автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Совершенствование профиля шахтных металлургических агрегатов на основе уточненных данных о движении материалов и газов

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯ На правах рукописи

□ОЗОбЭЬ^А

ИВАНОВ Алексей Викторович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОФИЛЯ ШАХТНЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ НА ОСНОВЕ УТОЧНЕННЫХ ДАННЫХ О ДВИЖЕНИИ МАТЕРИАЛОВ И ГАЗОВ

Специальность 05 16 02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

Магнитогорск - 2007

003069634

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им Г И Носова» на кафедре металлургии черных металлов

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Дружков Виталий Гаврилович

Официальные оппоненты доктор технических наук

Спирин Николай Александрович,

кандидат технических наук Сединкин Виктор Иосифович

Ведущее предприятие ОАО «Челябинский металлургический

комбинат»

Защита состоится 22 мая 2007 г в 14 — часов на заседании диссертационного совета Д 212 11101 при Магнитогорском государственном техническом университете им Г И Носова, по адресу 455000, г Магнитогорск, пр Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Магнитогорского государственного технического университета им. Г И Носова

Автореферат разослан 20 апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ В настоящее время и в обозримом будущем основным агрегатом для получения чугуна будет именно доменная печь, а среди многочисленных схем бескоксовой металлургии наибольшее распространение имеют процессы металлизации в шахтных противоточных агрегатах, преобладание которых сохранится и в перспективе Профиль шахтной печи, работающей в режиме противотока, оказывает значительное влияние на показатели технологического процесса и срок службы ее Работа по уточнению характера движения материалов и газов в шахтных печах является актуальной, поскольку позволяет обоснованно определять рациональное очертание рабочего пространства

ЦЕЛЬ РАБОТЫ Улучшение технико-экономических показателей работы шахтных металлургических агрегатов совершенствованием их профиля на основе уточненных данных о движении материалов и газов Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи

оценка тенденций в изменении профиля доменных печей с увеличением их полезного объема,

изучение характера движения шихты на колошнике действующих доменных печей различного объема,

выявление причин верхних подвисаний и путей снижения их вероятности, в частности совершенствованием профиля верха печи, использование результатов изучения противотока в доменных печах для совершенствования профиля шахтных агрегатов прямого получения железа

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следующем

разработана и опробована методика оценки характера опускания поверхности шихты на колошнике доменной печи и установлена связь его с профилем, параметрами режима загрузки и тепловым состоянием печи, выявлена главная причина верхних подвисаний шихты в доменных

печах,

доказана необходимость снижения высоты цилиндрической части колошника и выполнения шахты с переменным углом наклона стен, подтверждена целесообразность применения в шахтных агрегатах металлизации профиля, подобного доменной печи ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ Полученные в работе результаты найдут практическое применение при проектировании новых и реконструкции имеющихся доменных печей и шахтных печей металлизации, управлении ходом доменного процесса, преподавании дисциплин для студентов соответствующих специальностей

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ Результаты работы приняты к использованию ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ», ОАО «ММК», и ОАО «Косогорский металлургический завод» Материалы диссертации внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «МГТУ им Г И Носова» и используются при преподавании дисциплин «Эксплуатация доменных печей» и «Проектирование доменных печей» для студентов специальности 1510101 «Металлургия черных металлов»

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные результаты работы представлялись на международных научно - технических конференциях молодых специалистов, инженеров и техников ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» в 2003 и 2007 гг, 60-65 научно - технических конференциях МГТУ, техническом совете доменного цеха ОАО «ММК» ПУБЛИКАЦИИ Основные положения диссертации опубликованы в 7 печатных работах, в том числе 2 научных публикациях в изданиях, рекомендованных ВАК СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 120 наименований и приложений Она изложена на 110 страницах, включает 40 рисунков и 7 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе сделан анализ тенденций развития профиля доменных печей и шахтных агрегатов металлизации Учитывая, что в основу процессов, протекающих в них, положен принцип противотока, оценена изученность процессов движения шихты и газа, а также взаимодействия их между собой и элементами рабочего пространства

В формировании современного профиля доменных печей лежит огромный практический опыт и теоретические разработки таких ученых как М А Павлов, А Н Рамм, Н К Леонидов, Б И Китаев, М А Стефанович, Н Н Бабарыкин и др (Россия), А Д Готлиб, Г Г Орешкин, В И Логинов, А А Гиммельфарб, Г А Воловик, И И Коробов и др (Украина)

Тенденции в изменении профиля доменных печей с увеличением их объема достаточно полно освещены в ходе дискуссий, развернутых на страницах журнала «Сталь» и «Известия ВУЗов Черная металлургия» В обобщенном виде они заключаются в следующем

- Рост объема осуществлялся в основном, за счет увеличения поперечных размеров В результате отношение полезной высоты к диаметру распара (НПЯ)) уменьшалось с увеличением полезного объема (V,,)

- Интенсивность увеличения диаметров горна и распара выше, чем диаметра колошника

- Отношение полезного объема к площади колошника (УП/8К), косвенно характеризующее напряженность противотока в верхней части столба шихты, увеличивается Ее не всегда удается снизить улучшением качества железорудного сырья и повышением давления газа под колошником

- Шахта на ряде доменных печей выполняется с переменным углом наклона Расстояние места перегиба от цилиндрической части колошника различно

В шахтных печах металлизации профилю уделяется наименьшее внимание. Имеются рекомендации Ю. С. Юсфина (МИСиС), С Е Лазуткина и др по выполнению рабочего пространства шахтных реакторов подобным

профилю доменных печей Ряд мероприятий по оптимизации противотока предложен учеными УПИ и ВНИИМТ Однако шахты печей «Мк1гех», работающих на Оскольском металлургическом комбинате и «НУЬ-Ш», на Лебединском ГОКе представляют собой цилиндр Следовательно, требуется дальнейшее уточнение соотношений размеров элементов профиля и параметров устройств ввода газов-восстановителей с учетом особенностей противотока

Анализ современного представления о процессах движения материалов и газов позволил выявить следующее

- Изученность процессов газодинамики в слое шихты достаточно высока Наиболее приемлемой для решения задач совершенствования профиля является теория канального движения газа, развитая М А Стефановичем, В П Тарасовым, В Н Ковшовым, С Эгоном и др

- Наименее изученными являются процессы движения материала в шахтных печах Это заставляет либо отказываться от учета характера движения шихты при математическом моделировании либо опираться на данные о сходе поверхности засыпи, что недостаточно корректно

Вторая глава посвящена изучению характера движения поверхности засыпи на колошнике доменной печи

Для наблюдения за опусканием поверхности засыпи на современных доменных печах устанавливаются профилемеры, с помощью которых можно получить эпюру скоростей схода шихты по радиусу Доля доменных печей, на которых имеется такое оборудование, низка Обычно используются уровнемеры, позволяющие оценить скорость схода в двух, в лучшем случае, четырех точках поверхности засыпи Информацию, получаемую при помощи данных приборов можно расширить, и оценивать равномерность опускания поверхности засыпи по радиусу Для количественного выражения предлагается использовать критерий радиальной равномерности схода подачи

К.

