автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Развитие теории и комплексное определение теплофизических свойств новых материалов металлургического производства

р V Б ОА

^министерство образования украины государственная металлургическая академия украины

г

О

На правах рукописи

ИЛЬЧЕНКО Кира Дмитриевна

РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ И КОМПЛЕКСНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.16.02 — «Металлургия черных металлов»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Днепропетровск — 1994

Диссертация является рукописью.

Работа выполнена в Государственной металлургической академии Украины.

Научный консультант - доктор технических наук Хейфец Р.Г.

Официальные оппонента:

доктор технических наук, профессор Губинский В.И,, доктор технических наук, профессор Горбунов А.Д., доктор технических наук, профессор Беляев Н.М.

Ведущее предприятие - Государственный Никопольский вавод ферросплавов (г. Никополь Днепропетровской области)

Запета диссертации состоится «//» 1994 г. в 12

час. 30 мин. на заседании специализированного совета Д 068.02.02 при Государственной металлургической академии Украина.

■Адрес: 320635 ГСП, г. Днепропетровск, пр. Гагарина, 4

■ С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственной металлургической академии Украины.

.Автореферат разослан лХ^/с^гд^¿994 г>

Ученый секр спе циализированн профессор, доктор

В.К. Цапго

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Р&ОТЫ ■

Актуальность проблемы. Технический прогресс в черной металлургии Украины в настоящее время мажет бить обеспечен только путем более полного использования добываемого сырья, обеспечения глубокой его переработки и роста производства подготовленных высококачественных металлургических материалов, к которым относятся: концентраты, агломераты, брикеты, окатыши, доменный и специальные виды кокса и др.

Актуальными являются всемерная интенсификация технологических процессов и внедрение прогрессивных технологий, улучшающих качество готовой продукции. Отходы металлургического производства, такие как шлаки, пыль газоочисток и др. являются вторичным сырьем, и возврат их в технологический процесс позволяет снизить материальные и энергетические затраты на производство основного продукта и улучшить экологическую обстановку за счет уменьшения выбросов и накапливания отходов.

Физико-химическая обработка металлургических материалов заключается в нагреве, плавлении, затвердевании, химических и фазовых превращениях, для которых важными являются процессы переноса теплоты и вещества. Последние определяются теплофизи- 1 ческими свойствами участвующих в процессе материалов. Таким образом, исследование.теплофизических свойств широкого спектра материалов металлургического производства является актуальным, так как знание этих свойств в ряде случаев позволяет снизить затраты теплоты и электроэнергии на производство металлургической продукции. Кроме того, теплофизические свойства материалов необходимы для расчетов и проектирования новых металлургических агрегатов и наладки работы существующего оборудования.

Исследование процессов передачи тепла обязательно связано с решением дифференциального уравнения теплопроводности, в которое входят теплофизические характеристики. В высокоинтенсивных тепловых процессах черной металлургии зависимость теплофизических свойств от температуры существенно влияет на тепловую работу металлургических агрегатов. В настоящее время при расчетах и конструировании агрегатов чаще всего используются постоянные или усредненные теплофизические характеристики.

Настоящая работа заполняет имеющиеся пробелы в исследовании

зависимостей теплофизических свойств материалов металлургического производства от температуры и других параметров.

Работа выполнялась в соответствии с приказом Минчермета СССР N 768 от 31.12.69 г. и N 402 от 03.05.79 г., в рамках задач, поставленных Всесоюзной межвузовской комплексной целевой программой "Металл", утвержденной приказом Минвуза СССР N 452 от 12.04.82 г. и Региональной комплексной целевой научно-технической программой "Сталь" (раздел 2 "Марганец"), утвержденной Президиумом АН УССР, а также в соответствии с приказом N 1 по ВПО "Союэферросплав" от 04.01.87 г. и Государственной научно-технической программой ГКНТ Украины Б. 3.7. "Переработка отходов промышленности металлургического и горнообогатительного производств".

Цель работы

Разработка новых высокоэффективных методов определения теплофизических характеристик материалов в зависимости от температуры и создание на их основе комплекса исследовательского оборудования с широким температурным диапазоном исследования.

Создание справочной Сазы теплофизических свойств для материалов таких металлургических переделов как коксохимическое, доменное, сталеплавильное, литейное, ферросплавное производства.

Получение принципиально новых зависимостей теплофизических свойств сложных материалов металлургического производства от состава и температуры с помощью планирования эксперимента.

Применение результатов исследования теплофизических свойств материалов к решению актуальных задач металлургического производства, направленных на борьбу с настылеобрааованием, экономию энергозатрат и увеличение выхода годного продукта.

Научная новизна

Получено новое решение обратной задачи теплопроводности.

Разработаны новые методы исследования теплофизических свойств материалов: метод оболочки, метод баланса тепла, метод регулярного режима применительно к телам произвольной формы.

На базе разработанных методов созданы установки: ОТОМН) (определение теплофизических свойств материалов произвольной формы), работающая в квазистационарном режиме и используемая для исследования образцов плоской формы; ОТСЫ-РР (определение теплофизических свойств материалов в регулярном режиме), позволяющая

определять коэффициент температуропроводности кусковых материалов произвольной формы; ОТСМ-1 (определение теплофизичоских свойств материалов), работающая в квазистационарном режиме и предназначенная для определения комплекса теплофиэических характеристик дисперсных и сплошных материалов в форме цилиндра.

На.установках ОТСМ-ПФ и ОТСМ-РР впервые исследованы тепло-физические свойства доменного гарниссажа, доменного и формованного кокса в виде кусков произвольной формы.

Для дисперсного пеношамота, трехкомпонентной шихты силико-марганца и рудно-угольных смесей с полимерной добавкой впервые получены математические модели зависимости теплофиэических свойств от состава и температуры и диаграммы "состав - теплофи-зические свойства" для различных температур в результате применения планирования эксперимента к исследованию теплофиэических свойств. Эти модели и диаграммы позволяют прогнозировать тепло-физические свойства в зависимости от состава материалов и выбирать компонентный состав смеси с заданными теплофиэическими свойствами.

Впервые получены теплофизические свойства в зависимости от температуры следующих материалов металлургического производства: марганецсодержащего сырья, шихт, шлаков и специальных коксов ферросплавного производства, марганцевых и железорудных окатышей, различных углеродистых материалов и их смесей с другими материалами, конвертерных и синтетических шлаков, литейных смесей, известняков, извести и огнеупорных материалов в интервале температур 100. . .1100 "С. Получены уравнения зависимости теплофиэических свойств от температуры.

С помощью исследованных теплофиэических свойств материалов решены актуальные задачи металлургического производства: получено аналитическое решение задачи плавления и образования гар-ниссажного слоя с учетом динамики распределения температуры в слое гарниссажа и зависимости теплофиэических свойств гарниссажа о» температуры, позволяющие найти пути уменьшения настылеобразо-йания; найдено оптимальное сочетание теплоизолирующих материалов прибыльной надставки изложницы, позволявшее увеличить выход годного продукта.

Совокупность полученных в работе результатов, теоретические разработки и их реализация классифицируются как изложение научно обоснованных технических решений, касающихся исследований тепло-

физических свойств материалов, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса.

