DOI: 10.52150/2522-9117-2026-40-033
Є. С. Лапшин1, д.т.н., с.н.с., ORCID 0000-0002-5443-5566
О. І. Шевченко1,*, д.т.н., с.н.с., ORCID 0000-0003-2630-0186
1 Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України
* Автор для листування: igtm.aishevchenko@gmail.com
ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ ТОНКОГО ГРОХОЧЕННЯ МЕТАЛУРГІЙНИХ ВІДХОДІВ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ЧАСУ ПЛАНОВО-ПОПЕРЕДЖУВАЛЬНОГО ОЧИЩЕННЯ ПОВЕРХНІ, ЩО ПРОСІВАЄ
Анотація. Чорна металургіяналежить до базових галузей промисловості та, поруч із паливно-енергетичним комплексом, визначає конкурентоспроможність економіки нашої країни. Металургійне виробництво в Україні супроводжується утворенням величезної кількості промислових відходів.Близько 80% їх складають шлаки, близько 20% посідають пил і шлами газоочисток. Грохочення шлаку зазвичай проводиться для поділу матеріалу на фракції різного розміру, що дозволяє: отримувати цінні металеві включення; готувати шлак до подальшої переробки чи утилізації; отримувати матеріал певної крупності для будівельних або промислових потреб. Шлак через свій склад, неоднорідність і здатність утримувати вологу являє собою складний матеріал для грохочення; ці фактори можуть знижувати ефективність процесу та збільшувати час простоїв устаткування для очищення поверхні, що просіває; істотно скорочується термін роботи поверхні, що просіває, грохоту. Забивання чарунок поверхні, що просіває, призводить до втрати продуктивності, зниження якості продукції, збільшує простої і трудовитрати. Динаміка забивання чарунок поверхні, що просіває, описана марківським процесом з безперервним часом і двома дискретними станами («вільно» / «забито»). Процес забивання чарунок при класифікації сировини, що важко класифікується, математично описаний як процес чистої загибелі. Час роботи грохоту до очищення розраховується шляхом множення тривалості пробного експерименту на відношення логарифму допустимої частки чистих чарунок до логарифму частки чистих чарунок, отриманої під час цього експерименту. Розрахунок дозволяє визначити оптимальний інтервал часу між очищеннями (або спрацьовуваннями очисних пристроїв). Це виключає як передчасні зупинки (зайві простої), так і роботу на «забитій» поверхні, що просіває, з низькою ефективністю. Для підприємств, що прагнуть отримати максимальну користь зі шлаку (переробка, рекуперація матеріалів або виробництво заповнювачів) необхідно мати устаткування, яке стане надійним і економічно вигідним рішенням для виконання цих завдань. Завдяки здатності працювати з твердими матеріалами та забезпечувати стабільні результати, грохот перетворює процес класифікації шлаку зі складного завдання на можливість для підвищення ефективності виробництва.
Ключові слова: металургійні відходи, шлак, переробка, тонке грохочення, поверхня, що просіває, чарунки, забивання, час планово-попереджувального очищення, математичне моделювання.