(1)

где Ьф

- фактическая толщина подачи, замеренная по разности уровней до и после загрузки ее в печь (см рис 1, а), м,

- толщина подачи, м, рассчитываемая по уравнению

V 4У

под под

ж!?

(2)

где (Зк и 8К - диаметр и площадь сечения колошника соответственно, м2, Упод - объем подачи, м3, определяемый как Упол = , где ш,

и у, - масса 1-го компонента в подаче, кг и его насыпная плотность (кг/м3) соответственно Таким образом, возможны три варианта движения поверхности засыпи равномерное (Крс~ I), ускоренное (Крс> 1) и замедленное (Крс < 1) на периферии, представленные на рис 1, б

Кк<1

^щп

Крс=1

Крс>1

Рис 1 Схема к расчету критерия Крс (а) и условные эпюры скоростей опускания поверхности засыпи при различных его значениях (б)

По описанной методике были проведены исследования на доменных печах ОАО «ММК» различного объема в течение трех периодов продолжительностью 2-7 суток с 2000 по 2006 гг Полученные результаты

анализировались как отдельно по периодам, так и совместно по средним значениям Установлено, что характер схода поверхности засыпи различный даже для печей с одинаковым объемом и конфигурацией верхней части, при этом значения критерия Крс изменяются в пределах 0,76- 1,35 На большинстве печей Крс > 1, причем с уменьшением уровня засыпи и повышением объема подачи Крс увеличивается Это связано с изменением угла откоса поверхности засыпи и ее профиля с V-образного на М-образный по мере уменьшения высоты падения шихты Подтверждением влияния уровня засыпи является наличие тесной статистической связи между ним и критерием Крс, для которой величина коэффициента парной корреляции гху = -0,86 Основными причинами ускоренного движения поверхности шихты на периферии являются уменьшение угла откоса ее при движении и заполнение дополнительного объема, образующегося при расширении шахты Замедление же схода на периферии возможно лишь при значительном повышении трения материала о стенки колошника. Причиной этого могут быть деформации защиты и наличие настылей в ее пределах и ниже Подтверждением правильности таких выводов являются результаты обследований состояния верха доменной печей № № 2,4,6, 7,9, 10, проведенных во время ремонтов III разряда Например среднее значение критерия Крс для ДП № 10 составило 0,76 в первом периоде (рис 2, а,б) и 0,89 (рис. 2, в) - во втором, то есть происходило смещение максимума скоростей опускания поверхности засыпи в промежуточную или центральную зоны по радиусу колошника

Для устранения причин, нарушающих равномерный сход поверхности засыпи, необходимо уменьшение высоты цилиндрической части колошника, что снизит вероятность деформаций нижних рядов в результате температурных напряжений.

Исследования, проведенные на доменных печах №№ 6 и 7 ОАО «ММК» в отдельных периодах при постоянных параметрах загрузки,

позволили оценить влияние технологических параметров на равномерность схода поверхности засыпи. Установлено, что в спектре колебаний значения

а б в

* -точкавбода зонда; 1.2,3,4 - газоотводы;

........ - деформация защиты;

- настыль па нижних рядах защиты; — - то же, но предположительно продолжается в верхней части шахты Рис. 2. Результаты обследования состояния колошника доменной печи № ] О ОАО «ММК» во время ремонтов III разряда 29.03.2001 (а, б) и 01.02.2006 (в)

К.рС имеются как высокочастотные гармоники с частотой, равной частоте

замеров 6 мин) и низкочастотные, (2-10 часов). Первые связаны с

особенностями устройства уровнемера (высокочастотный шум), вторые

совпадают по частоте с изменением теплового состояния печи, которое

оценивалось по отношению содержаний кремния и серы в чугуне. Для

выявления зависимости критерия Крс от теплового состояния был произведен

корреляционный анализ зависимости К^ = f{[Si]/[S]), посредством

группировки по результативному и факторному признакам. Результаты его представлены на рис. 4.

Влияние накопления и выпуска жидких продуктов плавки на характер схода, осуществлялось путем оценки коэффициента парной корреляции (гху) зависимости вида К =f(i), где % - время от момента открытия или

закрытия чугунной летки Выборки производились для всех случаев выпуска и накопления Установлено, что доля значимых выборок (гху > 0,5 или гху < -0,5) составляет не более 50% от всего количества выпусков При этом для периодов накопления и выпуска характерны как прямые, так и обратные зависимости, следовательно, они являются частью общей тенденции изменения теплового состояния, которое влияет на характер схода через радиальное распределение газового потока Таким образом, критерий Крс можно использовать для оперативного контроля теплового состояния доменной печи

0 20 40 60 80 100 [81]/[8]

Рис 4 Зависимость равномерности схода поверхности засыпи от теплового состояния доменных печей № 6 (о) и № 7 (х)

Использование информации о состоянии защиты, расположении «эпицентра» зоны удара загружаемых материалов о нее, характере схода поверхности засыпи, позволяет более обоснованно выбрать режим загрузки на доменных печах ОАО «ММК» Внесено соответствующее дополнение в технологическую инструкцию доменного цеха по выбору уровня засыпи и массы подачи Для расширения информации о сходе поверхности засыпи, разработан и передан доменному цеху алгоритм расчета критерия Крс, предназначенный для внедрения его в действующий комплекс АСУТП

Третья глава работы посвящена изучению особенностей движения материалов и газов в верхней части доменной печи

Шихта опускается под действием собственного веса, опусканию ее препятствуют подъемная сила газового потока и силы трения о стены Вес шихты Рш, находящейся над единицей сечения, пропорционален расстоянию от уровня засыпи Подъемная сила газового потока Рг рассредоточена по объему материалов, Если обозначить силу трения материалов о стенки через Р-,.р, то давление шихты, передаваемое вниз и условно называемое вертикальным давлением или активным весом, определится как н