Практическая значимость и результаты реализации работы

Создан комплекс исследовательского оборудования, позволяющий получить необходимые и достоверные данные по теплофизическим свойствам различных материалов. Разработаны и усовершенствованы методики обработки данных теплофизического эксперимента.

Установка ОТСМ-1 паспортизована. Разработанная автором техническая документация на эту установку и методика обработки экспериментальных данных переданы на Павлоградский завод стеновых материалов, где установка используется с 1978 года для обеспечения контроля теплофизических свойств базальтового картона.

На кафедре промышленной теплоэнергетики Государственной металлургической академии Украины установка ОТСЫ-1 широко используется в учебном процессе. На ней выполняются лабораторные работы по дисциплине "Тепломассообмен" а также научно-исследовательские и дипломные работы студентов, связанные с изучением теплофизических свойств материалов.

На кафедре электрометаллургии построена установка ОТСМ-1, которая используется в отраслевой научно-исследовательской лаборатории электротермических процессов и установок для исследования теплофизических свойств углеродистых материалов.

Техническая документация на установку ОТОД-1 и методика обработки экспериментальных данных для использования в учебном процессе переданы на кафедру металлургии черных металлов Грузинского технического университета и с научной целью - в проблемную лабораторию новых металлургических процессов Государственной металлургической академии Украины.

Теплофизические свойства сырой и обожженной гидрогематито-вой руды (железного сурика) Криворожского месторождения использованы Санкт-Петербургским НПО "Пигмент" при проектировании промышленной установки ступенчатого низкотемпературного обесхлори-вающего обжига железного сурика.

Результаты исследования теплофизических свойств материалов использованы (внедрены) в следующих переделах металлургического производства:

в коксохимическом производстве использование теплофизических свойств рудно-угольных смесей с полимерной добавкой позволило выявить, что коэффициент теплопроводности является наибо-

лее существенным свойством, влияющим на интенсивность процесса коксования и качества готового продукта, а также выбирать компонентный состав смесей, направленно влияющий на процесс спекания и качество кокса;

в доменном производстве результаты исследования теплофизи-ческих свойств конвертерных шлаков предприятий отрасли использованы Институтом черной металлургии АН Украины для выполнения проекта "Разработка технологий, обеспечивающих вовлечение отходов металлургического производства в качестве оборотного продукта^ металлургию", а результаты исследования теплофизических свойств ферросплавных шлаков - для освоения в промышленных условиях технологии производства литого фракционированного щебня из отвального шлака металлического марганца с целью использования его в шихте доменных печей;

в сталеплавильном производстве результаты исследования теплофизических свойств шихтовых компонентов и шихт для выплавки синтетических шлаков использованы для расчета параметров циклона для получения синтетических шлаков в конвертерном цехе завода им. Петровского (г. Днепропетровск), спроектированного Укргипро-мезом. На основании проведенных исследований теплофизических свойств шихтовых материалов циклонной плавки показано, что при- *•' меняемая на заводе шихта не является оптимальной с точки зрения теплоемкости и может Сыть заменена низкотеплоемкой шихтой из других материалов, шлак из которой не уступает применяемому по своим рафинирующим свойствам.

Результаты исследования теплофизических свойств лигнина и теплоизолирующих смесей из материалов на основе лигнина использованы Волгоградским филиалом Государственного проектного института "Гилробиосинтеэ" при проектировании цеха по производству . теплоизолирующих смесей для жидкой стали нз основе лигнина для Ивдельского и Тавдинского гидролизных заводов. Теплофизические свойства использованы для расчета параметров сушки и обжига (пиролиза) лигнина с различными минеральными наполнителями и выбора оборудования для охлаждения готового продукта.

Исследования теплофизических свойств утепляющих смесей и вкладышей, применяемых для изоляции прибыльной надставки изложницы при разливка стали, позволили выбрать для нее оптимальное сочйтаниб теплоиеолирующих материалов, обеспечивших уменьшение головкой обреэи на 1,6 X и увеличение Еыхода годного. Зкономи-

ческий эффект для условий металлургического завода им. Петровского составил 1 руб./т разливаемой стали (в ценах 1991 г.);

в литейном производстве результаты исследований теплофизи-ческих свойств щебенчатого и гранулированного отвального шлака ферромарганца Никопольского завода ферросплавов, используемого взамен известняка при выплавке высокомарганцовистой стали Г13Л в цехе N 1 Днепропетровского стрелочного завода и вальцелитейном цехе Кушвпнского завода прокатных валков, позволили установить снижение расхода тепла на нагрев шихты при соответствии химического состава металла и механической прочности требованиям ГОСТ.

Исследования теплофизических свойств мегаллонаполненных литейных смесей позволили создать новые смеси с чугунной дробью, обладающие разнообразными теплофизическими свойствами (коэффициентом теплопроводности и теплоаккумулирующей способностью), которые использованы институтом проблем технологии машиностроения (г. Краматорск) для получения плотных стальных отливок за счет их дифференциального охлаждения. Результаты исследования тепло-физических свойств литейных смесей металлокерамических форм для насосного машиностроения на основе алюминиевых порошков использованы институтом технологии насосного машиностроения (г. Казань), Казанским компрессорным и Казанским механическим заводами.

В результате исследования теплофизических свойств огнеупорных красок был определен регламентированный уровень термического сопротивления покрытия формы для отливки прокатных валков;

в ферросплавном производстве исследования теплофизических свойств шихт с различными добавками и заменами позволили найти составы шихт с низкой теплоемкостью, не прибегая к дорогому промышленному эксперименту, и возвратить ранее неиспользуемые отходы в технологический процесс, с зтой целью исследованы: шихта среднеуглеродистого ферромарганца с обжиг-гравитационным карбонатным концентратом, заменившим, дефицитный оксидный концентрат; шихты высокоуглеродистого ферромарганца с высокоофлюсованным агломератом, заменяющим традиционный агломерат и известняк; шихты передельного силикомарганца с лигнобрикетами, частично заменяющими кокс, и с доломитом, заменяющим известняк; шихты товарного силикомарганца с брикетами из смеси пылей сухой и шлама мокрой газоочисток электропечей, заменяющими традиционный агломерат;

шихты малофосфористого шлага с применением отходов производства высокоглиноземистого алюминия и коксохимических гэводов, заменяющими кварцит; шихты синтетического шлака. Применение этих шихт позволяет экономить теплоту и электроэнергию.

Исследование теплофизических свойств электродных масс и самообжигающихся электродов позволили дать рекомендации, повысившие стойкость электродов.

Исследование теплофизических свойств углеродистых футеро-вочных блоков печи РПЗ-40ЦИ1 для выплавки ферроникеля Побудского никелевого завода позволило определить причины прорыва расплавом ферроникеля футеровки печи.

Годовой экономический эффект от внедрения составил . 1297 тыс. руб. в ценах 1991 г.

Апробация работы. Результаты работы доложены на Международной, 17 Всесоюзных и 12 Республиканских конференциях и совещаниях, а также на ХХП Сибирском теплофизическом семинаре и на научных семинарах кафедр промышленной теплоэнергетики, теплотехники и экологии металлургических печей металлургической академии и секции металлургических пэчей НТО металлургов Украины.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 64 печатных работы и получено положительное решение Госкомизобретений СССР о * выдаче авторского свидетельства на изобретение. По материалам работы подготовлен и находится в печати справочник по теплофи-зическим свойствам материалов металлургического производства.

