеплавильної печі за рахунок використання теплового та хімічного потенціалів пічних газів, які відходять, та їх подальшого плавлення у ванні печі. Обгрунтовано доцільність застосування газодинамічного розподільника для забезпечення оптимальних газодинамічних характеристик у звідній камері. Для формування оптимального балансу нагріву та відновлення в дуговій сталеплавильній печі розроблено спеціальну звідну камеру з обертовою тареллю, а також газодинамічний розподільник для формування спрямованого потоку пічних газів, що відходять, і газовідвідний патрубок з похилою газопроникною решіткою. За допомогою методів математичного та фізичного моделювання визначено оптимальні щодо відновлення котунів поля швидкостей газового потоку в звідній камері. Зазначено, що запропонована технологія дозволяє використовувати в процесі переробки відходи металургійного виробництва (окалину, шлами), знизити вміст домішок кольорових металів у виплавленій сталі та зменшити ступніть забруднення навколишнього середовища. Встановлено, що у разі застосування фізичного тепла газів, що відходять, для нагріву та відновлення суттєво підвищується енергетична ефективність дугової сталеплавильної печі. Результати наукового дослідження рекомендовано використовувати для реконструкції дугових сталеплавильних печей.

  Скачати повний текст

Удосконалено теорію нестаціонарних електромагнітних процесів в електротехнічному обладнанні та системах з метою підвищення ефективності роботи та функціональної надійності електропостачання електротехнологічних комплексів у складі дугових сталеплавильних печей. Запропоновано багатопараметричний метод і розроблено математичні моделі для дослідження впливу сукупності параметрів різкозмінних навантажень на збуджувані ними нестаціонарні електромагнітні процеси в електротехнічному обладнанні. Дані розв'язки одержано у межах початкових і граничних умов, що відображають характерні риси електротехнологічних комплексів з урахуванням нелінійної залежності магнітної проникливості від напруженості магнітного поля. Розроблено методики аналізу та класифікації електричних параметрів різкозмінних навантажень за кратністю, тривалістю та характером, а також ефективні енерго- та масоощадні інженерні розв'язки та систему електромагнітного шунтування неактивних деталей, які підтверджено чисельними експериментальними дослідженнями та результатами впровадження на електрометалургійних підприємствах України.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію та режими експлуатації системи газодинамічної відсічки шлаку на підставі дослідження газодинаміки та теплообміну імпактних струменів. Запропоновано інженерні моделі натікання надзвукового та дозвукового неізотермічного газового струменя на тупиковий канал, яка передбачає збереженя структури струменя у тупиковому каналі. Вперше одержано критеріальні рівняння газодинамічної подоби натікання неізотермічного газового струменя на тупиковий канал. Експериментально визначено режими взаємодії перехідної ділянки надзвукового й основної ділянки дозвукового струменя газу з потоком нестисливої рідини, а також енергетичні та геометричні характеристки газового струменя, що визначають зміну режиму його взаємодії з потоком рідини. Для режиму повного запирання нестисливої рідини в каналі теоретичним шляхом визначено й еспериментально підтверджено глибину проникнення газу в шар рідини. Розроблено технологію та варіанти конструктивного виконання системи газодинамічної відсічки шлаку під час випуску плавки з конверторів та проведено її експериментальну апробацію.

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтований і розроблений спосіб легування сталей і сплавів азотом безпосередньо з газової фази в процесі дугошлакового переплаву. Уперше проведені систематичні дослідження термодинаміки та кінетики поглинання азоту розплавами в широкому діапазоні температур, тиску і концентрацій легуючих компонентів. Уперше теоретично розраховане значення величини парціальної стандартної ентропії азоту, яка дозволила оцінити достовірність отриманих термодинамічних констант і запропонувати рівняння для розрахунку рочинності азоту в будь-якому сплаві на основі заліза. Запропонована математична модель, що описує кінетику поглинання азоту розплавом на різних стадіях переплаву в залежності від основних технологічних параметрів ДШП. Розроблена технологія дугошлакового переплаву сталей, що містять азот і запропоновані рекомендації по вдосконаленню існуючого плавильного обладнання та створенню нових дугошлакових печей для виплавки злитків під надмірним тиском азоту.