Посилання для цитування: Лапшин Є. С., Шевченко О. І. Обґрунтування застосування тонкого грохочення металургійних відходів та визначення часу планово-попереджувального очищення поверхні, що просіває. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2026. Вип. 40. С. 562-576. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2026-40-033
References
1. Verkhovna Rada of Ukraine. On the Decision of the National Security and Defense Council of Ukraine dated July 16, 2021, “On Stimulating the Exploration, Extraction, and Beneficiation of Mineral Resources of Strategic Importance for the Sustainable Development of the Economy and the State’s Defense Capability.” URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/306/2021#Text
2. Proposals for improving the mechanisms for implementing the NSDC decision on incentivizing the exploration, extraction, and processing of mineral resources. Ukrainian Institute for the Future. September 9, 2021. URL: https://uifuture.org/publications/propozycziyi-shhodo-udoskonalennya-mehanizmiv-realizacziyi-rishennya-rnbo-shhodo-stymulyuvannya-poshuku-vydobutku-ta-zbagachennya-korysnyh-kopalyn/
3. Kasimov, A. M., Semenov, V. T., Shcherban, N. G., & Myasoedov, V. V. (2008). Modern problems and solutions in the hazardous waste management system. Kharkiv National Academy of Agricultural Sciences
4. Noskov, V. A. (2008). Development of scientific research in the field of recycling of industrial waste in ferrous metallurgy. Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy, 16, 345-351
5. Nazyuta, L. Yu., Kosolap, N. V., & Gubanova, A. V. (2005). Analysis of the raw material base of metallurgical production. Iron ore materials. Metal and casting of Ukraine, 9-10, 3-7
6. Nikolayenko P. K., Nikolayenko K. V., Tatarinov F. G., & Yakovenko N. A. (2019). Technology of additional iron extraction from processed blast furnace slag. Mineral enrichment, 74(115), 13-18
7. Berdynskyh, O. (2019). Income from waste: Ukraine can double the processing and export of slag. GMK Center. URL: https://gmk.center/ua/posts/dohid-z-vidhodiv-ukraina-mozhe-podvoiti-pererobku-taeksport-shlakiv/
8. Lapshin, Ye., & Shevchenko, O. (2023). Technogenic waste in Ukraine: assessment of its negative environmental impact, and the necessity and possibilities for processing it through fine classification and dewatering. In the monograph Waste Management System in the Circular Economy: Financial, Social, Environmental, and Energy Determinants, edited by A.S. Rosokhatata and M.H. Minchenko. Sumy: Sumy State University. P. 18–27. https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/94661
9. Lapshyn, Ye., Shevchenko, O., Dybrin, S., Dychkovskyi, R. (2025). Feasibility of Fine Classification in Processing Watered Coal Sludge from Storage: A Case Study of the Dnipro Coke Chemical Plant. Acta Montanistica Slovaca. 30 (2025), 1,100-113. https://doi.org/10.46544/AMS.v30i1.07/
10. Lapshyn, Ye. S., & Shevchenko, O. I. (2025). Justification of the possibility of obtaining secondary raw materials containing valuable components from technological waste. Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy, 39, 160-174. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2025-39-09
11. Aggregates Equipment, Inc. Overcoming Slag Screening Challenges. 04.14.25. URL: https://aeiscreens.com/news/slag-screening-challenges/
12. King, R. P. (2001). Modeling and Simulation of Mineral Processing Systems. Oxford: Butterworth-Heinemann, 403 p
13. Wills, B. A., Napier-Munn, T. (2006). Mineral Processing Technology: An Introduction to the Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery. 7th ed. Oxford: Butterworth-Heinemann. 444 p
14. Biletskyi, V. S., Oliinyk, T. A., Smyrnov, V. O., Skliar, L. V. (2020). Fundamentals of Mineral Processing Machinery and Technology: A Study Guide. Kyiv: Lira-K Publishing House. 634 p
15. Lapshin, Ye. S., & Shevchenko, A. I. (2012). Analysis of the state of development of vibration screening during the dehydration of mineral raw materials. Geo-Technical Mechanics. Issue 101. P. 84–104. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/54004/11-Lapshin.PDF?sequence=1
16. Biletskyi, V. S., Smyrnov, V. O. (2009). Mineral Processing Technology. Donetsk: Skhidnyi Vydavnychyi Dim. 72 p. URL: https://ea.donntu.edu.ua/bitstream/123456789/34510/1/Book_2009_Biletskyi_Tekhnolohiia_zbahachennia.pdf
17. Nadutyy, V. P., &Lapshyn, E. S. (2005). Probabilistic processes of vibrational classification of mineral raw materials. Scientific opinion. 180 p.
18. Nadutyy, V. P., & Lapshyn, E. S. (2001). Determining the time of planned and preventive cleaning of the sieve screen. Metallurgical and mining industry, (3), 55–57.
19. Birth–death process. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Birth%E2%80%93death_process
20. Bharucha-Reid, A. T. (1960). Elements of the Theory of Markov Processes and Their Applications. Consulting editor D. Blackwell. New York; London: McGraw-Hill. 468 p
Рукопис надійшов до редакції / Received 01.04.2026
Рекомендовано до друку / Accepted 28.05.2026
Опубліковано / Published 30.05.2026
