Тогобицька Дар’я Миколаївна, д.т.н., проф., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-6413-4823. Е-mail: dntog@ukr.net

Снігура Ірина Романівна, к.т.н., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0001-5872-7403

Піптюк Віталій Петрович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0002-2915-1756

Греков Станіслав Вікторович, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107. ORCID: 0000-0003-2848-0999

НОВИЙ ПІДХІД ДО ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ СПРЯМОВАНОГО ФОРМУВАННЯ КІНЦЕВИХ РОЗПЛАВІВ ПРИ ДОВЕДЕННІ СТАЛІ НА УСТАНОВЦІ КІВШ-ПІЧ

Анотація. Ціль роботи полягає у розкритті сутності запропонованого нового підходу щодо опису закономірностей розподілу елементів між металевою та шлаковою фазами, підґрунтям для розробки якого слугували створені інформаційний та інтелектуальний ресурси бази знань “Металургія” розробленої в ІЧМ НАНУ. Інформаційна складова представляє собою бази даних про властивості металургійних розплавів “Метал”, “Шлак”, “Феросплави” та ” Метал-Шлак-Газ”, що безперервно поповнюються сучасними даними і містять результати власних й промислових експериментальних досліджень властивостей металургійних розплавів і літературного пошуку (статті, патенти, винаходи, наукові розробки, монографії). У якості наукового підґрунтя для опису процесів взаємодій між фазами в роботі використана оригінальна концепція спрямованого хімічного зв’язку, а також накопичений в ОФХП досвід створення інформаційно-аналітичних систем прогнозування та управління процесами виплавки чавуну та сталі. Застосування концепції спрямованого хімічного зв’язку забезпечило зниження факторного навантаження у ході моделювання за рахунок процедури “згортки” хімічного складу багатокомпонентних систем у параметрах міжатомної взаємодії при цьому враховано вклад кожного компоненту розплаву. Головна відмінність запропонованого підходу від існуючих, полягає у врахуванні міжатомних зв’язків при взаємодії розплавів металу та шлаку, комплексних співвідношень їх фізико-хімічних і теплофізичних властивостей, а також значимих технологічних показників при позапічній обробці на установці ківш-піч (УКП). З метою візуалізації та роз’яснення етапів нового підходу представлена макросхема для вирішення задач прогнозування кінцевих продуктів сталі при її позапічній обробці на УКП. Розроблено адекватні математичні моделі (R2≥0,9), які дають можливість кількісно оцінити ефективність засвоєння та розподілу основних елементів добавок, що визначають технологічну цілеспрямованість процесу обробки напівпродукту та обумовлюють підбір з цих позицій раціональних складів легуючих, рафінуючих компонентів у межах сучасної вітчизняної сировинної бази.

Ключові слова: металургійні розплави, параметри міжатомної взаємодії, прогнозні моделі, розподіл елементів, УКП.

Посилання для цитування: Тогобицька Д. М., Снігура І. Р., Піптюк В. П., Греков С. В. Новий підхід до вирішення проблеми спрямованого формування кінцевих розплавів при доведенні сталі на установці “ківш-піч”. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2021. Вип. 35. С. 296-309. (In Ukrainian).

DOI: 10.52150/2522-9117-2021-35-296-309

Перелік посилань

  1. Гасик М. И., Лякишев Н. П. Физикохимия и технология электроферросплавов: Учебник. – Дн-ск: Системные технологи, 2008. – 453.
  2. Вихлевщук В. А., Харахулах В. С., Бродский С. С. Ковшевая доводка стали: Днепропетровск: Системные технологии, 2000. – 190 с.
  3. НикитинМ.С., РябоваА.В. К вопросу об оценке степени усвоения и равномерности распределения олова при легировании стали. – Вестник Южно-Уральского государственного университета. –  № 36. – С. 26 – 29.
  4. Жучков В. И., Шешуков О. Ю., Лозовая Е. Ю. Сравнительная оценка эффективности усвоения ферросплавов при выплавке стали. – Электрометаллургия. – №  5. –  С. 9 – 11.
  5. Приходько Э. В. Металлохимия многокомпонентных систем. – М.: Металлургия. –  320 с.
  6. Бабаченко А. И. Оптимизация химического состава стали для железнодорожных колес, обеспечивающего стабилизацию механических и повышение эксплуатационных свойств // Бабаченко А. И., Тогобицкая Д. Н., Козачек А. С., Кононенко А. А., Кныш А. В., Снигура И. Р. – Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2016. – № 2. – С. 67 – 73.
  7. Togobitskaya N. Prediction of Ferroalloy Properties for Expert Evaluation of the Efficiency of their Use During Addition to Steel in a Ladle Furnace Unit. /Togobitskaya D. N., Piptyuk V. P., Petrov A. F., Grekov E. V., Mirgorodskaya A. S. // Metallurgist. – 2019. – Vol 62. No (11-12). pp. 1115-1122.
  8. Піптюк В. П. Експериментальне дослідження підвищення технологічності брикетів феросиліцію для виробництва сталі / В. П. Піптюк, Д. М. Тогобицька, К. В. Баюл, І. М. Логозинський, Б. А. Левін, О. П. Петров, С. В. Греков, Г. О. Андрієвський // Сучасні проблеми металургії. Наукові вісті. – Дніпро. – № 21. – Вип. 1. – С.50-55.
  9. Тогобицкая Д. Н. Базы данных и модели для экспертной оценки эффективности использования ферросплавов при производстве стали / Тогобицкая Д. Н., Пиптюк В. П., Петров А. Ф., Греков С. В., Снигура И. Р., Лихачев Ю. М. Головко Л. А. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. – –   № 31. –   С. 150 – 165.
  10. Д. Н. Тогобицкая, М. апер, О. Гридин, И. Р. Снигура Компьютерное моделирование температур плавления и кристаллизации сплавов специального назначения. – Сталь. –  № 6. –  С. 11 – 15.
  11. Снігура І. Р. Розробка критеріїв та комплексних показників для опису фізико-хімічних взаємодій в системі “метал-шлак” при позапічній обробці сталі: автореферат дис. канд. техн. наук. Дніпро. 23 с.
  12. Скребцов А. М. Температура полного распада кластеров металлического расплава. Каково ее значение?. – Известия вузов. Чёр. металлургия. – № 2. –  С. 28–32.
  13. Ладьянов В. И., Новохатский И. А., Логунов С. В. Оценка времени жизни кластеров в жидких металлах. – Металлы. –   №2. – С. 13 – 22.