Розглянуто завдання підвищення ефективності автоматизованого керування процесом термічної обробки залізорудних котунів на конвеєрній випалювальній машині шляхом розробки алгоритмів і методів керування на основі прогнозуючих нейронечітких моделей. Досліджено ефективність моделей і методів оперативної ідентифікації процесів термічної обробки котунів у технологічних зонах випалювальної машини. Запропоновано удосконалені динамічні моделі цих процесів у класі нейро-нечітких авторегресійних предикторів з комплексним урахуванням параметрів процесу. Удосконалено підхід до автоматизації процесу керування термічною обробкою котунів на основі поєднання процедур нейромережевої ідентифікації з використанням авторегресійних ANFIS-моделей і методів прогнозуючого керування. Розроблено алгоритми функціонування систем прогнозуючого керування процесом, проведено їх імітаційне моделювання. Зазначено, що впровадження одержаних результатів дозволяє знизити витрати енергоносіїв на 0,8 % у порівнянні з наявними системами керування, реалізованими на базі ПІ-регуляторів, підвищити якість котунів і збільшити продуктивність випалювальної машини.

  Скачати повний текст

Розглянуто важливе питання автоматизації процесів огрудкування залізорудних концентратів як основної сировини для доменного виробництва. Досліджено та вивчено технологію виробництва сирих котунів, яка стосується сировинної бази доменного виробництва. Описано та представлено дані досліджень, алгоритми керування та системи дозування, огрудкування, дозволоження шихти на чашевих і барабанних огрудкувачах. Розроблено алгоритми та системи узгодження продуктивностей відділень огрудкувачів і випалу залізорудних офлюсованих котунів.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи оптимізації процесу гранулоутворення під час огрудкування сипучих матеріалів. Проаналізовано існуючі методи рішення даної проблеми. Виділено основні критерії оптимізації процесу, якими є: вихід гранул і міцність на скидання. Розроблено удосконалену модель взаємодії часток вихідного матеріалу. Одержано математичну модель, в якій відображено залежність ступеня тріщинуватості й шорсткості від питомої поверхні реальних часток, що дозволяє розробити методику визначення кількості рідини, що поглинається порожнинами, розташованими на поверхні частки вихідного матеріалу, й одержати математичні вирази для визначення необхідної та достатньої кількості рідини у грудкоємному матеріалі для формування гранул. Уперше розроблено математичну модель керування гранулоутворенням залежно від складу сировини, що дозволяє оптимізувати зволоженість шихти, яка надходить на огрудкування та забезпечити мінімум витрат бентоніту під час зв'язування зайвої рідини у вихідному концентраті.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено властивості розплаву, що утворюється у процесі обпалу обкотишів. Установлено вплив на міцність обкотишів магнезійного та глиноземного модулів. Удосконалено динамічну математичну модель шарового обпалу залізорудних обкотишів на конвеєрній машині, яка базується на описі реальних фізико-хімічних і теплових механізмів, залучених в процес обпалу обкотишів. На підставі результатів проведених досліджень обгрунтовано межову витрату твердого палива в шихту для виробництва залізорудних обкотишів, що забезпечує збереження температурного режиму для досягнення необхідної міцності за рахунок створення умов щодо регенерації теплоти, яка не повинна перевищувати 1 % (за вуглецем). Установлено, що у разі витрати до 0,5 % (за вуглецем) досягається вирівнювання кінцевої міцності обкотишів за висотою шару. Розроблено тренажер, який дозволяє проводити комплексний розрахунок параметрів процесу обпалу обкотишів на конвеєрній машині.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему підвищення продуктивності агломераційних машин та зниження витрати палива за рахунок покращання газопроникності шару шихти, що спікається. Досліджено нові способи визначення порожності та газопроникності шару аглошихти в потоці. Апробовано нову модель газопроникності шару з урахуванням гранулометричного складу аглошихти та властивостей газу за висотою шару. Розроблено новий спосіб управління огрудкуванням аглошихти на основі приладу визначення газопроникності шару аглошихти в потоці.