Структуры и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав и заключения, содержит: 298 с. машинописного текста, 139 рисунков, 162 таблицы, список литературы из 253 наименований, приложения.

Основные положения выносимые на защиту

новое решение обратной коэффициентной задачи теплопроводности;

разработанные новые методы исследования теплофизических свойств материалов} метод оболочки} метод баланса тепла; метод регулярного режима применительно к телам неправильной формы;

конструкции новых установок, созданных на базе разработанных методов: ОТСУ-ПФ, предназначенной Для определения комплекса теплофизических свойств тел произвольной формы, близких к плоским, в квавистационарнс»л режиме; ОТСМ-РР, служащей для определения коэффициента температуропроводности тел произвольной .

фориы в регулярном режиме; ОТСМ-1, позволяющей определять комплекс теплофизических свойств дисперсных и сплошных материалов в квавистационарном режиме;

новые результаты исследования теплофизических свойств материалов сложного состава в виде диаграмм "состав - теплофизичес-кие свойства": дисперсного пеношамота, трехкомпонентной шихты силикомарганца и рудно-угольных смесей с полимерной добавкой, полученные с помощью применения планирования эксперимента к исследованию теплофизических сеойств и позволяющие прогнозировать свойства материалов в зависимости от их состава;

новые результаты исследования широкого спектра материалов металлургического производства, направленные на получение данных по новым материалам, свойства которых исследованы впервые, поиск низкотеплоемких шихт и возврат отходов в технологические процессы с целью экономии материальных ресурсов;

новые решения актуальных задач металлургического производства: динамики плавления и образования гарниссажного слоя доменной печи с учетом зависимости теплофизических свойств гар-ниссажа от температуры и поиска оптимального сочетания теплоизолирующих материалов прибыльной части изложницы с целью уменьшения головной обреги слитка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Определение теплофизических характеристик (теплоемкости, коэффициентов тепло- и температуропроводности), а также их производных базируется на том или ином решении внутренней обратной задачи теплопроводности, под решением которой понимают только метод обработки данных теплофизического эксперимента. Последний представляет собой идентификацию теплофизических характеристик, остается за рамками обратной задачи теплопроводности и составляет отдельное исследование.

В работе выполнен всесторонний анализ достоинств и недостатков методов решения обратных задач теплопроводности. Показано, что методы решения этих задач делятся на экстремальные и

неэкстремальные. В экстремальных метода^ надаренные температуры сравниваются с температурами, вычисленными по уравнению теплопроводности. Невязка между ними является управляющим элементом в поиске решения и параметром регуляризации. При поиске минимума невязки многократно математически моделируется процесс теплопроводности. Экстремальные методы делятся на автоматизированные и неавтоматизированные методы и в любом случае требуют мощной аналоговой или вычислитель:;.^ техники. Неэкстремальные методы долятся на методы обршдения' решения прямой задачи и обращения модели, при этом измеренная температура подставляется в математи-чекую модель или аналитическое выражение решения прямой задачи. Процедура обычно сводится к одноразовому решению уравнения или системы уравнений с выполнением итераций для учета нелинейности.

В экстремальных и неэкстремальных методах могут использоваться как непреобразованные модели, так и предварительно упрощенные путем применения подстановок или линеаризации. Так как обратные задачи теплопроводности относятся к некорректным задачам математической физики, то во многих случаях необходима регуляризация решений.

Несмотря на множество имеющихся решений обратных задач теплопроводности, экспериментальных установок, базирующихся на этих решениях, чрезвычайно мало. Таким образом, существует определенный разрыв между теорией и практикой теплофизического эксперимента.

Требования к методу, на котором базируется теплофизический эксперимент, можно сформулировать следующим образом:

решение обратной задачи теплопроводности должно соответствовать наиболее простой измерительной схеме теплофизического эксперимента;

граничные условия и предпосылки метода должны быть практически реализуемы;

метод должен быть комплексным и иметь широкий температурный диапазон;

Методика обработки данных теплофиаического эксперимента не должна быть громоздкой, должна требовать минимального времени обработки и не требовать применения специальных вычислительных устройств.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОЮШЧЕСКИХ СВОЙСТВ

МАТЕРИАЛОВ

Для определения теплофиэических свойств материалов разработаны методы ободочки и баланса тепла в образце, базирующиеся на обращении решения прямой задачи для многослойной системы. Для тел произвольной формы интерпретирован метод регулярного режима. Выполнено решение обратной задачи теплопроводности путем обращения модели для раздельной и одновременной идентификации теплофиэических свойств.

Идея метода оболочки заключается в том, что оболочка с известными теплофиэическими свойствами последовательно заполняется материалами с известной теплоемкостью (эталонами).

Для плоской оболочки перепад температур в 1-том сдое связан с входящим в слой «[¡. и выходящим ив него тепловы-

ми потоками следующим образом

где У\. и S-t- коэффициент теплопроводности и толщина 1-го слоя.

Тепловой баланс нагрева первого эталонного материала в оболочке

2 J-LFTl(ût- -âtin)=CrttDÏM.s + 2с,ЪИ, , (2.2)

S оБ

где У tE и С0б - неизвестные коэффициент теплопроводности и теплоемкость оболочки;

S05, t»5 » MeS - толщина, температура и масса оболочки;

С,, t« . Mi - теплоемкость, температура и масса первого эталонного вещества;

F и X, - тешгавоспринимагацая поверхность и время

, , теплового воздействия;

Ati и ûti+г - перепады температур в обогреваемом и охлаждаемом слоях оболочки в первом эксперименте.

Эаменив первый эталонный материал вторым с известной теплоемкостью С г и массой Мг , во втором опыте получаем

(2.3)

где 1г и t2 - время теплового воздействия и средняя темпэра-п тура материала во втором опыте;

ил1иг" перепады температур в оболочке во втором опыте.

Уравнения (2.2) и (Я.З) содержат неизвестные теплоемкость н коэффициент теплопроводности оболочки

'Г N

Р - о сДгМЫ! -с^МДли"- д1иг)тг

5 ' (2-4)

Ки -

СгЬг Мг. ~ С^нМ*

(2.5)

Таким образом, за два эксперимента можно определить теплоемкость образца, выполненного в виде плоской оболочки. При этом измерению подлежат перепады температур в слоях оболочки и средние температуры эталонного материала и оболочки.

Расчетные формулы для цилиндрической и шаровой оболочек имеют вид

иМ.ЛЛТг-Д^тЛ

1 +

(2.6)

Д^Хь-Л^Тч р

» (2.7)

где Д^ и А - перепады температур в оболочке а первом и втором опытах;

г»

г - наружная поверхность оболочки; кг(1*л) и к^—]- коэффициенты усреднения теплового потока при

- 14 -

Р нагреве оболочек снаружи и изнутри;

<¿1 -- —г - отношение внутренней и наружной поверхностей оболочек.

Метод баланса тепла в образце заключается в том, что образец с неизвестными теллофизическими свойствами помещается в оболочку с известными свойствами. Дополнительно измеряются перепад температур в слое исследуемого материала и средняя температура материала. Расчетные формулы для теплофизических свойств

- -:- ;

I 1 лЕ . с!М + г >

А=А05—ггп---г— + -■ »1 -----ТЕ~ '

ЛоЕ

И>

где х} ~ время теплового воздействия в третьем

опыте;

£ , и , М - толщина, температура и масса исследуемого ,,, ,«< , ш материала;

ЛЦ . аГс-ч, Лк+г - перепады температур в слоях оболочки и материала в третьем опыте.

