Скачко О. С. Розробка фізико-хімічних критеріїв та моделей для науково обґрунтованого прогнозування і спрямованого формування складу і властивостей продуктів доменної плавки

У дисертації вирішена актуальна проблема розробки фізико-хімічних критеріїв і моделей для оцінки процесів розподілу елементів шихти між продуктами доменної плавки, з метою спрямованого формування хімічного складу і властивостей чавуну і шлаку в змінних сировинних і технологічних умовах. На основі виконаних досліджень впливу складу і властивостей шихтових матеріалів на процеси доменної плавки розроблено інтегральний показник доменної шихти Кш, який має високу інформативністю, оскільки характеризує агрегатні і фазові перетворення сировини в печі, властивості міцності і високотемпературні властивості шихти, та, як наслідок, спрямований розподіл елементів шихти в системі «чавун-шлак». Виконано оцінку впливу технологічних параметрів (температурний режим, глибина фурменої зони, теоретична температура горіння) на перебіг доменного процесу. Отримано інтегральний показник температурно-дуттьового режиму Ктд, який включає температурний індекс печі ТІП, ступінь використання газу EtaCO і глибину фурменої зони Lфз, яка відображає тепловий стан у горні доменної печі. На основі отриманих інтегральних показників шихти і температурно-дуттьового режиму розроблені нові аналітичні залежності для прогнозування коефіцієнтів розподілу елементів шихти між чавуном і шлаком. Встановлено закономірність узгодженої зміни інтегральних параметрів складів чавуну і шлаку, яка реалізована у вигляді аналітичної залежності ZY=f(r, De, Тфз), де Тфз – температурний показник стану фурменої зони печі. Виявлена залежність характеризує умову і ступінь узгодження хімічних складів розплавів у горні доменної печі і рекомендується до використання для оцінки завершеності процесів розподілу елементів у системі «чавун-шлак», а також перевірки адекватності прогнозних моделей коефіцієнтів розподілу елементів шихти. Отримали подальший розвиток алгоритмічні засоби для прогнозування складу та властивостей продуктів доменної плавки в системі «Прогноз» комп'ютерної системи «Шихта». Розроблені алгоритми і моделі пройшли апробацію на поточних даних про роботу ряду доменних печей в різних сировинних і технологічних умовах. Комп'ютерна система «Прогноз» передана до інженерної служби для використання на ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг». Впроваджено у виробництво. Металургійна галузь.