(3„ = |(<1РШ -сЩ. -сШгр) В среднем по сечению на горизонте фурм

о

вертикальное давление шихты получается равным 5- 15% от ее веса Рш Ровный сход материалов возможен, если силы, препятствующие ему, не превышают веса шихты (Зш > О В зонах над фурменными очагами и в верхней части шахты, которые названы М А Стефановичем «лимитирующими», нарушения схода наиболее вероятны, так как в них достаточно небольшого увеличения подъемной силы газового потока или силы трения для уравновешивания веса столба материалов

Подвисания шихты относятся к одним из тяжелых расстройств хода доменной плавки Как показал анализ, причины верхних подвисаний еще недостаточно изучены Об этом свидетельствует тот факт, что в типовой технологической инструкции по доменному производству причиной верхних подвисаний считается кострение шихты как сыпучей среды В доменных печах объемом 1370 м3 и 2014 м3 ОАО «ММК» отношение диаметра колошника к максимальному размеру куска кокса (100 мм) составляет соответственно 66 и 74, т е на порядок выше чем то, при котором возникает кострение (4 8) Следовательно, требуется выявление главной причины верхних подвисаний

Отношение подъемной силы газового потока к весу шихты - величину,

показывающую, какая часть веса шихты уравновешивается потоком, условно называют степенью уравновешивания, или критерием аэродинамической Р АР

устойчивости т| = —=-, где АР - перепад давлений газа в слое, Па, Н -

рш ^ У

высота столба шихты, м, у - насыпной вес ее, Н/м3

Максимальную степень уравновешивания, при которой еще возможен сход шихты, назовем допустимой Величина ее зависит от характера изменения давления газа по высоте столба материалов

Поведение шихты в присутствии газового потока в диапазоне значений степени уравновешивания г| = 0 1 изучали на холодной модели Она представляет собой прозрачный цилиндр, в который сверху загружается материал, а снизу подается воздух Выгрузка сыпучего производится через отверстие, закрываемое шибером Для повышения градиентов давлений использовалось два вида сыпучего материала - крупный и мелкий Мелкий материал располагался тонким слоем в массе крупного На модели были проведены опыты по определению характера изменения давления газа по высоте при различных вариантах распределения мелкого материала, а также определение минимально возможной толщины слоя шихты, который может быть уравновешен газовым потоком В первом приближении все случаи изменения градиентов давления газа по высоте слоев шихты можно свести к следующим трем

- одинаковы по высоте,

- уменьшаются сверху вниз,

- увеличиваются сверху вниз

При равномерном падении давления газа в столбе сыпучих материалов возможны подвисания материалов или переход их в псевдоожиженное состояние с ростом скоростей газа Вероятность подвисания выше, если отношение высоты слоя к диаметру его больше 0,5, когда в материале возможно образование динамически разгружающих куполов и заклинивание

слоя Подвисание происходит при степени уравновешивания столба материалов подъемной силой газового потока, меньшей 1,0

Если градиенты давления газов возрастают кверху, то подвисание вообще не произойдет По мере увеличения расхода газа материалы будут переходить в кипящее состояние, начиная с верхних горизонтов

Если градиенты давления в столбе материала возрастают к низу, то с увеличением расхода газа, вначале полностью уравновесятся подъемной силой газа и силами трения его нижние слои Они, зажатые сверху материалами, не перейдут в кипящее состояние, а будут играть роль газопроницаемого поршня, который давит снизу В этом случае подвисание произойдет при общей степени уравновешивания всего слоя шихты, значительно меньшей 1,0

Для установления влияния размеров верха на вероятность возникновения подвисаний проанализировали работу печей ММК за период с 1989 по 2006 гг, Результаты сопоставления числа подвисаний за год с геометрическим симплексом колошника (Ьк/с1к) показывают, что с увеличением отношения высоты колошника к диаметру имеет место тенденция к увеличению числа подвисаний

Изучение газодинамических условий в верхней части доменной печи производили на математической модели Модель учитывает изменение температур (I) и давлений по высоте (Р) В основе ее лежит уравнение Дарси-Вейсбаха в дифференциальной форме

¿р =? < Ро Р„Е + 273) <т 2ё е2 й Р 273 '

где со0 и р0 - скорость газа на пустое сечение и плотность его при давлении Р0 и температуре 273 К, нм/с, <1 и Н - приведенный диаметр каналов и высота слоя, м, б и А. - порозность слоя и коэффициент его сопротивления Расчет по формуле 4 производился методом конечных элементов, представляющих собой отдельные горизонтальные слои, расположенные в направлении

движения шихты Решением уравнения 4 для каждого элемента является следующее выражение-

где - коэффициент адаптации, Ри - давление газа над слоем 1, Па Адаптация модели производилась по данным работающих печей ОАО «ММК» для этого в уравнение 5 вводится коэффициент учитывающий неравномерность распределения свойств материала по радиусу и окружности

Для расчета температур газа по высоте использовали уравнение Б И Китаева для верхней ступени теплообмена Расчеты, произведенные для различных шихтовых условий и параметров теплообмена, показали, что наличие слоев шихты с максимальными градиентами давления газа в верхней части обусловлено характером изменения температуры его по высоте Изменением очертания верха печи, в частности уменьшением высоты цилиндрической части и выполнением стен шахты с переменным углом наклона, можно частично компенсировать влияние изменения температуры по высоте Перегиб шахты должен располагаться на расстоянии от поверхности засыпи, равном 0,5-0,6 высоты верхней зоны интенсивного теплообмена (Н|) по Б И Китаеву или в месте расположения максимума фактической скорости газа Расстояние от поверхности засыпи до этого слоя может быть приближенно определено из соотношения

где ^ и ^ - температуры газа в зоне замедленного теплообмена и на колошнике соответственно, °С

Сопоставление характера изменения потерь напора по высоте до и после совершенствования профиля показано на рис 5

По результатам исследований внесены изменения в технологическую

АР, =. РД

<, р0, АН Р0 0,+273) g е2 ё 273

(5)

(6)

инструкцию по доменному цеху ОАО «ММК» Рекомендованы мероприятия по совершенствованию профиля верхней части доменной печи Рекомендации одобрены ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ», планируется их реализация при реконструкции доменных печей № 9 и 10 ОАО «ММК» Даны предложения по проекту реконструкции доменной печи № 1 Косогорского металлургического завода

Относительный градиент давлений газа,%

Рис 5 Очертание верха доменной печи до и после (-----) изменения (а) и

распределение относительных градиентов давления по высоте (б) 1 - исходный профиль (за 100% принято макимальное значение градиента); 2 - измененный, 3 - то же, но при увеличенном на 1,8 % расходе дутья