  Скачати повний текст

Досліджено механізм формування гранулометричного складу агломераційної шихти під час грудкування та транспортування. Показано, що використання балансового методу дозволяє аналізувати особливості масопереносу всередині багатофракційної суміші та прогнозувати її фракційний склад у будь-який момент часу на всіх дільницях тракту шихтоподачі й оцінювати міцність її гранул. Досліджено вплив збурень і керувальних дій на процес грануляції. Встановлено, що як вектор управління найдоцільніше використовувати зміну кута нахилу та швидкості обертання грудкувача, здійснюючи стабілізацію вологості шихти на рівні, оптимальному для спікання. Розроблено критерій управління, який враховує вимоги до гранулометричного складу шихти, завантажуваної на аглострічку. Синтезовано автоматизовану систему керування формуванням гранулометричних характеристик агломераційної шихти, використання якої на ВАТ "Запоріжсталь" дозволить зменшити вміст палива з 4,4 % до 3,8% в шихті й одночасно знизити вихід дрібної фракції в агломераті на 1,2 %.

  Скачати повний текст

На підставі наукових узагальнень, теоретичних розробок і промислових досліджень вирішено важливу науково-технічну проблему підвищення ефективності виробництва залізорудних обкотишів, зокрема зниження витрати природного газу за рахунок науково-обгрунтованого засобу термічної обробки обкотишів комбінованим паливом і використання залізорудного концентрату, одержаного з відходів збагачення залізних руд з хвостосховища. Розроблено науково-методичні засади управління металургійними властивостями обкотишів з використанням комплексних критеріїв шихти, які адекватно відображають їх зміну. Створено математичну модель для розрахунку концентрації оксидів заліза у магнетитових фракціях хвостосховища з метою встановлення ділянок щодо їх утилізації засобом збагачування. Наведено технологічні та технічні рішення щодо впровадження запропонованих розробок у виробництво на Центральному гірничозбагачувальному комбінаті.

  Скачати повний текст

Проведений аналіз роботи діючих у кольоровій та чорній металургії агломераційних машин конвеєрного типу показав, що найефективнішим способом підвищення якісних показників процесу агломерації є управління сегрегацією шихти. Досліджено вплив сегрегації шихти на газопроникність сформованого шару. Вдосконалена система завантаження шляхом використання нової конструкції двоступінчатого завантажувального пристрою. Встановлені загальні закономірності впливу характеристик шихти і режиму роботи двоступінчатого завантажувального лотка на газопроникність сформованого шару та міцність агломерату. На п'яти діючих агломераційних машинах спостерігалося підвищення швидкості спікання до 15 % та продуктивності на 5,3 %. Результати роботи дозволили підвищити висоту шару шихти на аглострічці з 400 до 450 мм, що забезпечило зниження витрати твердого палива більше, ніж на 3 кг'т агломерату та зниження виходу фракції-5 мм з 16,12 до 15,3 %.

  Скачати повний текст

Досліджено вплив сегрегації шихти на газопроникність сформованого шару. Вдосконалено систему завантаження шляхом використання нової конструкції двоступінчатого завантажувального пристрою. Встановлено загальні закономірності впливу характеристик шихти та режиму роботи двоступінчатого завантажувального лотка на газопроникність сформованого шару та міцність агломерату. На підставі аналізу дозволено підвищити висоту шару шихти на аглострічці з 400 до 450 мм, що забезпечує зниження витрати твердого палива більше, ніж на 3 кг/т агломерату та зниження виходу фракції -5 мм з 16,12 до 15,3 %.

  Скачати повний текст

Розроблено метод розрахунку інтенсивності зволоження агломераційної шихти з урахуванням конструктивних особливостей огрудкувача та режиму руху сипкого матеріалу. Досліджено механізм перезволоження гранул шихти, що містить два різні процеси - поверхневого й об'ємного насичення гранул водою, що відрізняються тривалістю та динамікою протікання. Розроблено способи зниження негативного впливу перезволоження гранул на газопроникність шару. Розроблено новий спосіб і пристрій для огрудкування дрібнодисперсних матеріалів. Проведено дослідження та розроблено методику розрахунку продуктивності конусного гранулятора залежно від кута нахилу осі обертання, продуктивності, властивостей шихти, що підлягає огрудкуванню. Визначено, що процес огрудкування агломераційної шихти в конусному грануляторі ефективніший і дозволяє збільшити дозування в рудну частину шихти тонкодисперсних залізовмісних матеріалів.