  Скачати повний текст

Розроблено технологію виробництва та застосування конверторного флюсу, що являє собою вапно в облямівці феритів кальцію. Виведено рівняння для визначення вмісту марганцю у кінці продувки, яке враховує окисненість шлаків, вміст Si у чавуні, температуру сталі. Встановлено, що для кожного вмісту вуглецю в сталі існує строго визначена концентрація алюмінію, за якої міцнісні властивості максимальні.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розкрито особливості впливу способів і технологічних рішень на екологічність процесів утилізації фосфогіпсу та конверторного шлаку, якість одержаної під час їх реалізації товарної продукції, як підгрунтя покращення екологічного стану навколо суб'єктів з їх наявністю, а також більш раціонального використання природних ресурсів. Обгрунтовано процес утилізації фосфогіпсу з одержанням гіпсового в'яжучого. Розроблено нові екологічно прийнятні раціональні технології одержання газо- та піногіпсобетону та сухих будівельних сумішей. Зазначено, що як в'яжуче використано напівгідрат сульфату кальцію (СК), одержаного випаленням відвального фосфогіпсу; в основу виготовлення пресованих виробів з фосфогіпсу покладено властивість напівгідрату СК вступати в реакцію з водою з одержанням дигідрату СК. Проаналізовано процес утилізації конверторного шлаку (КШ) з використанням його як дрібнодисперсного наповнювача до пінополімерних ізоляцій, а також як абразивного матеріалу у суміші з відходами виробництва карбіду кремнію. Проведено оцінку еколого-гігієнічних аспектів утилізації фосфогіпсу та КШ і визначено, що впровадження запропонованих удосконалених технологічних процесів призводить до суттєвого покращення екологічного стану навколо стану об'єктів з їх наявністю.

  Скачати повний текст

Досліджено комплекс ливарних, механічних та спеціальних властивостей, а також структуру жаростійких сталей. Визначено оптимальний вміст у них хрому, алюмінію, вуглецю та титану, що забезпечує найкращі технологічні й експлуатаційні характеристики. За результатами рентгенографічних і структурних досліджень установлено, що розподіл легувальних елементів за перерізом стінок виробів є рівномірним, що забезпечує їх тривалу експлуатацію за умов високих температур. Розроблено технології плавлення рекомендованих сталей для виготовлення з них виливків різних габаритних розмірів і призначення. Зазначено, що запропоновані технології апробовано за виробничих умов, показано перспективність використання хромоалюмінієвих сталей для виготовлення жаростійких литих деталей.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання розробки математичної моделі процесу дуття конвертерної плавки. Розроблено модель керування процесом дуття конвертерної плавки, доведено можливість суттєвого підвищення якості керування за рахунок введення зворотного зв'язку за непрямими методами вимірювання параметрів процесу. Проведено порівняльний аналіз математичних моделей процесу дуття у режимах статичного, динамічного та замкненого керування. Розроблено критерій і розв'язано задачу зниження собівартості сталі за рахунок зміни параметрів режиму дуття.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено ефективний метод стабілізаційної обробки стічних вод газоочисток конвертерів, що відрізняються підвищеним виносом вапна, для створення замкнених систем оборотного водопостачання, які запобігають скиданню стічних вод у водні об'єкти. Розроблено та науково обгрунтовано нормативи якості води (за основними показниками), що подається на газоочистки металургійних агрегатів. Досліджено вплив хімічних речовин на обмеження розчинення вапна та запобігання карбонатним відкладенням. Визначено основні фактори, що впливають на винос вапна з конвертерів і величину гідратної лужності стічних вод газоочисток киснево-конвертерних цехів. На підставі досліджень щодо запобігання відкладень карбонату кальцію доведено, що максимальну ефективність (до 96 %) мають полісилікат і триполіфосфат натрію. Виявлено необхідні дози даних реагентів, які відповідно склали 50 мг/дм3 та 5 мг/дм3.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання розвитку теорії дуги змінного струму дугових сталеплавильних печей (ДСП) та фільтрів вищих гармонік струмів, розробки методів аналізу електромагнітних процесів систем електропостачання потужних ДСП, а також на їх базі створення адекватних математичних моделей цих систем із засобами для забезпечення електромагнітної сумісності й надійності електропостачання даних навантажень. Методами математичного моделювання проведено дослідження квазіусталених режимів і перехідних процесів комплексу, результати яких доводять ефективність розроблених засобів, що практично вирішують проблему обмеження гармонік струмів у системі електропостачання та забезпечують надійність пічних і силових трансформаторів, зумовлену їх вмиканням.