В четвертой главе рассматриваются пути совершенствования

профиля шахтных печей металлизации

Самым распространенным агрегатом для прямого получения железа

является «Мк1гех» На сегодняшний день этим способом производится около

70% губчатого железа Основным недостатком рабочего пространства зоны восстановления реактора «М1с1гех» является цилиндрический профиль его Аналогичным недостатком обладают печи «НУЬ-Ш», и шахты предварительного восстановления установок для получения чугуна «Согех»

Цилиндрический профиль зоны восстановления реактора «Мк1гех» недостаточно учитывает особенности движения шихты как сыпучей среды Результаты исследований движения материалов и газа в них показывают, что опускание шихты в цилиндрических шахтах имеет «поршневой» характер При этом значительная доля частиц не имеет возможности для перемещения относительно друг друга Таким образом, весь объем печи можно разделить на две области центральный «поршень» с пониженной газопроницаемостью и периферийную разрыхленную за счет пристеночного эффекта В последней степень использования тепловой и химической энергии газа, естественно, понижается Наличие этих недостатков подтверждается опытом работы модулей «Мк1гех» на Оскольском электрометаллургическом комбинате Неравномерность распределения газового потока отражается на характере изменения температур по сечению и степени металлизации окатышей, отобранных в центре и на периферии

Для достижения высоких показателей процесса металлизации предложен вариант совершенствования профиля печи «М1с1гех» с учетом особенностей движения шихты и газа, а также тепло- масообмена Целесообразно профиль зоны восстановления сделать подобным профилю доменной печи и организовать фурменный ввод газа восстановителя (рис 6 а) Подбор рациональных размеров профиля печи «МкЗгех» производился на основе результатов моделирования газодинамики Для этой цели использована модель, описание которой дано выше Для учета влияния угла наклона стен в модель были введены формулы для определения порозности, полученные по данным исследований В К Дурнова Результаты расчета показывают, что применение сложного профиля, представляющего

собой сочетание конических и цилиндрических элементов, позволяет существенно улучшить газодинамический режим В частности происходит значительное снижение общего сопротивления столба шихты Вследствие этого снижается доля газа, движущегося у стен за счет пристенного эффекта Например, до совершенствования профиля скорость газа на периферии превышает таковую в центре в 1,5 раза, а после - в 1,25 Равномерность газового потока повышается на 16,7% В результате снижения сопротивления столба шихты, появляется возможность увеличения расхода газа на 22,6%

а 6

До После

Рис 6 Профиль зоны восстановления шахтной печи «Мк1гех» до и после

совершенствования (а) и изменение скоростей газа по высоте (б) 1 - при исходном профиле, 2 - при усовершенствованном, 3 - то же, но с увеличенным расходом газа-восстановителя

На основании проведенных мероприятий по совершенствованию

профиля печи металлизации, нами предложен новый агрегат с профилем,

обеспечивающим организацию противотока аналогичного тому, что имеется в доменной печи

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Характер схода поверхности засыпи на колошнике доменной печи является важнейшим параметром доменной плавки На печах, не оборудованных профилемерами, он может быть оценен по значению критерия равномерности схода подачи Крс.

2 Использование этого критерия совместно с данными о состоянии колошниковой защиты позволяет обоснованно выбирать режим загрузки доменной печи и более оперативно по сравнению с анализом химического состава чугуна оценивать ее тепловое состояние

3 Информацию о характере опускания поверхности засыпи по радиусу нельзя переносить на весь столб шихты в шахте, как это сделано в математической модели доменного процесса, предложенной М Хатано для самых больших доменных печей Японии Это объясняется влиянием множества факторов на скорость схода поверхности засыпи (степень уравновешивания, состояние колошниковой защиты и кладки под ней, уровень засыпи, наличие настылей и др)

4 Основной причиной возникновения верхних подвисаний является полное уравновешивание слоя шихты, удаленного от поверхности засыпи на 2-6 м, подъемной силой газового потока и силами трения В результате он, подобно газопроницаемому поршню, подпирает вышележащие слои Боковое давление их на стены сужающейся кверху шахты возрастает, что приводит к еще большему увеличению сил трения

5 Конструктивными мероприятиями, снижающими вероятность верхних подвисаний, являются, уменьшение высоты цилиндрической части колошника и выполнение шахты с переменным углом наклона стен Эти изменения могут быть реализованы даже во время капитального ремонта II

разряда с минимальными затратами В результате комплексного выполнения указанных мероприятий, снижаются значения градиентов давлений в верхней части шахты на 10-12% Создавшийся резерв по газодинамике можно использовать для форсирования плавки или снижения расхода кокса 6 Профиль шахтных реакторов прямого получения железа должен обеспечивать рациональное движение шихты и газового потока Таким требованиям соответствует профиль, подобный профилю доменной печи При движении шихты в расширяющейся шахте происходит разрыхление ее за счет радиального растекания частиц в слоях, сформированных на колошнике Рост сил трения в сужающихся заплечиках способствует снижению вертикального давления на горизонте фурм и разрыхлению шихты, а значит увеличению газопроницаемости и большему проникновению газа в осевую зону печи В результате снижается разница скоростей движения газа по радиусу на 16% и появляется возможность интенсификации процесса на 22,6%

Список работ, опубликованных по теме диссертации В журналах по списку ВАК

1 Влияние количества и размеров очагов горения в горне на сход материалов выше фурм в доменных печах различного объема / В К Кропотов , В Г Дружков , А В Иванов и др // Известия ВУЗов Черная металлургия -2004 -№7 -С 17-19

2 Дружков В Г Иванов А В Исследование причин верхних подвисаний шихты в доменных печах и пути снижения их вероятности // Сталь -2004 -№12 - С 17-19

В других изданиях

3 Дружков В Г, Иванов А В Результаты оценки характера опускания поверхности засыпи в доменных печах ОАО «ММК» Н Теория и

технология металлургического производства - Вып 4 - Магнитогорск МГТУ, 2004 - С 20-24

4 Иванов А В , Дружков В Г Совершенствование профиля реактора для прямого получения железа «Мк1гех» // Тезисы докладов Международной научно- технической конференции молодых специалистов, инженеров и техников ОАО «ММК» Магнитогорск -2003 - С 12-13

5 Дружков В Г, Макарова И В , Иванов А В Влияние числа воздушных фурм на сход шихтовых материалов в рабочем пространстве доменной печи // Теория и технология металлургического производства - Вып 5 -Магнитогорск МГТУ, 2005 - С 23-25

6 Иванов А В Совершенствование профилей шахтных противоточных агрегатов на основе уточненных схем движения шихты и газа // Материалы 64-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005 годы - Магнитогорск МГТУ, 2006 - С 127-130

7 Иванов А В Взаимосвязь характера опускания поверхности засыпи с параметрами доменной плавки // Тезисы докладов Международной научно- технической конференции молодых специалистов, инженеров и техников ОАО «ММК» Магнитогорск -2007 - С 13-14

Подписано в печать 17 04 07 Формат 60x84 1/16 Бумага тип № 1

Плоская печать Услпечл1,0 Тираж 100 экз Заказ 236

455000, Магнитогорск, пр Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

1. Современные тенденции развития профиля шахтных металлургических агрегатов и закономерностей противотока в них.

