Цюпа Н. О. Розробка критеріїв оцінки і методів підвищення лужної ємності доменних шлаків з метою максимального виведення лужних з'єднань із доменної печі

У дисертації вирішена актуальна проблема розробки критеріїв оцінки лужної ємності і способів спрямованого формування властивостей шлаків доменної плавки, з метою максимального виведення лужних сполук з печі, підвищення ефективності управління шлаковим режимом і техніко-економічних показників процесу плавки. Вперше розглянуто та науково обґрунтовано механізм впливу оксидів калію і натрію на структуру і властивості доменних шлаків та вибрано показник нерівноважності катіонної підрешітки, який обчислюється з рівняння її стабільності та характеризує особливості будови структурних комплексів при зміні складу оксидної системи. На основі виявлених закономірностей впливу лужних сполук на технологічні властивості оксидних систем розроблені аналітичні вирази для прогнозування в'язкості і температури хорошої плинності луговмісних кінцевих доменних шлаків. Отримали розвиток прогнозні моделі для температур початку (кінця) розм'якшення і плавлення агломератів і обкотишів, а також на поточних даних про роботу ряду доменних печей України підтверджена їх працездатність. Вперше виявлено поелементний вплив компонентів шлакового розплаву на абсорбцію лужних з'єднань шлаком з урахуванням їх міжатомної взаємодії та показано, що відповідний вміст оксидів кремнію, марганцю та титану дозволяє забезпечити вибір оптимального складу шлаку високої лугопоглинальної здатності. Вперше запропоновано показник для оцінки фактичних концентрацій лужних оксидів (К2О і Na2O) в шлаковому розплаві - "лужна ємність", який дозволяє виконати оперативну прогнозну оцінку вмісту оксидів калію і натрію в шлаковому розплаві в реальних умовах роботи доменних печей. Запропонована методика рекомендована для використання в промислових умовах при відсутності контролю вмісту лужних оксидів в кінцевому шлаку, а також при вирішенні задач вибору оптимального складу шихти, що забезпечує спрямоване формування продуктів доменної плавки. Запропоновано метод оперативної оцінки оптимальної лужної ємності доменного шлаку, заснований на взаємозв'язку лужної ємності доменного шлаку і лужного навантаження. Їх співвідношення рекомендовано в якості критерію, який дозволяє здійснити контроль накопичення лужних сполук у просторі доменної печі і обґрунтовано здійснити вибір керуючих дій для своєчасного коригування складу і масового співвідношення компонентів шихти з метою отримання чавуну і шлаку оптимального складу в конкретних шихтових і технологічних умовах. Впроваджено у виробництво. Металургійна галузь.