  Скачати повний текст

Вивчено окиснювально-відновлювальні процеси за високотемпературного обпалу офлюсованих залізорудних обкотишів, одержаних з шихт з домішками твердого палива. Експериментально показано, що ступінь окиснення обкотишів збільшується за умов підвищення температури та концентрації вуглецю у шихті до 0,7 %. За результатами досліджень установлено, що витрата вуглецю має складати близько 1,4 % для одержання коксика. За цих умов кінцева концентрація FeO становить 4 - 7 % та сприяє покращанню міцності обкотишів за відновлювально-теплової обробки. За цього досліджено обкотиші, які піддаються відпалу (повторному нагріву). Експериментально показано, що у в інтервалі основностей 0,5 - 1,5 відбувається зниження міцності обкотишів у холодному стані за відновлювально-теплової обробки. Розроблено вдосконалену технологію виробництва обкотишів, одержаних з шихт з домішками твердого палива. Запропоновано до шихти додавати колошниковий пил після сумісного подрібнення з вапняком як компонент, що містить вуглець. Зазначено, витрата колошникового пилу доменних печей складала близько 30 кг/т обкотишів. Одержано партію обпалених обкотишів у кількості 68 878 т, з яких 23 728 т - офлюсованих і 45 150 т - неофлюсованих.

  Скачати повний текст

Розвинуто наукові засади управління металургійними властивостями залізорудних окускованих матеріалів шляхом надання котунам й агломерату структурних особливостей, які забезпечують задану міцність у холодному стані та під час відновлювально-теплової обробки за рахунок розроблених складів феритних і залізосилікатних зв'язок, які формуються у процесі обпалу котунів, що вироблені з шихт з домішками вуглецю. Уперше розроблено наукові засади управління складом шихт для одержання залізорудних котунів, що самовідновлюються, які полягають в оптимізації параметрів температурно-газового режиму випалу для різних шихтових умов, у розробці критеріїв для оцінки фізико-хімічних процесів взаємодії вуглецю твердого палива із залізорудними концентратами. Обгрунтовано ефективність використання в доменній плавці нової окускованої залізорудної сировини - котунів, прогнозовано перспективні режими доменної плавки за умов їх використання. Показано можливість зниження витрат коксу та підвищення продуктивності доменних печей за рахунок металізації цих матеріалів у хімічно-резервній зоні доменної печі. Розрахунково-аналітичним шляхом обгрунтовано межі вмісту вуглецю в котунах, що самовідновлюються, після високотемпературної обробки. Розвинуто наукові засади окиснення магнетиту та дисоціації кальциту, що протікають одночасно в шарі з температурою та концентрацією кисню, які змінюються, виконано комплексний аналіз параметрів окиснювального випалу залізорудних офлюсованих котунів. Розроблено наукові засади управління рідкофазним спіканням за рахунок використання критеріїв, що визначають формування феритної зв'язки в структурі спека, яка забезпечує підвищення його міцності у разі відновлювально-теплової обробки, а також наукові засади управління поєднаним процесом металізації та спікання рудовуглецевих котунів у вузькому шарі за умов їх високотемпературної обробки. Для одержання стабільних фізичних і хімічних властивостей губчатого заліза обгрунтовано межі технологічних параметрів, одним з яких є вміст в'яжучої домішки - бентоніту.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням підвищення продуктивності агломераційних машин та зниження витрат палива за рахунок покращення якості огрудкування шихти. Розроблена та досліджена комплексна динамічна модель процесу огрудкування з визначенням порожності шару по масовому гранулометричному складу, фізико-механічним властивостям аглошихти на вході в барабан-огрудкувач і кількості води, що додається на зволоження. Розроблений новий спосіб управління огрудкуванням аглошихти по максимальній її порожності шару на виході з барабану-огрудкувача на основі оптимальних співвідношень кількості центрів накочування і частинок, що грудкуються, і вологості, розрахованих за допомогою даної моделі.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблеми розробки аспіраційних засобів для зниження неорганізованих викидів пилу під час навантажувально-розвантажувальних робіт на відкритих складах залізорудних окатишів. Установлено закономірності розповсюдження пилу та пиловиділення від наземних джерел безперервної дії. Запропоновано враховувати седиментацію пилу з пилоповітряного потоку під час визначення інтенсивності пиловиділення наземного джерела. Вперше досліджено динамічну взаємодію потоку сипучого матеріалу та повітря у середині огородження за умов протитечійної та прямоточної схем аспірації. Доведено енергетичну доцільність застосування прямоточної схеми аспірації огородження стаціонарного типу. Отримано залежності для визначення кількості повітря, ежектованого сипучим матеріалом в огородженнях з урахуванням умов формування потоку під час входу в огородження. Визначено критерії створення зони циркуляції повітря, ежектованого в огородження. Проаналізовано вплив вітру на продуктивність місцевих відсосів перевантажувальних вузлів. Розроблено автономні системи аспірації, убудовані безпосередньо в машину. Визначено ефективність запропонованих засобів обезпилювання складського устаткування.

