DOI: 10.52150/2522-9117-2024-38-265-281

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

Бєлькова Алла Іванівна, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-8519-9351. E-mail: iro4ka01091990@gmail.com

Степаненко Дмитро Олександрович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-5913-2284

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

Греков Станіслав Вікторович, н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0003-2849-0999. E-mail: gsv12345679@gmail.com

ВИБІР КРИТЕРІЇВ ТА РОЗРОБКА МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ КОЕФІЦІЄНТІВ РОЗПОДІЛУ ЕЛЕМЕНТІВ В СИСТЕМІ «МЕТАЛ-ШЛАК» ПРИ ОБРОБЦІ СТАЛІ НА УКП

Анотація. Представлені основні засади розробленої методики прогнозування коефіцієнтів розподілу сірки, кремнію, марганцю та алюмінію між кінцевими продуктами після ковшової доводки сталі на основі концепції спрямованого хімічного зв’язку та аналітичного апарату аналізу багатовимірних даних. Виконано оцінку взаємозв’язків показників системи «метал-шлак» до та після доведення сталі відповідними добавками на установці ківш-піч за даними марок сталі SAE1006. Обґрунтована інформативність та застосування параметрів міжатомної взаємодії, які характеризують хімічний склад сталі,  шлаку та добавок, та показників технологічного режиму у якості модельних параметрів прогнозних моделей для розрахунку коефіцієнтів розподілу елементів домішкової (S, P) та матричної (Mn, Si) підсистем металевої системи при позапічній обробці сталі. Здійснено генерацію структури комплексних показників систем «метал-шлак» та «метал-добавки» з урахуванням їх хімічного складу та фізико-хімічних властивостей з використанням математичного апарату узагальненої функції бажаності Харрінгтона, що дозволяє різнорозмірні показники «згорнути» у єдиний узагальнений показник. Розроблено прогнозні моделі для розрахунку коефіцієнтів розподілу елементів з використанням комплексних показників у вигляді L_el = A·F_ms^α1·F_md^α2·F_t^α3, де F_ms, F_md, F_t – комплексні показники відповідно систем «метал-шлак», «метал-добавки» та технологічного режиму плавки; А, α₁, α₂, α₃ – коефіцієнти рівнянь, які визначаються для конкретної марки сталі. Запропонований підхід відрізняється від традиційних методів розглядання коефіцієнтів розподілу елементів шихти як постійних величин та закладає передумови для розробки алгоритму прогнозування та направленого формування хімічного складу кінцевих розплавів з урахуванням початкового складу металу та шлаку, які подаються в ківш, та вибору оптимального складу шлакових сумішей, легуючих і мікролегуючих добавок.

Ключові слова: система «метал-шлак», параметри міжатомної взаємодії в розплавах, коефіцієнти розподілу сірки, кремнію, марганцю та алюмінію, комплексні показники систем «метал-шлак» та «метал-добавки», функція бажаності.

DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-265-281

Посилання для цитування: Вибір критеріїв та розробка моделей для прогнозування коефіцієнтів розподілу елементів в системі «метал-шлак» при обробці сталі на УКП / Д. М. Тогобицька, А. І. Бєлькова, Д. О. Степаненко, І. Р. Поворотня, С. В. Греков // Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024. Вип. 38. С. 265-281. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-265-281

Перелік посилань

1. Тогобицька Д. М., Снігура І. Р. Моделювання металевих розплавів на рівні міжатомної взаємодії. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2022. Вип. 36. С. 404-413. https://doi.org/10.52150/2522-9117- 2022-36-404-413
2. Прогнозування теплофізичних властивостей хромовмісних феросплавів / Д. М. Тогобицька, О. В. Кукса, С. В. Греков, І. Р. Поворотня, Ю. М. Ліхачев, Н. Е. Ходотова  Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Вип. 37. С. 287-294. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-287-294
3. Togobitska D. and Belkova A. New approach to evaluating the thermodynamic consistency of melts in the “Metal-Slag” system based on interatomic interaction parameters Lithuanian Journal of Physics. Vol. 64, No. 1, pp. 58-71 (2024). https://doi.org/10.3952/physics.2024.64.1.6
4. Togobitska D., Bielkova A., Stepanenko D. (2023). Model decision-making system in the task of choosing the optimal composition of the blast furnace burden under specific operating conditions of BF. Acta Metallurgica Slovaca, 29(2), 67–74. https://doi.org/10.36547/ams.29.2.1764
5. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий: монографія. М.: Наука, 1976. 280 с.