DOI: 10.52150/2522-9117-2018-32-93-106

Чайка Олексій Леонідович, к.т.н., с.н.с., зав. лабораторією, Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: chayka777@list.ru
Чернятевич Анатолій Григорович, д.т.н., проф., зав.відділом, Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: agchern@ua.fm; ORCID 0000-0002-4552-4997
Сохацький Олександр Анатолійович, к.т.н., н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107
Москалина Андрей Олександрович, н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: andreimp250@inbox.ru
Голуб Тетяна Сергіївна, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: dove@email.ua, ORSID 0000-0001-9269-2953;
Молчанов Лавр Сергійович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; ORSID 0000-0001-6139-5956

Дослідження впливу вмісту кремнію в чавуні та його температури
на ексергетичні показники системи «доменна піч-конвертер»

Анотація. Метою роботи є дослідження енергоємності металопродукції в системі «доменна піч – кисневий конвертер» при освоєнні пиловугільного палива (ПВП) в доменному виробництві. Одним з параметрів, що характеризують термодинамічні показники доменної плавки, є вміст кремнію в рідкому чавуні. Виконано дослідження впливу вмісту кремнію в чавуні і його температури на показники роботи і термодинамічні показники виплавки стали в технологічному ланцюгу «доменний – киснево-конвертерний цех» при освоєнні пиловугільного палива в доменному цеху. Розраховані граничні мінімальні і максимальні значення зміни продуктивності і витрати коксу, і ексергетичної показників при зміні вмісту кремнію в чавуні. Встановлено, що зменшення вмісту кремнію і температури чавуну в доменній печі дозволяє зменшити втрати ексергії, збільшити ексергетичної ККД, зберегти на постійному рівні або поліпшити екологічні показники. Однак зменшення температури чавуну може привести до суттєвих розладів в роботі доменної печі. Показано, що найбільший вплив в технологічній системі «доменний – киснево-конвертерний цех» надає змісту кремнію в чавуні, зменшення якого сприяє збільшенню ексергетичної ККД, зменшення ексергетичної втрат і поліпшенню екологічних показників. Температура чавуну на ексергетичної і екологічні показники в системі «доменний – киснево-конвертерний цех» має незначний вплив, однак, зменшення температури чавуну може привести до суттєвих розладів в роботі комплексу «доменна піч – кисневий конвертер».
Ключові слова: доменна піч, кисневий конвертер, ПВП, вміст кремнію в чавуні, температура чавуну, ексергетичної і екологічні показники.

Бібліографічний список
1. К вопросу об энергетической оценке современной технологии черной металлургии / Лякишев Н.П., Николаев А.В. // Металлы. – 2001. – №5. – С. 8-18.
2. Домна в энергетическом измерении / А.В. Бородулин, А.Д. Горбунов, В.И. Романенко, С.П. Сущев. – Днепродзержинск: ДГДУ, 2006. – 542 с.
3. Эксергетический анализ работы доменной печи на комбинированном дутье / А.В. Бородулин, О.И. Варивода, А.Ф. Ковтун, Б.М. Хенкин // Деп. в Черметинформ. 30.11.89. № 5296 – 4М89. 46 с. РЖМеталлургия. 1990. 3В178 Деп.
4. Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. Под ред. Бродянского В.М. – М.: Энергоиздат, 1988. – 288 с.
5. Айзатулов Р.С., Бородулин А.В., Ковтун А.Ф. Методика эксергетического анализа кислородно-конвертерной плавки. ИЧМ, 1989, 37 с. Деп. рукопись в Черметинформации, 30.11.89, №5297 – ЧМ89.
6. Бородулин А.В., Кобеза И.И., Рехтин H.Е. и др. Анализ и оптимизация энергоиспользования в комплексе доменная печь – конвертер // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 1992. – № 2. – С. 56-58.
7. Эксергетический анализ доменной плавки при применении различных видов топлива / В.И. Большаков, А.Л. Чайка, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. − 2012. − Вып. 26. − С. 35-41.
8. Эксергетический анализ энергоэффективности применения пылеугольного топлива в доменном производстве / В.И. Большаков, А.Л. Чайка, А.А. Москалина // Экология и промышленность. – 2014. –№ 2. – С. 87-94.
9. Эксергетический анализ доменной плавки с использованием пылеугольного топлива / А.Л. Чайка, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина // Известия ВУЗов. Черная Металлургия. – 2014. – № 4. – С. 68-70.
10. Анализ энергоэффективности применения ПУТ в доменном производстве с использованием эксергетического метода исследования / А.Л. Чайка, В.И. Большаков, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина, В.Ю. Шостак // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. − 2014. − Вып. 28. − С. 32-46.
11. Исследование влияния химического состава пылеугольного топлива на тепловые и эксергетические показатели доменной плавки / А.Л. Чайка, А. А. Сохацкий, А.А. Москалина, Б.В. Корнилов, К.С. Цюпа, В.Ю. Шостак // Экология и промышленность. – 2017. – № 3-4. – С. 76- 84.
12. Кияшко Т.С., Семыкин С.И., Бородулин А.В. Исследование энергетического состояния конвертерной ванны, Сборник докладов международной научно-практической конференции «Теория и практика тепловых процессов в металлургии» – Екатеринбург: УрФУ, 2012 – С. 266-272.
13. Полный энергетический баланс доменной плавки с применением ПУТ в условиях Украины / А.Л. Чайка, А.А. Сохацкий, А.А. Москалина, Б.В. Корнилов, В.Ю. Шостак, К.С. Цюпа, Р.В. Авдеев // Теория и практика металлургии. – 2017. – № 3-4. – С. 5-9.
14. А. с. № 73905 Украины. Методика расчета. Полный энергетический баланс доменной плавки / Бородулин А.В., Чайка А.Л., Сохацкий А.А., Москалина А.А. Заявл. № 73841 15.05.17. Регистр. 25.09.17.
15. Металлургия чугуна: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / Под редакцией Ю.С. Юсфина. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 774 с.
16. Товаровский И. Г. Познание процессов и развитие технологии доменной плавки – Днепропетровск: Журфонд, 2015. – 912 с.
17. Условия доменной плавки с низким содержанием кремния в чугуне / С.В. Филатов, И.Ф. Курунов, Л.А. Смирнов, В.А. Кобелев, О.П. Онорин // Сталь. – 2013. – №8. – С. 7-10.
18. Остроухов М.Я., Шпарбер Л.Я. Справочник мастера-доменщика. – М.: Металлургия, 1976. – 304 с.
19. Волков В.П., Шпарбер Л.Я., Гусаров А.К. Технолог-доменщик: справочник. – М.: Металлургия, 1986. – 263 с.
20. Маслов В.А., Дубовкина М.Ю., Хлестова О.А. Использование математических моделей снижения температуры чугуна с целью определения выхода углеродсодержащих отходов / Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки. – 2011. – Вып. 22. – С. 41-44.