Метод баланса тепла, реализованный в плоской оболочке, может быть применен для исследования теплофизических-свойств тел неправильной формы, у которых одна плоскость может быть обработана. Для дисперсных материалов и образцов, -подлежащих механической обработке, рекомендовано, использовать цилиндрическую оболочку, свойства которой определяются в двух тарировочных опытах, один иг которых может проводиться на пустой оболочке. В тарировочных опытах определяются комплексы А и г, содержащие теплофи-вические свойства ободочки и ее геометрические параметры

А _ А«!-__Е__Сг^М* . ,р 4П\

А ^^-^гт-'Л^-Аг, • 1г'10)

С0р105 Мо5 п 4- м

7 II о5 _п|-М__

1 + ~ * ' г ^2Тг -лЬд,

(2.11)

В выражениях (2.10) и (2.11) справа стоят только измеренные или известные величины.

В рабочем опыте определяются теплоемкость и коэффициент теплопроводности исследуемого материала

с= АдЬт, - -г . 1 tИ ' 1 °

■ -А -

¡\&лг - г . г^

(2.13)

где Кг- 2 - коэффициент усреднения теплового потока для сплошного цилиндра.

Для всех рассмотренных методов определения теплофизических свойств выполнен анализ торцевых потерь оболочкой и исследуемым материалом. Рекомендовано при использовании метода баланса тепла определять количество тепла, усвоенное оболочкой, в тарировочном опыте по методу оболочки. Это дает возможность учесть потери тепла как оболочкой, . так и исследуемым материалом. Если пользоваться известным значением теплоемкости оболочки, то нужно оценивать и учитывать потери тепла оболочкой и материалом, для чего необходимо проводить дополнительный опыт (нагрев пустой оболочки) или выполнять дополнительно измерение перепада температур на материале с известными свойствами в одном из опытов. Коэффициент теплопроводности оболочки можно определять предварительно по методу оболочки или пользоваться его известным значением. В обоих случаях нет необходимости в учета потерь тепла.

Экспериментальные данные по теплофизическим свойствам, полученные с использованием разработанных методов оболочки и баланса тепла, хорошо согласуются с литературными. Кроме Того, методы имеют то бесспорное преимущество, что позволяют исследовать теплофизические•свойства в комплексе, на одном образце, за один эксперимент и на образцах не только классической формы.

Методы оболочки и баланса тепла позволили более строго

обосновать применение квазистационарного режима для исследования теплофизических характеристик. И несмотря на то, что использованное исходное решение дифференциального уравнения теплопрод-ности не предполагает зависимости теплофизических характеристик от температуры, каждому найденному значению теплофизических свойств можно поставить в соответствие определенную температуру, что позволяет получить зависимость свойств от температуры.

Регулярный режим интерпретирован для тел произвольной формы при нагреве в расплавленных средах с различными температурами плавления. Коэффициент формы кусковых материалов при этом определяется экспериментально. Получены эмпирические зависимости коэффициента формы произвольного тела от отношения объема к поверхности тела. Найдено такое отношение объема к поверхности, при котором тело произвольной формы имеет такой же коэффициент формы, как и тело правильной формы данного класса.

Если учитывать зависимость теплофизических свойств от температуры, то дифференциальное уравнение теплопроводности становится нелинейным. Определение теплофизических характеристик из уравнения теплопроводности по результатам измерения температурного поля в исследуемом образце является предметом внутренней обратной задачи теплопроводности. Уравнение теплопроводности

содержит только одну неизвестную величину - коэффициент теплопроводности, зависящий от температуры.

В конечно-разностной аппроксимации

йХ

"¿^.Ц ti.it»« + _]__^.к»«"^.»-«

дх* ' х^ гдх

, (2.15)

где О.;,* - искомый коэффициент температуропроводности, определяемый для среднемассовой температуры образца.

tu4.lt - ti.it

4Т

- , . ---г-г- • (2.16)

1-1.,к-1 С tt.il I ¡.,к-Н + 1 Ьь.к-М и1.к-1

2дх

Коэффициент теплопроводности нахо^йтся, если плотность и зависимость теплоемкости от температуры известны

(2.17)

Полученное решение обратной задачи теплопроводности было проверено на вкладыше, применяемом для изоляции боковой поверхности прибыльной части слитка. Расчеты выполнены по методу баланса тепла и по полученному решению. Практически полное совпадение зависимости коэффициента теплопроводности от температуры, рассчитанной по разным методикам, наблюдается в середине температурного интервала исследования (480...590 °С). Расхождение при низких и высоких температурах объясняется определением производных по экспериментально измеренному температурному полю.

В более сложном случае зависимости теплоемкости и коэффициента теплопроводности от температуры

используя линеаризующую функцию

£ =1 , (2.19) -

получим уравнение теплопроводности в виде

СР-Р-.-!^ + -1—. ---р- . (2.20)

х Ьг дхг х аГ дх

Приняв линейные зависимости теплофизических свойств от температуры

* а + 1Нй,к , (2.21)

С ЦК - с + (2.22)

и, применив метод конечных разностей, получим

+ Ь^Л^!^ + (2.23) .

Это уравнение содержит четыре неизвестных коэффициента, для нахождения которых составляем четыре уравнения типа (2.23) для разных моментов времени; коэффициенты при неизвестных а, Ь, о, <3 обозначаем соответственно аи, а1г, а15, аи, свободный член -Ь;, и получаем уравнение

а;,а + сиВ + си5с+ аис1 = (и, (2.24)

где

^ ~___"^.К-«] ■ (2.25)

V м2 г ах />

п (Ьс,к-1 ~ 2.\-1,к С,<м I "Ьц* ■ 1л,хи~11,к-< \ • ,п оси

^" ~ V П? ¿АХ I ' 12,26)

а.ъ - 0 ; (2.27)

у дт '

аи • ■ (2.28)

■г дг »

к - О . (2.29)

Решение полученной системы уравнений сводится к нахождения собственных значений матрицы четвертого порядка.

Преимущество этого решения обратной задачи теплопроводности состоит в том, что в результате решения получается аналитическая зависимость теплоемкости и коэффициента теплопроводности от температуры в виде полинома любой степени.

Данное решение внутренней обратной задачи теплопроводности относится к неэкстремальному методу обрашэния модели с предварительным упрощением путем применения линеаризующей подстановки.

- 19 -

3. УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТШСФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

На базе разработанных методов создан комплекс исследовательского оборудования для определения теплофизических свойств дисперсных и сплошных материалов, в том числе произвольной формы. Установки работают в нестационарных режимах: регулярном и квазистационарном.

Установка для определения теплофизических свойств материалов произвольной формы (ОТСМ-ПФ) создана на базе метода баланса тепла. Она работает в квазистационарном режиме, обеспечиваемом нагревом постоянным тепловым потоком. Образец помещается в оболочку в форму плоского параллелепипеда и обогревается снизу. Силовая схема обеспечивает плавное регулирование и измерение мощности установки. Измерительная схема предусматривает измерение перепада температур в образце и оболочке, а также средней температуры плоского слоя образца. Для повышения точности измерения выполняются дифференциальным способом.