  Скачати повний текст

Розроблено ресурсоощадну технологію підготовки та спікання агломераційних шихт з високою часткою залізовмісних відходів і тонкодисперсних матеріалів. Досліджено параметри руху матеріалу в поперечному перерізі барабана-огрудковувача та вперше розрахунково-аналітичним та експериментальним шляхом визначено оптимальні питомі динамічні навантаження на гранули. Доповнено теоретичні та практичні засади технології підготовки та спікання шихти, що вміщує високу частку відходів металургійного виробництва. Здійснено впровадження в агломераційне виробництво ВАТ "ДМКД" технології спікання шихт, що вміщують сталеплавильні шлами та шлаки. Вперше розроблено теоретичні засади технології запалювання за умови розподілу енергії запального горна на радіаційну та конвективну складові. Вперше розрахунково-експериментальним шляхом встановлено взаємозв'язок товщини колосників з активним перетином колосникової гратки за умов припустимого просвіту щілини. Розроблено та впроваджено на трьох агломашинах ВАТ "ДМКД" нову конструкцію колосника. За даними технологіями та конструкціями вироблено понад 19,9 млн. т агломерату та 7,7 млн. т чавуну.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розробки ефективних алгоритмічних засобів систем управління процесом огрудкування. Розвинуто новий науковий підхід до розробки систем автоматичного управління технологічним процесом огрудкування, заснований на застосуванні методу розпізнавальної оптимізації. Запропоновано дворівневу систему управління процесом окомкування. Доведено її економічну ефективність.

  Скачати повний текст

Вирішено проблеми підготовки брикетуванням дрібнофракційних металургійних відходів, створення вітчизняного пресового обладнання для брикетування та науково-методичних основ розробки його параметрів. Обгрунтовано та вибрано фізико-механічні характеристики дрібнофракційних шихт, які визначають їх поведінку шляхом брикетування в валкових пресах. Розвинено наукові основи розробки механізму деформації та параметрів брикетування шихт у валках з формувальними елементами. Наведено математичну модель прогнозного розрахунку величини та характеру розподілу ущільнення по перерізу формувального елемента з урахуванням його розмірів і конфігурації. Створено методику розрахунку основних параметрів валкового пресу з програмою реалізації на ПЕОМ, яка дозволяє визначити виникаючі навантаження в його основних вузлах і механізмах. На підставі одержаних результатів, сформульованих вимог і нових технічних рішень розроблено та впроваджено на підприємствах конструкцію валкового пресу.

  Скачати повний текст

Досліджено властивості шламів та шлаків за різної вологості під час їх руху по футеровочних матеріалах. Електрокінетичні дзета-потенціали свідчать про можливість заміни вапна та бентоніту шлаками як в'яжучих за умов огрудкування шихт. Встановлено, що електроосмосом можна знизити вологість шламів з 18 до 15 % і зробити їх придатними для офлюсовання аглошихти. Вапняк в агломераті можна замінити на сталеплавильні шлаки до 36,5 % і в перспективі до 50 %, а у котунах підвищити основність до 1 та вище. Розроблено технологію переробки шлаків, яка забезпечує повніше вилучення скрапу та вищу його якість. У разі впровадження технології фактичний економічний ефект дорівнює 347 тис. грн/рік.

  Скачати повний текст