1.1. Анализ изменений очертания рабочего пространства доменных печей и реакторов прямого получения железа.

1.2. Закономерности движения газов в слое шихты.

1.3. Определение геометрических характеристик слоя.

1.4. Закономерности движения шихты в условиях противотока.

1.5. Взаимодействие шихты, газа и элементов печей в условиях противотока.

В настоящее время самыми распространенными агрегатами для получения чугуна и железа являются шахтные противоточные печи.

Принцип противотока материалов и газа обеспечивает высокую интенсивность тепло- и массообмена, а значит, и высокий КПД. От совершенства организации противотока зависят основные технико-экономические показатели: производительность агрегата и расход топлива (кокс, природный газ, мазут и т.д.). Наряду с достоинствами есть и присущие противотоку недостатки [1,2]: трудность организации взаимного наложения потоков шихты и газа, а также невозможность интенсификации процесса сверх определенного предела, по достижении которого происходит резкое снижение показателей процесса (образование каналов) или его полное прекращение (подвисание). Для управления распределением потоков материалов и газа применяются многочисленные технологические приемы, эффективность которых достаточно высока. Однако, при нерациональном профиле печи суммарный эффект от этих воздействий может быть сведен к минимуму. Можно сказать, что очертание рабочего пространства в данном случае играет роль «направляющего» для взаимодействующих потоков.

Профиль доменной печи формировался на основании огромного опыта, накопленного человечеством за 6 веков, и поэтому близок к рациональному, но при этом есть еще возможности его совершенствования [3].

Единственным и главным недостатком доменной плавки является потребление дорожающего с каждым днем кокса. Несмотря на то, что идет сокращение его потребления путем замены альтернативными видами топлива, даже теоретически доменный процесс невозможен без кокса, играющего роль фильтрующей насадки для чугуна и шлака в нижних зонах рабочего пространства.

В последнее время широкое развитие получают процессы прямого получения железа (DRI - Direct Reduction Iron). Отличительной особенностью их, являются пониженные температуры и отсутствие прямого восстановления, а, следовательно, и более высокие требования к организации противотока [4]. Наибольшее распространение процессы БШ получили в странах, где коксующихся углей нет, но много легкообогатимых руд и природного газа [5]. Сейчас на территории России действуют два металлургических предприятия, использующие технологию прямого восстановления - это Оскольский электрометаллургический комбинат (ОЭМК), с установками МГОЯЕХ [5] и Лебединский ГОК, с печами НУЪ-Ш [6]. Мировое производство железа прямого получения возрастает с каждым годом. В 2004 году оно составило 54,6 млн. т., что на 5 млн. т. больше чем в предыдущем. Основная доля производства приходится на процессы МИЖЕХ и НУЪ-Ш (85%) [7]. Дальнейший рост производства железа прямого получения в шахтных печах сопровождается неизбежным увеличением единичной производительности агрегатов, что связано с определенными трудностями организации процесса восстановления. Для устранения недостатков, присущих существующим технологиям прямого получения железа и выявленным в процессе их эксплуатации [5], необходимо совершенствование профиля печей [8]. Это приведет к увеличению степени использования энергии газа и, следовательно, к снижению его расхода. Улучшение обработки шихты газом будет способствовать также повышению качества готовой продукции (одинаковая степень металлизации, и ее общее повышение).

Целью настоящей работы является улучшение технико-экономических показателей процессов в шахтных металлургических агрегатах совершенствованием их профиля на основе уточненных данных о движении материалов и газов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Характер схода поверхности засыпи на колошнике доменной печи является важнейшим параметром доменной плавки. На печах, не оборудованных профилемерами, он может быть оценен по значению критерия равномерности схода подачи Крс.

2. Использование этого критерия совместно с данными о состоянии колошниковой защиты позволяет обоснованно выбирать режим загрузки доменной печи и более оперативно по сравнению с анализом химического состава чугуна оценивать ее тепловое состояние.

3. Информацию о характере опускания поверхности засыпи по радиусу нельзя переносить на весь столб шихты в шахте, как это сделано в математической модели доменного процесса, предложенной М. Хатано для самых больших доменных печей Японии. Это объясняется влиянием множества факторов на скорость схода поверхности засыпи (степень уравновешивания, состояние колошниковой защиты и кладки под ней, уровень засыпи, наличие настылей и др.).

4. Основной причиной возникновения верхних подвисаний является полное уравновешивание слоя шихты, удаленного от поверхности засыпи на 2-6 м, подъемной силой газового потока и силами трения. В результате он, подобно газопроницаемому поршню, подпирает вышележащие слои. Боковое давление их на стены, сужающейся кверху шахты, возрастает, что приводит к еще большему увеличению сил трения.

5. Конструктивными мероприятиями, снижающими вероятность верхних подвисаний, являются, уменьшение высоты цилиндрической части колошника и выполнение шахты с переменным углом наклона стен. Эти изменения могут быть реализованы даже во время капитального ремонта II разряда с минимальными затратами. В результате комплексного выполнения указанных мероприятий, снижаются значения градиентов давлений в верхней части шахты на 10-12%. Создавшийся резерв по газодинамике можно использовать для форсирования плавки или снижения расхода кокса.

6. Профиль шахтных реакторов прямого получения железа должен обеспечивать рациональное движение шихты и газового потока. Таким требованиям соответствует профиль, подобный профилю доменной печи. При движении шихты в расширяющейся шахте происходит разрыхление ее за счет радиального растекания частиц в слоях, сформированных на колошнике. Рост сил трения в сужающихся заплечиках, способствует снижению вертикального давления на горизонте фурм и разрыхлению шихты, а значит увеличению газопроницаемости и большему проникновению газа в осевую зону печи. В результате снижается разница скоростей движения газа по радиусу на 16% и появляется возможность интенсификации процесса на 22,6%.

Заключение

Анализ развития профиля доменных печей и предложений по его совершенствованию показал, что до сих пор нет четких рекомендаций относительно размеров колошника, особенно высоты его цилиндрической части, а также расположения места перегиба стен шахты. Второе осложняется отсутствием единого мнения о том, какая сила в общем балансе определяет напряженность противотока в верхней части печи. Существует два основных мнения: первое - определяющей является подъемная сила газового потока; и второе - сила трения. При этом называются и различные причины верхних подвисаний.