Впервые выполненные на установке ОТСМ-ПФ исследования теп-лофизическимх свойств гарниссажа доменных печей показали возможность ее применения для измерения энтальпии, теплоемкости и коэффициента теплопроводности материалов, представленных в виде кусков неправильной формы.

Для измерения коэффициента температуропроводности кусковых материалов по методу регулярного режима создана установка ОТСМ-РР, состоящая из электрической нагревательной печи регулируемой мощности, смонтированной в цилиндрическом корпусе с надежной тепловой изоляцией. Для обеспечения безопасности работы с расплавами сверху корпус закрыт смотровым стеклом, через которое пропущено нажимное устройство, с помощью которого образец опускается в расплав и удерживается там.

Измерительная схема установки обеспечивает контроль температуры расплава и разности температур между расплавом и образцом, которая записывается автоматическим скоростным потенциометром.

Установка для определения теплофизических свойств материалов (ОТСМ-1) работает в квазистационарном режиме и позволяет исследовать дисперсные и сплошные материалы в форме цилиндра в интервале температур 100...1100 °С. Установка предназначена для

определения всего комплекса теплофизических характеристик ва один опыт. Исследуемый материал помещается в цилиндрическую оболочку и устанавливается внутри рабочего пространства электрической печи с регулируемой мощностью.

Измерительная схема установки обеспечивает измерение температуры поверхности образца и перепадов температур по сечению образца и в стенке оболочки. Большая часть материалов металлургического производства исследована на этой установке.

Установки для определения теплофизических свойств материалов используются в научно-исследовательских институтах и специализированных подразделениях, а также широко внедрены в учебный процесс. В исследованиях принимают участие аспиранты и студенты.

4. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ТЕШЮФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Измерение теплофизических характеристик в нестационарном режиме связано с измерением температурного поля образца. Поэтому повышение точности теплофизического эксперимента может быть достигнуто за счет увеличения точности измерения температуры. Следует иметь в виду, 'что чем более опосредствовано измерение теплофизических характеристик (чем сложнее методика обработки экспериментальных данных), тем больше погрешность измерения. Оценка точности измерения теплофизических характеристик по различным методикам была произведена путем определения случайной ошибки измерения перепада температур по 480 опытам и сравнении ее с систематической ошибкой. Было установлено, что с погрешностью в 25 X суммарная ошибка измерений определяется систематической.

Анализ результатов определения погрешностей по различным методикам измерения теплофизических свойств показал, что независимое, непосредственное определение теплофизических свойств снижает погрешность. Так, измерение коэффициента температуропроводности по методу регулярного режима (непосредственно) мажет быть произведено с погрешностью 2.ВЗ X, а по совмещенной методике постоянного теплового потока и квазистационарного режима - с погрешностью 7,13 х. Метод баланса тепла позволяет определить энтальпию с погрешностью 3,05 X, теплоемкость - 3,06 X, коэффициент теплопроводности - 3,72 х. Необходимо отметить, что это вполне достаточная точность для технических приложений.

Что касается погрешности определения температурной зависимости теплофизических характеристик материалов по решению обратной задачи теплопроводности, то она составляет: для теплоемкости - 8,40 7., для коэффициента теплопроводности - 8,41 7. и определяется погрешностью нахождения пространственных производных температуры.

Б. ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛСШЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕЛ .

ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ

На установке регулярного режима (ОТСМ-РР) впервые выполнены измерения коэффициента температуропроводности формованного кокса и гарниссажа доменных печей, которые относятся к материалам, практически не поддающимся механической обработке, в связи с чем нет возможности придать им классическую форму. Исследование условий образования и плавления гарниссажа и регулирования его толщины невозможно без знания теплофизических свойств, чем и вызвана необходимость постановки данных исследований.

Коэффициент формы произвольных кусков определялся на их моделях, выполненных из парафина. При определении коэффициента температуропроводности непосредственно измерялся темп нагрева с помощью автоматической записи во времени разности температур между греющим расплавом и образцом. Для расширения температурного, интервала исследования применялся предварительный подогрев образцов до температуры 200...300°С. В качестве греющей среды с целью получения температурной зависимости последовательно применялись расплавы с различными температурами плавления. Диаграммы записи перепада температур между расплавом и образцом во времени представлялись в полулогарифмической анаморфозе. Температура средней изотермы, к которой относились полученные данные,, вычислялась на ЗШ. Для определения энтальпии и теплоемкости использовался метод баланса тепла и установка ОТСМ-1.

В результате выполненных исследований показано, что для доменного кокса правильной и произвольной формы зависимость коэффициента температуропроводности от температуры описывается одним и тем же уравнением, что подтверждает правомерность применения данной методики для исследования кусковых материалов произвольной формы. Кроме того, получена уникальная информация по тепло-физическим свойствам доменного гарниссажа, которая использована

в дальнейшем для решения важной задачи металлургического производства . - исследования динамики плавления и образования гар-ниссажного слоя.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕ1ШШЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ СЛОЖНОГО СОСТАВА С ПОМОЩЬЮ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Математическое планирование эксперимента в сочетании с исследованиями теплофизических свойств материалов сложного состава (смесей) позволяет получить гораздо больше достоверной информации, чем традиционный т.еплофизический эксперимент. В работе использовано симплексно-решетчатое планирование (метод А. Шеффе), позволяющее получить зависимости теплофизических свойств материалов от их состава. Для включения в модели темпе-ри/уры использован метод прямых произведений. Геометрической ин-терщтлцией модели являются диаграммы "состав - свойство" для различных температур, позволяющие прогнозировать теплофизические свойства материалов в зависимости от состава и выбирать компонентный состав смеси с заданными теплофизическими свойствами.

Таким способом исследован дисперсный пеношамот, состоящий из трех фракций, найден состав низкотеплоемкой шихты силикомар-ганца и исследованы свойства рудно-угольных смесей с полимерной добавкой в локальной области "псевдокомпонентов" системы.

Для коэффициента теплопроводности дисперсного пеношамота получена модель коэффициента теплопроводности, Вт/м.град

А - 0.554Х, + 0,422Хг + 0,432ХЬ - 0,088Х,Хг + 0,136Х,Х, + + 0,186ХгХ1 + 0,71.10"5Х(1 + 0,047.10"' - 0,07.10"*Х,1 + + 0,846.10* Х,Хг1 + 0,112.10"* Х^ + 0,Б26.10"3ХгХ^, (6.1) которая может быть испольаована для оценки теплофизических свойств других дисперсных материалов, так как вклад теплопроводности твердой фазы составляет лишь 10...15 X. Получены также модели зависимости насыпной и кажущейся плотности и пористости от состава.

В результате исследования свойств шихты силикомарганца в том числе получена модель зависимости энтальпии от температуры и состава, кДж/кг

I - О.ЗОЗХ^ + 0,Зб9ХгЬ + 1,167Х31 - 0,344 Х,Х.Л - 2,224Х,Х51 -- 2,048ХгХ}Ъ + 0,473.10~5Х^ + 0,224.10'® Х^ - 0,244.10"'Х^ + + 0,77.10"5Х,Хе1 + 1,594.10"5Х(Х,Ь + 1,852.10\х,1 , (6.2)

исследование которой в виде диаграммы "состав - свойство" позволило рекомендовать следующий состав шихты: кокс - 15. ..30 7., кварцит - 45...16 X, малофосфористый шлак - 40...55 X.

