Анотація до роботи:

Дубовкіна М.Ю. “Удосконалення технології підготовки чавуну до конверторної плавки”, рукопис на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.16.02. – Металургія чорних металів. Приазовський державний технічний університет, Маріуполь, 2004р.

Розроблено математичні моделі для прогнозування поточних значень температури у процесі передачі чавуну, з корекцією коефіцієнтів апроксимації у залежності від зміни умов транспортування. Розроблена структурна схема АСУ дозволить вчасно приймати рішення для виконання технологічних операцій і транспортування ковшів.

Розроблено методику визначення коефіцієнта акумулюючої здатності, футерівки чавуновізного ковша. Встановлено, що в процесі служби ковша за рахунок взаємодії з чавуном збільшується значення цього коефіцієнта, що знижує акумулюючі здатності футерівки.

Отримане рішення температури контакту футерівки з розплавом і товщини активного шару футерівки дозволило запропонувати нове рішення для визначення втрат тепла на акумуляцію кладкою.

Запропоновано заходи щодо скорочення втрат тепла чавуном, що дозволило підвищити кінцеву температуру металу на 25⁰С. У результаті аналізу термодинамічних і кінетичних умов, що впливають на ефективність десульфурації, запропонована двоступінчаста обробка в заливальному ковші: перший ступінь - вапном до 0,02%S, а потім - магнієм до 0,001-0,003%S.

При підвищенні кінцевої температури чавуну на 25⁰С економічна ефективність може складати близько 0,35грн/т сталі. За умовою використання двоступінчастої обробки в заливальному ковші, та заміни магнію вапном очікувана економічна ефективність може становити 0,52 - 4,00 грн/т чавуну.

Розроблено метод обробки промислових даних з десульфурації чавуна, який дозволяє виявити технологію з найвісшею ефективністю використання реагентів, зрівнювати їх ефективність, способи ввода у разплав, технологїї які використовують на різних комбінатах та в одном цехі, а також визначити економічну ефективність.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення й нове технічне розв’язання наукової задачі поліпшення техніко-економічних показників технології підготовки чавуну до конверторної плавки шляхом збереження фізичного тепла чавуну й оптимізації його обробки на основі комплексного дослідження теплообмінних і фізико-хімічних процесів, реалізованих у чавуновізному і заливальному ковшах, а також системи організації постачання чавуновізних ковшів.

2. Отримано залежності для визначення температури контакту футерівки з розплавом і товщини активного шару футерівки. Удосконалено метод визначення втрат тепла на акумуляцію кладкою. Запропоновано метод визначення акумулюючої здатності активного шару футерівки в процесі експлуатації.

3. Уточнено фізичну сутність коефіцієнта акумулюючої здатності матеріалу і встановлено його фактичне значення, величина якого більша за довідкову мало не в два рази. Встановлено, що в процесі взаємодії футерівки з залізовуглецевим розплавом на 20% збільшується щільність і коефіцієнт теплопровідності вогнетриву. З цим пов'язані втрати тепла на акумуляцію, що зростають у процесі експлуатації ковша. Використання більш щільного вогнетриву для робочого шару дозволить знизити ці втрати.

4. З метою зниження втрат тепла, під час зносу футерівки чавуновізного ковшу, пропонується між кожухом і кладкою використовувати теплоізоляційний шар товщиною 0,02м з волокнистого вогнетриву МКРПГ - 400.

5. Розроблено метод обробки промислових даних з десульфурації чавуну, який дозволяє виявити технологію з найвищею ефективністю використання реагентів, порівнювати їх ефективність, способи введення в розплав, застосовувані технологїї на різних комбінатах та в одному цеху, а також визначити економічну ефективність.

6. У результаті аналізу термодинамічних і кінетичних умов, що впливають на ефективність десульфурації чавуну (концентрації сірки на початку і в кінці обробки, якості реагенту і його ціни, методів його введення, міжфазної поверхні, часу взаємодії), пропонується використовувати двоступінчасту десульфурацію металу в заливальних ковшах. Перший ступінь - обробка вапном до фіксованого значення 0,02%S, другий ступінь - глибока десульфурація гранульованим магнієм.

7. Впровадження таких заходів, як ущільнення шару вогнетриву, який контактує безпосередньо з залізовуглецевим розчином, наявність ізоляційного шару в чавуновізному ковші, подача під налив ковшів з температурою внутрішньої поверхні не менш 700⁰С, налив ковшів не менш 90т , зробить можливим підвищення кінцевої температурі металу на величину порядку 25⁰С. При цьому витрати магнію на десульфурацію підвищаться на 3%, однак підвищення температури чавуну під час зливу в конвертер дозволить мати очікуваний економічний ефект порядку 0,35грн./т.

8. За умовою впровадження двоступінчастої десульфурації чавуну економічний ефект може становити 0,52 - 4,00 грн/т чавуну (в залежності від ціни на реагентів).

9. Для оптимізації технологічних параметрів при доставці й обробці передільного чавуну розроблена структурна схема АСУ, що дозволить диспетчеру доменного цеху мати необхідну інформацію і приймати своєчасні рішення щодо прискорення руху ковшів і виконання технологічних операцій.

Публікації автора:

1. Капустин Е.А., Дубовкина М.Ю. К теории и экономической оценке десульфурации чугуна // Сталь.-2004.-№9.-С.12-15.

2. Капустин Е.А., Дубовкина М.Ю. Аккумуляция теплоты футеровкой чугуновозного ковша // Металлургическая и горнорудная промышленность.-2001.-№4.-С.89-91.