Профиль зоны восстановления наиболее распространенных шахтных печей металлизации Midrex и HYL-III представляет собой цилиндр. Он не обеспечивает рациональный противоток, что подтверждается опытом эксплуатации печей Midrex на ОЭМК. В литературе имеются рекомендации по совершенствованию противотока конструктивными изменениями, в том числе и выполнением профиля подобным доменной печи. Однако большинство авторов настаивают на сохранении цилиндрического рабочего пространства.

Для совершенствования профиля доменных печей и шахтных агрегатов металлизации необходимо учитывать особенности движения материалов и газов в них. Процессы движения газа в слое материалов изучены достаточно полно и могут быть использованы для расчетов, в том числе и при выборе размеров элементов профиля. Изученность процессов движения шихты недостаточна для этого. Существующие модели не позволяют определить влияние профиля на характер схода материалов в шахтных печах.

Задачи собственного исследования

- изучение характера движения шихты на колошнике действующих доменных печей различного объема;

- выявление причин верхних подвисаний и путей снижения их вероятности, в частности совершенствованием профиля верха печи;

- использование результатов изучения противотока в доменных печах для совершенствования профиля шахтных агрегатов прямого получения железа.

2. Изучение характера движения поверхности засыпи на доменных печах

Основной технологической функцией колошника доменной печи совместно с загрузочным устройством, является формирование рациональной структуры столба материалов, обеспечивающей достаточную газопроницаемость его и высокую степень использования энергии газа-восстановителя. Для уточнения основных размеров колошника и схемы движения материалов в шахте необходимо изучить особенности схода поверхности засыпи на действующих печах.

2.1. Методика оценки характера схода поверхности засыпи на печах, оборудованных уровнемерами

Для изучения характера схода поверхности засыпи на колошнике и связи его с профилем и параметрами доменной плавки были проведены исследования на печах ОАО «ММК» [120, 121].

Наблюдение за опусканием поверхности засыпи на мощных доменных печах производится с использованием профилемеров[122]. С помощью их можно получить практически эпюру скоростей схода шихты по радиусу. Доля доменных печей, на которых имеется такое оборудование, низка. Обычно используются уровнемеры, позволяющие оценить скорость схода в двух, в лучшем случае, четырех точках поверхности засыпи. Информацию, получаемую при помощи данных приборов можно расширить, и оценивать равномерность опускания поверхности засыпи по радиусу.

Основным выходным параметром механического уровнемера является расположение наконечника зонда в пространстве относительно «нулевой» отметки (положение нижней кромки большого конуса в опущенном состоянии). Обозначим его как Уз. Зная время опускания зонда можно рассчитать скорость движения материала в точке касания шомпола с поверхностью засыпи: иш = , мм/мин (2.1) с!т где ёУз - изменение положения поверхности засыпи за промежуток времени с1т.

Скорость движения материалов на колошнике доменной печи зависит от интенсивности горения кокса, состояния столба шихты в верхней части, степени заполнения горна чугуном и шлаком и др. Сопоставляя показания разных зондов можно оценить равномерность схода шихты по окружности колошника, в частности выявить случаи работы печи с «перекосом» поверхности засыпи.

Равномерность опускания поверхности засыпи по радиусу можно оценить по разности скоростей движения материала в центре колошника и на периферии. На доменных печах ОАО «ММК» имеется возможность измерения уровня материала только на расстоянии от стенки колошника равном 400 - 685 мм, т.е. на периферии. В работах [89, 92, 93] предлагается расчет толщины подачи производить по данным о суточном и часовом расходах материалов. В таком случае возникают значительные колебания расчетной и фактической толщины, что связано с периодическими перешихтовками. Сущность предлагаемой нами методики [120] заключается в определении критерия радиальной равномерности схода поверхности засыпи:

Крс =7~> (2.2) к представляющего собой отношение фактической высоты подачи Ьф, замеренной уровнемерами, к расчетной, определяемой из уравнения:

4У

Ч=-г,м (2.3)

7Г(1К где (1к - диаметр колошника доменной печи, м; ф - угол откоса шихты на колошнике (см. рис. 2.2);

Уп - объем подачи определяемый по формуле:

У г

2.4) где т-1 и у-1 - масса 1-го компонента в подаче и его насыпная плотность соответственно.

Расчет высоты загружаемых на колошник материалов производится для каждой подачи с учетом системы загрузки (совместная, расщепленная и. т.д.). Значения Ьф получаются путем замера разности уровня поверхности шихты до и после ссыпания порции материалов в печь (рис. 2.1, а).

Крс<1

Крс — 1

Крс>1

О Гк

Рис. 2.1. Схема для определения расчетной высоты подачи (а) и возможные и схемы опускания поверхности засыпи при различных значениях критерия Крс (б):

Таким образом, возможны ситуации: Крс > 1, Крс < 1, и Крс = 1 изображенные на рис. 2.1, б. При Крс~ 1 поверхность засыпи опускается равномерно по радиусу колошника, при Крс > 1 имеет место ускоренный сход материала на периферии, а при Крс > 1 - в центре. Также возможно смещение максимума скоростей схода поверхности засыпи в промежуточную зону. В этом случае критерий Крс принимает значения, меньшие 1. По значению Крс можно также оценивать изменение угла откоса поверхности засыпи перед загрузкой подачи в печь и после нее.

2.2. Результаты оценки характера схода материалов на доменных печах

ОАО «ММК»

По описанной методике были проведены исследования на доменных печах ОАО «ММК» различного объема в течение трех периодов продолжительностью 2-7 суток с 2000 по 2006 гг. В первом периоде (ноябрь 2000 г.) были обследованы печи №№ 1, 2, 4, 6, 8, и 10. Во втором периоде (февраль-март 2006 г.) печи №№ 4, 6, 9, 10. В третьем периоде (сентябрь-октябрь 2003 г.) исследовались доменные печи №№ 6 и 7. Для анализа выбирались печи, работающие с наиболее стабильными показателями. Проектные профили доменных печей, на которых производились исследования характера схода материалов, приведены в табл. 2.1.

Исходные данные о фактической высоте подачи (Ьф) были получены путем расшифровки диаграмм КИП механических уровнемеров (периоды 1 и 2) и их электронных аналогов из базы данных АСУТП доменного цеха (период 3). Характерный участок временной диаграммы уровнемера и графическая схема определения Ьф представлены на рис. 2.2.