  Скачати повний текст

Досліджено мінеральні види, які утворюють реліктовий, сингенетичний й епігенетичний парагенезиси. Виявлено техногенні та природні чинники впливу на їх варіативність, внутрішню будову мінералів, морфологію індивідів та агрегатів, конституційні та технологічні властивості. Визначено мінералогічні чинники збагачуваності та використання сталеплавильного шлаку. Охарактеризовано еволюцію мінерального складу та структурних взаємовідношень компонентів шлаку за гіпергенних умов, які визначають масштаби поширення хімічних елементів зі шлакових відвалів у навколишнє середовище.

  Скачати повний текст

Розроблено наукові та технологічні засади електрогідроімпульсної обробки (ЕГІО) основних металевих розплавів з метою підвищення властивостей металовиробів. Установлено механізми та закономірності фізико-хімічних процесів, що відбуваються у рідкому металі під впливом імпульсів тиску, що вводять в розплав хвилеводом електророзрядного генератора пружних коливань (ЕРГПК). Визначено структурі зміни у виливках зі сплавів на основі заліза та алюмінію. Створено математичну модель, що описує процес перетворення електричної енергії в акустичні хвилі тиску. Наведено критерії ефективної реалізації способу й оптимальні режими дії, що забезпечують сприятливі зміни структури та властивостей литого металу. Для суттєво різних за складом сплавів визначено загальні закономірності у змінах структури литого металу. Проведено промислову апробацію розроблених технологічних процесів ЕГІО сплавів чорних і кольорових металів та доведено їх техніко-економічну ефективність. Впроваджено створені технології та устаткування у ливарних цехах різних підприємств.

  Скачати повний текст

Запропоновано модель макроліквації домішок у великих сталевих зливках, що враховує межову глибину лікватів із зони дендритів залежно від швидкості руху конвективних потоків уздовж затвердіння, параметрів дендритної структури та швидкості кристалізації. Надано кількісну оцінку значенням ефективних коефіцієнтів розподілу вуглецю в процесі затвердіння великих сталевих зливків і встановлено розмір критичної швидкості твердіння, що визначає розвиток процесу макроліквації. Це дозволило розробити нові конструкції та удосконалити технології виробництва великих сталевих зливків з поліпшеною макроструктурою та високою якістю листового прокату з них, що є вирішенням актуальної науково-прикладної проблеми.

  Скачати повний текст

Наведено результати порівняння основних засобів електронно-променевої плавки (ЕПП) за ступенем рафінування, продуктивності, чаду металу та витрат електроенергії. Досліджено теплофізичні та фізико-хімічні процеси електронно-променевої плавки з проміжною ємністю (ЕППЄ). Надано математичний опис процесу рафінування, що враховує кінетичні особливості гетерогенних металургійних реакцій дегазації та випару. Узагальнено експериментальний матеріал з теорії та практики ЕПП і кристалізації розплаву стосовно конкретних сталей і сплавів. Виявлено взаємозв'язок фізико-хімічних процесів, що тривають у разі ЕППЄ, з якістю сталей і сплавів і рівнем їх службових характеристик. Розроблено технологію й устаткування електронно-променевої плавки сталей і сплавів з застосуванням проміжної ємності, а також конструкції лабораторних і промислових установок з проміжною ємністю. Надано оцінку економічної ефективності ЕППЄ.

  Скачати повний текст

Запропоновано конструктивну схему механічного маніпулятора, яка не вимагає для відпрацювання потрібної траєкторії руху виконавчого органу складних засобів автоматизації та забезпечує можливість її компактного розміщення на робочому майданчику відносно кисневого конвертора. Одержано залежності для розрахунку енергосилових параметрів запропонованої системи маніпулятора, виконано практичну перевірку розроблених технічних рішень та оцінку ефективності її промислового застосування.

  Скачати повний текст