На рис. 6.1 приведена графическая интерпретация теплофизических свойств рудно - угольных смесей с полимерной добавкой.

"Ыоо °с 2г (У65+Р21МН5)

.2г

I

Рис. 6.1. Графическая интерпретация компромиссно-оптимальной области теплофизических свойств рудно-угольной смеси с полимерной добавкой Заштрихованная область составов с содержанием полимера 10,5...15,0 X соответствует компромиссно-оптимальной области свойств смесей:

- 0,28...0,30 Вт/М.град; Сп„= 1,38.^.1,44 кД*/кг.град. Установлено, что добавка полимера увеличивает эффективность и улучшает качество спекания рудно-угольных смесей. Это обуслов-

дено увеличением коэффициента теплопроводности с повышением содержания в смеси отходов термопластов.

7. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА.

Исследованы теплофизические свойства в зависимости от температуры (100...1100 °С) материалов, применяемых в металлургическом производстве:

в ферросплавном производстве: природные марганцевые минералы, оксидные и карбонатные марганцевые руды, концентраты и агломераты; пыли и шламы газоочисток, брикеты из них; специальные коксы; шихты ферросилиция, высоко- и среднеуглеродистого ферромарганца, передельного и товарного силикомарганца, малофосфористого шлака, синтетического шлака, марганцевые и железорудные окатыши;

углеродистые материалы: антрациты и термоантрациты, высокозольный уголь, зола, коксы, электродные массы самообжигающихся электродов, футерсзочныэ блоки, графит, перлит, лигнин, агримус, утепляющие смеси и вкладыши, угольно-минеральные смеси и их компоненты;

шлаки доменные, конвертерные, марганецсодержащие; литейные смеси: магнезитовые, хромомагнезитовые.хромитовые, песчаные, перлитные и их компоненты, с добавками чугунной дроби, металл о-керамические на основе алюминиевых порошков с добавками;

известняки различных месторождений, ракушечник, доломит и их смеси;

огнеупорные материалы: глина, каолин, вермикулит, магнезит, шамот, пеношамот, базальтовая вата, бетон, плавленые огнеупоры, огнеупорные краски; а также другие материалы и добавки: железная руда, плавиковый шпат, колошниковая пыль, отходы производства высокоглиноземистого алюминия и коксохимических заводов, Гар-ниссаж доменных печей, медь, чугунная дробь, силикомарганец, эмалевая фритта.

Исследования теплофизических свойств материалов выполнены по четырем направлениям:

получены данные по теплофизическим свойствам новых или ранее не исследованных материалов. Эти результаты использованы при проектировании Укргипромезом, институтом ''Волгоградгипробиосин-

- 25 -

тез", Санкт-Петербургским НПО "Пигмент";

найдены составы низкотеплоемких шихт, не прибегая к дорогим промышленным экспериментам. Их применение позволяет экономить тепло и электроэнергию;

найдены пути возврата отходов в технологический процесс и их использования в качестве заменителей дефицитных материалов. Это дает экономию материальных ресурсов и улучшение экологической обстановки;

найдены материалы с заданными или новыми теплофизическими свойствами (металлонаполненные литейные смеси, нетрадиционные добавки).

8. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕПЛСШЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

Исследование многих технологических процессов черной металлургии связано с решением уравнений переноса, в которые входят теплофизические свойства материалов. В высокоинтенсивных процессах, связанных с резким изменением температуры, игнорирование зависимости теплофизических свойств от температуры может привести к существенной погрешности результата и неверным выводам.

Изменение температурного уровня процесса в печи с гар-ниссажной футеровкой приводит к изменению толщины гарниссажа, а это изменяет объем печи. К тому же гарниссаж является элементом передачи тепла от расплава к охлаждающей воде, и изучение динамики плавления и образования гарниссажного слоя является весьма необходимым.

В литературе рассматриваются упрощенные задачи по изучению динамики гарниссажного слоя без учета изменения распределения температуры в слое или с учетом динамики температуры в слое, но при независящих от температуры теплофизических свойствах.

Для выяснения влияния теплофизических свойств на динамику гарниссажного слоя на ЭВМ реализован расчет с переменным коэффициентом теплопроводности по уравнению, не учитывающему динамику температуры в слое. Установлено, что с увеличением коэффициента теплопроводности слоя время перехода границу слоя к новому стационарному состоянию уменьшается, но даже при больших значениях коэффициента теплопроводности (X - 33 Вт/м.град) время перехода

является значительным и составляет около Б час при толщине слоя 0,3 м. .

Для учета зависимости динамики температуры в слое и зависимости теплофизических свойств гарниссажа от температуры, выполнено аналитическое решение дифференциального уравнения теплопроводности. С этой целью уравнение линеаризовалось, а затем к нему применялось интегральное преобразование Лапласа с последующей подстановкой значения градиента температуры на границе твердая фаза - расплав в уравнение баланса тепла на границе. Так как решение получено в дифференциальной форме, к нему применен метод конечных разностей с реализацией итерационного вычислительного процесса.

Параллельно метод конечных разностей применялся непосредственно к исходным уравнениям. Уравнение теплопроводности в твердой фазе записывалось в конечно - разностной форме и реша-лоиЬ совместно с уравнением баланса тепла на границе твердая фага - расплав. Динамика температуры в твердом остатке рассчитывалась с использованием закономерностей сетки с переменным во времени числом слоев. Оба решения дали практически совпадающие результаты при расчете плавления и образования гарниссажного слоя при изменении температуры расплава на 50 °С.

Методика расчета плавления и образования гарниссажного слоя может быть использована для создания рационального алгоритма контроля и управления тепловым состоянием печей с гарниссажной футеровкой.

Одной из актуальных аадач сталеплавильного производства является уменьшение головной обрези слитка. Поставленную задачу следует отнести к теплофизическому способу улучшения качества слитков и увеличения выхода годного металла при разливке стали.

Несоответствие скорости кристаллизации металла в верхней части слитка процессу общей усадки металла является главной причиной формирования глубоко вдающейся в тело слитка угкой усадочной раковины и области рыхлого металла вокруг нее, так как при фазовом переходе от жидкого состояния к твердому объем слитка уменьшается на 3...5 X. Уменьшение этих дефектов возможно лишь при условии управления скоростью затвердевания металла в головной части слитка. Одним из способов повышения выхода годного металла является применение прибыльных надставок, футерованных шамотным кирпичом, а также теплоизолирующих засыпок зеркала метал-

ла в прибыли. Более эффективным путем снижения величины голзвной обрези при разливке стали в слитки является теплоизоляция боковой поверхности верхней части слитка теплоизолирующими вкладышами с одновременным применением теплоизолирующих засыпок зеркала металла. Такое комбинированное утепление перераспределяет тепловые потоки в прибыльной части слитка в зависимости от теплофизических свойств засыпки и вкладыша. В связи с этим была поставлена задача выявления такого сочетания засыпки и вкладыша, применение которых приводит к минимальной высоте усадочной раковины и, следовательно, минимальной обрези головной части слитка. Расчеты выполнялись на ЭВМ по программе, разработанной А.Д. Горбуновым. Кроме параметров усадочной раковины определялось распределение температур в системе слиток - изложница, положение фронтов затвердевания в любой момент времени и полное время затвердевания. В результате был найден оптимальный вариант сочетания засыпки и утепляющего вкладыша: перлито-утлеродистая утепляющая смесь и вкладыш на основе дунитового песка, применение которых позволяет снизить массу обрези слитка до В что на 1,6 X лучше достигнутого показателя с использованием традиционной технологии.