Обработка расшифрованных шомпольных диаграмм производилась вручную в следующем порядке:

- записывались значения Ц для каждого зонда (их число для каждой печи представлено в табл. 2.1);

- рассчитывалось среднее значение по показаниям двух или четырех (ДП№10, период 2) зондов, за исключением провалившихся и нечетко прорисованных на диаграмме;

- значения Ьф пересчитывались из диаграммных координат (0-100) в реальные.

Обработка цифровых данных производилась с помощью специально разработанной программы на языке Visual Basic for Applications в среде электронных таблиц Microsoft Excel (Excel VBA). Значения hp получены по данным суточных рапортов доменных печей с учетом всех перешихтовок.

1. Леонидов Н.К. О профиле доменной печи / Н.К. Леонидов, М.А. Стефанович, В.Г. Дружков // Сталь. 1976. № 6. С. 485-491.

2. Юсфин Ю.С. Теория металлизации железорудного сырья / Ю.С. Юсфин, В.В. Даньшин, Н.Ф. Пашков, В.А. Питателев. М.: Металлургия, 1982.256 с.

3. Тулин H.A. Развитие бескоксовой металлургии / H.A. Тулин, B.C. Кудрявцев, С.А. Пчелкин Д. Вернер, В. Лёзель, Б. Мюллер, Г. Папст, Ф. Штефан. М.: Металлургия, 1987. 328 с.

4. Копоть H.H. Разработка и совершенствование технологии производства окатышей и их металлизации в шахтной печи (на примереустановки Хил III ОАО Лебединский ГОК) // Реф. 05.09-15В.70Д, Р.Ж. Металлургия, 2005 №9.

5. Рост производства железа прямого получения // Реф. 06.01-15В.80, Р.Ж. Металлургия, 2006 №1.

6. Nair P.M. Midrex DRI Megamod plant and its achievements during the last five years / P.M. Nair // 4th EUROPEAN COKE AND IRONMAKING CONGRESS (ECIC) proceedings, Paris 2000. p. 279-282.

7. Павлов М.А. Металлургия чугуна: В 3 т. / М.А. Павлов М.: Металлургиз-дат, 1951 Т. 3.320 с.

8. Похвиснев А.Н. Значение М.А.Павлова в развитии металлургии чугуна/А.Н. Похвиснев // Доменный процесс по новейшим исследованиям. М.: Металлургиздат, 1963. С. 7-12.

9. Кропотов B.K. Проектирование доменной печи/ В.К. Кропотов, В.Г. Дружков, И.Е. Прохоров. Магнитогорск: МГТУ, 2004. 127 с.

10. Китаев Б.И. Теплообмен в доменной печи/ Б.И. Китаев, Ю.Г. Ярошенко, Б.Л. Лазарев. М.: Металлургия, 1966. 355 с.

11. Логинов В.И. К вопросу об оптимальном профиле доменной печи / В.И. Логинов, С.М. Кутнер, М.Б. Кутнер и др. // Сталь. 1976. №9. С. 780-784.

12. Жеребин Б.Н. К вопросу о профиле доменной печи / Б.Н. Жеребин // Сталь. 1976. №12. -С. 1067-1069.

13. Жембус М.Д. Совершенствование профиля доменной печи / М.Д. Жембус // Сталь. 1977. №5. С. 388-390.

14. Бабарыкин H.H. К вопросу о профиле доменной печи/ H.H. Бабарыкин, Г.В. Горбунов, Н.М. Крюков и др. // Сталь. 1977. №5. С. 485-490.

15. Вегман Е.Ф. Об основных тенденциях проектных профилей доменных печей в XX веке/ Е.Ф. Вегман, В.М. Клемперт // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1987. №7. С. 8-20.

16. Бабарыкин H.H. О рациональном профиле современной доменной печи / H.H. Бабарыкин // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1987. №7. С. 20-32.

17. Гиммельфарб A.A. Рациональный профиль доменной печи и перспективы его развития/ A.A. Гиммельфарб, Г.А. Воловик, В.Е. Левченко // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1987. №7. С. 32-41.

18. Логинов В.И. О профиле доменных печей / В.И. Логинов, К.А. Мусиенко // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1987. №7. С. 41-44.

19. Марсуверский Б.А. К вопросу о профиле доменной печи/ Б.А. Марсу-верский // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1987. №7. С. 41-52.

20. Тарасов В.П. О влиянии газодинамики доменной печи на ее профиль / В.П. Тарасов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1987. №7. С. 52-55.

21. Дружков В.Г. Оптимальное очертание верха доменной печи/ В.Г. Дружков, М.А. Стефанович // Сталь. 1983. № 3. С. 15-16.

22. Марсуверский Б.А. Влияние угла наклона шахты доменной печи на боковое давление шихтовых материалов/ Б.А. Марсуверский, H.H. Бабарыкин B.C. Новиков // Сталь. 1985. №11. С. 5-7.

23. Дружков В.Г. Работа доменной печи № 1 ЧМК с усовершенствованным профилем шахты/ В.Г. Дружков, В.К. Кропотов, A.B. Денисов и др.// Производство чугуна. Свердловск: Изд. УПИ, 1992, С. 88-93.

24. Новая печь на заводе в Ньюкастле / реф. С.М. Кутнер // Экспресс-информация. Серия: Производство чугуна. Вып. 2. М.: Черметинформация, 1981. С. 16-20.

25. Astier J.E. Evolution of the shaft furnanses for direct reduction / J.E. Astier // 4th ECIC proceedings. Paris, 2000. p. 250-255.

26. Кудрявцев B.C. Пуск комплекса шахтной печи № 1 ОЭМК и освоение промышленного производства металлизованного сырья / В.С.Кудрявцев, С.А. Пчелкин, Г.А. Юров и др. // Сталь. 1986. № 7. С. 6-11.

27. Кудрявцев B.C. Совершенствование технологии металлизации железорудного сырья в условиях ОЭМК / B.C. Кудрявцев, С.А. Пчелкин, С.Е. Лазуткин и др. // Сталь. 1987. № 7. С. 5-11.

28. Пчелкин С.А. Высокотемпературная технология металлизации железорудных окатышей в шахтных печах ОЭМК / С.А. Пчелкин, Г.А. Зинягин, Ж.Б. Цвик и др. // Сталь. 1991. № 7. С. 67-70.

29. Лазуткин С.Е. Совершенствование технологии металлизации железорудного сырья в шахтных печах / С.Е. Лазуткин, Г.А. Зинягин, В.Е. Попов и др. //Сталь. 1993. №6. С. 7-10.

