Предложено использование нескольких источников энергии в единой системе отопления для достижения минимизации затрат за отопительный сезон. Описаны зависимости и предложен алгоритм, определяющий соответствующие затраты комбинированной системы и влияние действующих цен и тарифов.

Рассмотрена методика и результаты синтеза динамической модели процесса производства ферросплава (ФС 45), пригодной для использования в составе системы управления, путем реализации планированного эксперимента на ранее разработанной технологической модели печи.

Предложено для повышения точности моделирования закономерностей распределения фракций загружаемой агломерационной шихты по высоте слоя использование дополнительно условия сохранения баланса грансостава сыпучего материала до и после его укладки на спекательные тележки.

Получены зависимости, позволяющие определить количество выделяемой и поглощаемой тепловой энергии в единичном объеме спекаемой шихты по высоте слоя от среднего диаметра частиц материала. Приведены уравнения, позволяющие вычислить количество тепловой энергии, выделяемой и поглощаемой в единичном объеме при горении частиц топлива и протекающих в нем экзо- и эндотермических реакций.

Проведена проверка результатов теоретического анализа динамики процесса формирования слоя, при использовании составного двухступенчатого лотка, на тепловой режим и производительность процесса агломерации, методом активного эксперимента, на опытном лабораторном комплексе МК "Запорожсталь". Результаты эксперимента свидетельствуют об улучшении сегрегационных процессов в слое, уменьшении выхода мелочи, повышении производительности процесса, сокращении потребления твердого топлива.

Приведена разработанная конечно-элементная трехмерная модель для расчета распределения температур по высоте слоя агломерационной шихты в программном комплексе ANSYS. Анализ теплового режима процесса спекания агломерата позволил сделать вывод о существовании оптимальной температуры зоны горения для агломерационной шихты, при которой образуется мелкопористый, легковосстановимый агломерат с достаточной прочностью. Проведенный анализ адекватности синтезированной модели показал высокий уровень сходимости с результатами лабораторных спеканий, без сегрегации топлива по высоте слоя, других исследователей. Погрешность модели составила не более 8,73 %, что подтверждает возможность ее использования в вычислительных исследованиях тепловых режимов агломерационного процесса. Научная ценность представленной модели заключается в возможности установления функциональных зависимостей сегрегации химических компонентов и топлива по высоте слоя, обусловленных мощностью внутренних источников энергии в каждом единичном объеме, что позволит сформулировать рекомендации к условиям формирования слоя агломерационной шихты с целью обеспечения в каждом горизонте агломерируемого материала температуры, являющейся оптимальной для производства высококачественного агломерата.

Проанализированы существующие подходы по определению фракционного состава загружаемого на паллеты материла. Предложена методика, позволяющая в непрерывном режиме реального времени оценивать фракционный состав шихты по горизонтам слоя подготовленного к спеканию. Проверена адекватность разработанной методики для условий аглофабрик различных предприятий.

Проведено исследование динамики процесса формирования слоя полидисперсного шихтового материала. Предложена методика, позволяющая рассчитать распределение фракционного состава шихты по высоте слоя, и определены параметры рассматриваемых лотков для их эффективной работы. Установлено, что применение составного загрузочного лотка является наиболее эффективным для обеспечения требуемого распределения фракций материала, что обусловливает возможность стабилизации теплового режима процесса спекания.

На основании данных химического состава шихты аглофабрики ПАО "Запорожский металлургический комбинат "Запорожсталь" получены выражения для определения количества тепловой энергии, выделяемой и поглощаемой в единичном объеме спекаемой шихты в результате протекания в нем экзо- и эндотермических реакций, а также горения твердого топлива. Учет теплового баланса по высоте слоя шихты в зависимости от среднего диаметра ее частиц необходим при рассмотрении задачи управления энергоэффективностью агломерационного процесса.

Проведены исследования по определению газодинамического сопротивления слоя агломерационной шихты различного фракционного состава. Установлено влияние сегрегации и скорости фильтрации воздуха на газодинамику спекаемого слоя.

Исследовано влияние сегрегации шихтовых материалов на удельные выбросы вредных веществ в окружающую среду. Представлены результаты расчетов количества газовыделений по высоте слоя спекаемой шихты в зависимости от фракционного состава горизонтов. Установлено, что усиление сегрегационных процессов оказывает положительное влияние на сокращение объема выбросов агломерационного передела.

Предложен алгоритм управления загрузочным устройством агломерационной машины с целью формирования оптимальной структуры слоя шихты, подготовленной к спеканию, и реализовано численное решение оптимизационной задачи. Приведены результаты активного эксперимента со спеканием агломерата и проанализировано влияние условий формирования слоя шихты на тепловой режим и производительность процесса.

Для вирішення задачі встановлення розподілу температур у окремих зонах конвеєрної обжигової машини по висоті шару запропонована теплова модель процесу обжигу окатишів. Встановлені основні закономірності й теплофізичні якості матеріалу, які є вихідними даними для моделювання процесу.