Основные результаты диссертационной работы внедрены на Пав-лоградском заводе стеновых материалов, Днепропетровском металлургическом заводе им. Петровского, Зестафонском заводе ферросплавов им. Г.Николадзе, использованы Укргипромезом, Волгоградским институтом "Гипробиосинтез", Санкт-Петербургским НПО "Пигмент" для проектирования.

Реальный экономический эффект составил 1297 тыс. руб. в год (в ценах 1991 г.).

' ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Подучено новое решение внутренней обратной задачи теплопроводности с учетом зависимости теплофизических свойств от температуры.

Разработаны новые методы исследования теплофизических свойств материалов: метод оболочки, позволяющий определять теп-лофизические свойства материалов, выполненных в форме плоской, цилиндрической или шаровой оболочки; метод баланса тепла, позволяющий определять комплекс теплофизических свойств материалов,

помещенных в оболочку с известными или заранее определенными теп-лофизическими свойствами; метод регулярного режима, позволяющий определять коэффициент температуропроводности для кусковых материалов произвольной формы.

2. Создан комплекс исследовательского оборудования, позволяющий определять теплофизические свойства дисперсных и сплошных материалов на образцах в форме цилиндра, а также кусковых материалов неправильной формы.

3. Разработанные методики и исследовательское оборудование позволяют получить достаточно высокую точность исследования свойств.

4. Исследования теплофизических свойств доменного гарнисса-жа и кокса в виде кусков неправильной Формы, выполненные на установках ОТСМ-РР и ОТСМ-1, свидетельствуют о правомерности применения данной методики к исследованию тел произвольной формы.

5. Исследование теплофизических свойств материалов сложного состава выполнено в сочетании с планированием эксперимента, что позволило получить обширную информацию о зависимости свойств от состава и температуры в виде математических моделей, геометрической интерпретацией которых являются диаграммы "состав-свойство". Таким способом исследован дисперсный пеноша-мот, найден состав низкотеплоемкой трехкомпонентной шихты сили-комарганца и исследованы рудно-угольные смеси с полимерной добавкой. Для них выявлены теплофизические свойства, наиболее существенно влияющие на интенсивность процесса коксования и качество готового продукта.

6. Получена значительная по объему и во многом новая информация по теплофизическим свойствам материалов металлургического производства. Исследованы: ыаргвнецсодержащее сырье, шихты, шлаки и специальные коксы ферросплавного производства, марганцевые и железорудные окатыши, различные углеродистые материалы и их смеси с другими материалами, доменные, конвертерные и синтетические шлаки, литейные смеси, известняки и огнеупорные материалы в интервале температур 100...1100 "С. Получены уравнения вависи-мости теплофизических свойств от температуры.

7. Результаты исследования теплофизических свойств материалов использованы при проектировании ряда технологических установок в черной металлургии и других отраслях промышленности.

8. В результате исследования теплофизических свойств пихтовых материалов металлургического производства найдены составы низкотеплоемких шихт, применение которых позволяет экономить тепло, электроэнергию и другие материальные и энергетические ресурсы.

9. Получены решения актуальных задач металлургического производства: динамики плавления и образования гарниссажного слоя с учетом изменения распределения температуры в слое гарниссажа и зависимости теплофизических свойств от температуры; найдено оптимальное сочетание теплоизолирующих материалов прибыльной надставки изложницы. Применение перлитно-углеродистой смеси для изоляции зеркала металла и вкладыша на основе дунитового песка для изоляции боковой поверхности прибыльной надставки позволяет уменьшить высоту усадочной раковины и снизить массу обрези слитка, тем самым повысив выход годного металла.

Основное содержание диссертации отражено в работах:

1. Ильченко К.Д. Исследование теплофизических характеристик некоторых дисперсных материалов//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн.сб.-Киев: Тэхника, 1970.-Вып.21.-С. 82 - 85.

2. Розенгарт Ю.И., Ильченко К.Д. Определение теплофизических свойств материалов на основе баланса тепла//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. - Киев: Тэхника, 1971. -Вып.2Q.- С. 31 - 34.

3. Ильченко К.Д., Крючков E.H. Исследование теплофизических характеристик кокса для засыпки электродов//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. - Киев: Тэхника, 1972.-Вып. 31.- С. 81 - 83.

4. Исследование теплофизических свойств кусковых материалов/ К.Д. Ильченко, Ю.И. Розенгарт, B.C. Шерман и др.//Известия вузов. Черная металлургия.- 1974,- N 6.- С. 37 - 40.

5. Ильченко К.Д., Розенгарт Ю.И., Нестеренко Л.П. Исследование теплофизических свойств специальных видов кокса//Кокс и химия.- 1974.- N 6.- С. 24 - 27.

6. Одинцов В.А., Ильченко К.Д., Гусев А.А. Теплофизические свойства шихт для выплавки синтетических шлаков//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. - Киев: Тэхника, 1976. - Вып.49.- С. 79 - 83.

7. Ильченко К.Д. Номограмма для определения приведенного коэффициента излучения//Металлургическая и горнорудная промышленность: Науч.-техн. и производственный сб.- 1976.- N 3.- С. 41-42.

8. Ильченко К.Д., Розенгарт Ю.И., Злыдина A.JL Исследование теплофизических свойств дисперсного материала с помощью планирования эксперимента//Известия вузов. Черная металлургия.- 1977.-N2.- С. 148 - 1Б2.

9. Ильченко К.Д., Розенгарт Ю.И., Верман Р.Л. Исследование теплофизических свойств доменных гарниссажей//Металлургическая и горнорудная промышленность: Науч.-техн. и производственный сб.-1979.- N 1.- С. 38 - 39.

10, Ильченко К.Д., Розенгарт Ю.И. Установка для исследования теплофизических свойств дисперсных материалов//Механика сыпучих материалов: Тез. докл. IV Всесоюз. конф.- Одесса: Б.И., 1980.0. 279.

11, Исследование теплофизических свойств электродных масс с карбидсодержащими добавками/В.В. Кашкуль, В.Ф. Лысенко, К.Д. Ильченко и др.//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч. -техн. сб.- Киев: Тэхника, 1981.- Вып.. 74.- С. 72 - 75.

12, Ильченко К.Д., Розенгарт Ю.И. Исследование динамики плавления и образования гарниссажа//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб.- Киев: Тэхника, 1982.- С. 93 - 97.

13, Исследование тепло- и электрофизических характеристик углеродистых материалов, применяемых в рудной электротермии/ Л.И. Анелок, В,В, Гальперн, К.Д, Ильченко и др.//Металлургия и коксохимия: Респ, межвед. науч.-техн. сб.- Киев: Тэхника, 1983.-Вып. 81,- С. 93 - 97.

