У дисертаційній роботі виконано комплекс теоретичних розробок і експериментальних досліджень, присвячених динаміці руху шихти по трактах завантаження сучасних доменних печей, а також розробці теоретичних основ автоматичного коригування ведення доменної плавки на підставі даних газодинаміки колошникової зони доменної печі. Дисертація присвячена дослідженню процесів завантаження доменних печей, а також розробці наукових основ для автоматичного ведення доменної плавки.
Вперше встановлено закономірності зміни рельєфу поверхні засипу на колошнику від гранулометричного складу потоку доменної шихти при використанні засипних апаратів конусного і безконусного типів. Раніше такі закономірності відомі не були. Це дозволяє підвищити точність прогнозування газодинамічного режиму роботи доменної печі, знизити витрату коксу і природного газу, а також збільшити міжремонтні терміни експлуатації печі на 15-20%.
Вперше встановлено закономірності комплексного впливу конструктивно-технологічних параметрів систем завантаження доменних печей на рельєф шихти на колошнику. Це дозволило здійснювати оперативну корекцію рельєфу шихти на колошнику, що призвело скорочення витрат енергоносіїв на 1,5%.
Вперше встановлені інтегральні закономірності між кінематичними параметрами потоку шихтових матеріалів за елементами систем завантаження і їх пропускною спроможністю. Раніше такі дані носили фрагментарний характер. Це дозволило підвищити ефективність управління завантаженням доменних печей і, як наслідок, підвищити показники плавки в цілому.
Вперше встановлено експериментально та теоретично обгрунтовано, що корекцію рельєфу шихтових матеріалів на колошнику можна проводити як окремо зміною кута нахилу лотка-розподільника і величиною відкриття шихтового затвора бункера БЗП, так і спільним зміною зазначених параметрів.
З огляду практичного застосування матеріалів дисертаційної роботи виконано наступне:
- розроблені наукові основи корекції програм завантаження доменних печей, що забезпечують раціональні режими плавки на конкретних використовуваних шихтових умовах;
- встановлено та експериментально підтверджено, що для ефективного управління потоками шихтових матеріалів в трактах завантаження необхідно змінювати не тільки кут нахилу лотка-розподільника безконусного завантажувального пристрою, але і кут відкриття шиберного затвора накопичувального бункера. Це дає можливість найбільш точно забезпечувати руднє навантаження по радіально-кільцевих зонах колошника доменної печі;
- запропоновано новий метод визначення раціональних параметрів шарів шихтових матеріалів в сухій зоні доменної печі, що забезпечують найкращу газодинаміку при існуючих шихтових умовах;
- запропоновано новий алгоритм роботи автоматичної системи управління завантаженням доменної печі, що дозволяє коригувати програми завантаження для конкретних умов, а також при їх активній зміні;
- підтверджена ефективність техніки моніторингу процесу динамічної зміни профілю засипу шихтових матеріалів на колошнику доменної печі за допомогою радарної техніки. Розроблений пілотний алгоритм завантаження і його корекції впроваджений в систему автоматичного управління завантаженням доменної печі успішно випробуваний на моделі.
Основні положення дисертації використовуються в навчальному процесі під час виконання магістерських та бакалаврських дипломних робіт студентами Національної металургійної академії України.
Розроблені в дисертаційній роботі методики та технічні рішення щодо визначення раціональних параметрів завантаження доменних печей, технології ведення плавки і основних характеристик завантажувального пристрою дозволяють аналітично визначати параметри для коригування програм завантаження і створюють основу для повної автоматизації процесу завантаження.
Методики і технічні рішення, отримані в даній роботі, впроваджені на ПрАТ "ДнепроГідроМаш", а також на Золотоніському машинобудівному заводі ім. І.І. Лепсе. З їх допомогою проводиться проектування сучасних завантажувальних пристроїв доменних печей, які плануються до експлуатації на ПАТ ДМКД, ПАТ "Азовсталь", ПАТ "Запоріжсталь".