3. Капустин Е.А., Дубовкина М.Ю. Метод определения теплоаккумулирующей способности футеровки печей. // Металлургическая и горнорудная промышленность.-2002.-№.-4.-С.90-92.

4. Шмачков П.Л., Дубовкина М.Ю., Капустин Е.А. Влияние процесса доставки чугуна на его конечную температуру // Металлургическая теплотехника. Сборник научных трудов / НметАУ. –Днепропетровск,.-2000.-Т.3.-С.166-170.

5. Зайцев В.С. Дубовкина М.Ю. К вопросу моделирования потерь тепла в чугуновозном ковше // Вестник Приазов. гос. техн. ун-та: Сб. науч. тр.- Мариуполь, 2001. – Вып.11.- С. 259-262.

6. Зайцев В.С., Дубовкина М.Ю. Влияние массы чугуна на его конечную температуру при транспортировке в чугуновозных ковшах // Теория и практика металлургии. -2001.-№6.-С.8-10.

7. Зайцев В.С. Гулыга Д.В. Дубовкина М.Ю. Вопросы создания АСУ при перевозках жидкого чугуна на участке доменный цех - конвертерный цех // Металлургическая и горнорудная промышленность.–2002.-№1.-С.107-109.

8. Дубовкина М.Ю. Снижение потерь тепла при транспортировке жидкого чугуна из доменного в сталеплавильный цех // Вісник Національного університета "Львівська політехніка", Теплотехніка, інженерія, довкілля, автоматизація.-2002.-№ 452.-С 72-74.

9. Берестовой А.М., Дубовкина М.Ю., Хлестова О.А. Проблемы энергосбережения при перевозке наливных грузов. // Залізничний транспорт України.-2001.-№1-С.21-22.

10. Шмачков П.Л., Дубовкина М.Ю., Капустин Е.А. Сохранение теплофизических параметров чугуна в чугуновозном ковше в процессе его доставки от доменной печи к миксеру // Тезисы докладов VII региональной научно-технической конференции, Мариуполь, апрель 2000г.- Мариуполь, 2000.-Т.2.-С 36.

11. Зайцев В.С., Дубовкина М.Ю. Экспертная система для прогнозирования веса плавок в доменном цехе // Тезисы докладов VIII региональной научно-технической конференции. Мариуполь, 2001г.- Т.2.- С 112.

12. Зайцев В.С., Дубовкина М.Ю.. Влияние массы чугуна на его конечную температуру при транспортировке в чугуновозных ковшах // Материалы первой международной научно-практической конференции “Вычислительная техника в информационных и управляющих системах”.-Мариуполь, 2000.-С.41-42.

13. Дубовкина М.Ю. Усовершенствование технологии доставки чугуна к сталеплавильному агрегату // Тезисы докладов IХ региональной научно-технической конференции, Мариуполь, апрель 2002г.-Мариуполь, 2002.-Т.2.-С 26.

14. Дубовкина М.Ю. Минимизация затрат в процессе десульфурации чугуна в заливочном ковше // Тезисы докладов Х региональной научно-технической конференции, Мариуполь, апрель 2003г.-Мариуполь, 2003.-Т.1.-С 20-21.

15. Исследования технологических возможностей десульфурации металла при выплавке качественных сталей на ММК “Азовсталь” Харлашин П.С., Чаулхри Т.М. Дубовкина М.Ю. // Тезисы докладов ХI региональной научно-технической конференции, Мариуполь, апрель 2004г.-Мариуполь, 2004.-Т.1.-С 30.

16. Капустин Е.А., Дубовкина М.Ю. О целесообразности внедрения двухступенчатой десульфурации при высоком содержании серы в чугуне // Тезисы докладов ХI региональной научно-технической конференции, Мариуполь, апрель 2004г.-Мариуполь, 2004.-Т.1.-С 40.

17. Капустин Е.А., Дубовкина М.Ю. О методах обработки экспериментальных данных по десульфурации чугуна// Тезисы докладов ХI региональной научно-технической конференции, Мариуполь, апрель 2004г.-Мариуполь, 2004.-Т.1.-С 42.

Особистий внесок здобувача в наданих публікаціях.

В [1] розроблено метод порівняльної оцінки десульфуруючих реагентів. В [2] отримана залежність для визначення температури контакту на межі футерівка-чавун. Установлено, що час нагріву та охолодження внутрішньої поверхні футерівки визначається її акумулюючими здібностями. В [3] розкрито вплив величини коефіцієнту акумулюючої здатності на охолодження кладки чавуновізного ковшу. В [4] здобувачем визначено, що найбільші втрати температури чавуну під час випуску звязані с відсутністю контролю ваги в процесі наповнення ковшу та подачі під налив охолоджених ковшів. В [5] запропоновано використання статистичних моделей для прогнозування втрат тепла на різних ділянках постачання чавуну від доменної печі до сталеплавильного агрегату та процедура по уточненню коефіцієнтів, які входять в моделі. В [6] автором розроблені статистичні моделі зниження температури чавуну на різних ділянках постачання. Зроблені розрахунки втрат по запропонованим моделям. В [7] розроблені моделі, які використовуються в АСУ постачання чавуну. Отримані вхідні і вихідні величини, також запропонована схема АСУ. [8] розроблена самостійно. В [9] здобувачем проведено аналіз енерговитрат під час постачання наливних вантажів, визначені основні задачі при транспортуванні високотемпературних рідин.