14, Исследование теплофизических характеристик электродов и футеровки печей цветной металлургии/Л.И. Анелок, В.В. Кашкуль, К.Д. Ильченко и др.//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч. -техн. сб.- Киев: Тэхника, 1984.- Вып. 85.' С. 89 - 95.

1Б. Кучер А.Г., Ильченко К.Д. Исследование теплофизических свойств марганцевых минералов, шихтовых материалов и шихт для выплавки марганцевых феррсюплавов//Иввеетия вуеов, Черная металлургия.- 1984.- N 10.- С. 39 - 44.

16. Ильченко К.Д., Золотько Е.П. Исследование теплофизических свойств доменных шлаков//Сталь.- 1985.- N 4.- 0. 10 - 11.

17. Ильченко К.Д., Бошнякова Ы.Б., Егоров В.М. Исследование

теплофизических свойств многокомпонентных углеродистых материалов с помощью планирования эксперимента.- Киев, 1985.- 52.- Деп. В УкрНИИНТИ 23.07.85, N 1507.

18. Ильченко К.Д., Кучер А.Г. Исследование теплофизических свойств шихтовых материалов и шихт для выплавки марганцевых фер-росплавов//Физико-химические исследования малоотходных процессов в электротермии,- М. : Наука, 1985.- С. 52 - 57.

19. Изучение теплопроводности угле роде оде ржащих теплоизолирующих материалов/Ю.И. розенгарт, К.Д. Ильченко, Н.И, Виничен-ко и др.//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб.- Киев: Тэхника, 1986.- Вып. 90.- С. 101 - 103.

20. Ильченко К.Д., Розенгарт Ю.И., Орехова Г.А. Исследование влияния теплофизических свойств на качество литейных смесей// Промышленная теплотехника,- 1986.- N 5.- С. 50-53.

* 21. Теплофизические свойства смесей из растительных материалов для изоляции зеркала металла/К.Д. Ильченко, Ю.И. Розенгарт, Н.И. Виниченко и др.//Сталь.- 1986.- N 12,- С. 35-39.

22. Применение планирования эксперимента при исследовании теплофизических свойств угольных смесей в процессе нагрева/ К.Д. Ильченко, Ю.И. Розенгарт, М.Б. Бошнякова и др.//Известия вузов. Черная металлургия.- 1987,- H 1.- С. 124 - 128.

23. Егоров В.М., Гончаров В.Ф., Ильченко К.Д. О механизме снижения прочности спекания смесей углей с рудными концентрата-ми//Химия твердого топлива,- 1987.- N 2.- С. 103 - 111.

24. Золотько Е.П., БовкунК.А., Ильченко К.Д. Проблемы и перспективы эффективного использования физической теплоты жидкого доменного шлака//Проблемы энергетики теплотехнологии: Тез. докл. П Всесоюз. науч. конф.- И.: МЭИ, 1987.- С. 24.

26. Теплофизические свойства концентратов обжиг-гравитационного обогащения Чиатурских карбонатных марганцевых руд и. шихт среднеутлеродистого ферромарганца/С.М. Мазмишвили, Н.И. Церетели, К.Н. Церетели, К.Д. Ильченко//Ыарганец. Добыча, обогащение и переработка: Науч.-техн. реф. сб.- Тбилиси: Б.И., 1987.- 4(12).-С. 29 - 31.

26. Ильченко К.Д., Кучер А.Г., Морозенко Е.П. Исследование теплофизических свойств шихтовых материалов ферросплавного про-изводства//Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб.- Киев: Тэхника, 1988.- Вып. 97,- С. 107 - 110.

27. Ильченко К.Д., Морозенко Е.П. Применение метода конечных

разностей к решению обратной задачи теплопроводности//Моделирование в инженерной практике: Тез. докл. зональной науч.-техн. конф.- Ижевск: Б.И., 1988.- С. 9 - 10.

28. Ильченко К.Д., Морозенко Е.П. Численный метод обработки результатов теплофизического зксперимента//Теория и практика тепловой работы металлургических печей: Тез. докл. Респ. конф.-Днелропетровск; ДЩетИ, 1988.- С. 19.

29. Теплофизические свойства новых шихтовых материалов и шихт для выплавки ферромарганца/К.Д. Ильченко, Е.П. Морозенко, С.М.Мазмишвили и др.//Известия вузов. Черная металлургия.-1989.- N8.-0. 31 - 33.

30. Ильченко К.Д., Морозенко Е.П., Педай И.И. Исследование теплофизических свойств известняков//Сталь.- 1989.- N П.- С. 47 - 48.

31. Ильченко К.Д., Кучер А.Г., Морозенко Е.П. Влияние тепло-физических свойств агломератов на технике-экономические показатели выплавки ферромарганца//Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в черной металлургии: Тез. докл.Респ.науч.-техн.конф.-Днепропетровск, ДМетИ, 1989.- С. 154.

32. Оптимизация состава трехкомпонентных шихт с помощью планирования зксперимента/Ю.И. Розенгарт, К.Д. Ильченко, Е.П. Морозенко и др.//Известия вузов. Черная металлургия.- 1990.- N 5.-С. 36 - 37.

33. А.Кучер, К.Ильченко. Исследование теплофизических свойств мономинеральных разностей марганцевых руд, шихтовых материалов и шихт для выплавки марганцевых ферросплавов//Новые и усовершенствованные технологии для окускования сырья и производства чугуна и ферросплавов: Резюме национальной науч.-техн. конф. с международным участием.- НР Болгария, Варна: ЭДУ им.' Ф.Ж.Кюри, 1990.- С. 101 - 102.

34. Теплофизические свойства некоторых марганецсодержаадлх материалов и шихт на их основе/С.М. Мазмишвили, З.А. Симонгулаш-вили, Т.Я. Мчедлидзе, к.Д. Ильченко//Марганец. Добыча, обогащение и переработка: Науч.-тэхн. реф. сб.- Тбилиси: Б.И., 1990.-2(128).- С. 26 - 29.

35. Ильченко К.Д., Литвинов Е.В. Исследование теплофизических свойств конвертерных шлаков//Сталь.- 1991.- N 2.- С. 89 -91.

36. Ильченко К.Д., Соколовская И.В. Исследование геплофизи-

ческих свойств углеродистых восстановителей для ферросплавного производства// Кокс и химия.- 1991,- N2.-0. 15 - 17.

37. Ильченко К.Д.. Использование конвертерных и ферросплавных шлаков в доменном производстве//Интенсивное энергосбережение в промышленной теплотехнике: Тез. докл. 3-й Всесогоз. науч. конф. по проблемам энергетики и теплотехнологии.- Н.: МЭИ, 1991.-С. 30.

38. Ильченко К.Д., Виниченко Н.И., Андрейченко И.Ю. исследование теплофизических свойств теплоизолирующих вкладышей, применяемых при разливке стали//Проблемы металлургического производства: Респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев: Тэхника, 1991.-Вып. 196.- с. 116 - 12Б.

39. Ильченко К.Д., Водин И.И. Исследование теплофизических свойств шихтовых компонентов и шихт для выплавки малофосфористого шлака//Сталь.- 1992.- N б.- О. 42 - 44.

40. Смесь для приготовления метадлокерамических форм: Положительное решение по заявке на а.с. N 4951880/02 (056191)/О.П.Осилова, Н.Г. Храмова, К.Д. Ильченко и др. (СССР).-9 с.