30. Пчелкин С.А. Влияние качества концентрата, сырых и обожженных окатышей на показатели процесса металлизации в шахтных печах / С.А. Пчелкин // Сталь 1993. №6. С. 16-18.

31. Гарина И.М. Развитие процессов прямого получения железа за рубежом/ И.М. Гарина. Обзорная информация. М.: Черметинформация, 1971, 18 с.

32. Tennies W.L. Breakthrough technologies for the new millennium / W.L. Ten-nies, G.E. Metius, J.T. Kopfle // 4th ECIC proceedings. Paris, 2000. P. 256-264.

33. Darwish M. ANDSK experience with Midrex plants / M. Darwish // 4th ECIC proceedings. Paris, 2000. p. 271-278.

34. Гончаров C.C. Совершенствование технологии и производство окисленных и металлизованных окатышей на ОЭМК / С.С. Гончаров, А.Г. Серкин, Г.А. Зинягин // Сталь 1995, №9. С. 6-13.

35. Юсфин Ю.С. Новые процессы получения металла/ Ю.С. Юсфин, А,А. Гим-мельфарб, Н.Ф. Пашков. М.: Металлургия, 1994. 320 с.

36. Лазуткин С.Е. Способ производства металлизованных окатышей / С.Е. Лазуткин, В.И Маторин, Б.А. Марсуверский и др. // Пат. РФ № 2139940.

37. Гордон Я.М. Механика движения материалов и газов в шахтных печах / Я.М. Гордон, Е.В. Максимов, B.C. Швыдкий. Алма-Ата: Наука, 1989.144 с.

38. Гордон Я.М. Тепловая работа шахтных печей и агрегатов с плотным слоем / Я.М. Гордон, Б.А. Боковиков, B.C. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко. М.: Металлургия, 1989. 120 с.

39. Гордон Я.М. Автономная работа зон шахтной печи для металлизации железорудного сырья/ Я.М. Гордон //Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1985. С. 13-17.

40. Gordon Y. Optimization of design and operating parameters of shaft furnaces / Y. Gordon, V. Shvidkiy, Yu. Yaroshenko // Proceedings of 3rd International Conference on Science and Technology of Ironmaking. Dusseldorf, 2003. P. 311-316.

41. Шубин А.Ф. Исследование процессов металлизации железорудных материалов в шахтной печи / А.Ф Шубин. Автореферат дисс. канд. техн. наук. Магнитогорск, 1981. 22 с.

42. Гольдштейн Н.Л. Исследование работы шахтной печи металлизации железорудных материалов / Н.Л. Гольдштейн, А.Ф.Шубин // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1976. С. 46-49.

43. Китаев Б.И. Тепло- и масообмен в плотном слое / Б.И. Китаев, В.Н. Тимофеев, Б.А. Боковиков В.М. Малкин, B.C. Швыдкий и др. М.: Металлургия, 1972. 432 с.

44. Боковиков Б.А. Шахтные печи для металлизации и обжига кусковых материалов / Б.А. Боковиков, М.Э. Бланк, В.В. Червоткин и др. // Сталь. 1990. №3. С. 6-10.

45. Боковиков Б.А. Развитие теории шахтных печей Б.И. Китаева в приложении к новым технологиям/ Б.А. Боковиков // С творческим наследием Б.И. Китаева в XXI век. Екатеринбург: УГТУ, 1998. С. 41-45.

46. Кеплингер JI.B. Шахтная печь / J1.B. Кеплингер, Р.В. Кастнер, К. Видер // Пат. РФ № 2219244.

47. Clark D.W. Производство горячебрикетированного губчатого железа/ D.W. Clark. M.: Черметинформация, 1989.23 с.

48. Стефанович М.А. Анализ хода доменного процесса / М.А. Стефанович. Свердловск: Металлургиздат, 1960. 286 с.

49. С.И. Аверин Механика жидкости и газа / Аверин С.И., Минаев А.Н., Швыдкий B.C., Ярошенко Ю.Г. М.: Металлургия, 1987. 304 с.

50. Сысоев Н.П. Расчет газодинамических характеристик шихтовых материалов доменной плавки на ПЭВМ/ Н.П. Сысоев, А.И. Ваганов. Магнитогорск: МГМА, 1994. 29 с.

51. Тарасов В.П. Газодинамика доменного процесса / В.П. Тарасов. М.: Металлургия, 1982.222 с.

52. Богданди Л.Ф. Восстановление железных руд / Л.Ф. Богданди, Г.Ю. Эн-гель. М.: Металлургия, 1971. 520 с.

53. Захаров А.Г. Газодинамика и тепломассообмен в металлургических шихтах / А.Г. Захаров, Е.В. Торопов. Алма-Ата: Наука, 1988.116 с.

54. Китаев Б.И. Теплотехника доменного процесса / Б.И. Китаев, Ю.Г. Ярошенко, E.J1. Суханов и др. М.: Металлургия, 1978. 248 с.

55. Дмитриев А.Н. Двумерная математическая модель доменного процесса/ А.Н. Дмитриев, C.B. Шаврин // Сталь 1996. №12. С. 7-13.

56. Дмитриев А.Н., Новые элементы в исследовании явлений доменной плавки/ А.Н. Дмитриев, C.B. Шаврин // Теория и практика производства чугуна: Сб. трудов международной научно-технической конференции. Кривой Рог, 2004. С. 246-250.

57. Дмитриев А.Н. Новые элементы в моделировании системы загрузки/

58. A.Н. Дмитриев, Д.З. Кудинов, C.B. Шаврин // Изв. Вузов Черная металлургия. 2005. №3. С. 68-69.

59. Туманов А.И. Математическая модель процессов газодинамики в зоне плавления доменной печи / А.И. Туманов, В.А. Доброскок, A.B. Волгин // Изв. Вузов Черная металлургия. 1987. №3. С. 146-147.

60. Доброскок В.А. Математическая модель газодинамики доменной печи/

61. B.А. Доброскок, И.А. Титов, Д.А. Кузьмин // Изв. Вузов Черная металлургия. 1996. №5. С. 75-76.

62. Ковшов В.Н. Интенсификация процесса плавки на основе математических моделей газодинамики доменной печи / В.Н. Ковшов. Автореферат дисс. д-ра техн. наук. Днепропетровск: 1984. 28 с.

63. Донсков Е.Г. Методика определения порозности шихтовых материалов доменной плавки / Донсков Е.Г. // Изв. ВУЗов черная металлургия. 1986. №5. С. 21-24.

64. Круглов В.Н. Использование ТВКС «Гранулометр» для анализа гранулометрического состава кусковых материалов / В.Н. Круглов, В.Г. Лисиенко,

65. A.B. Стародумов // Теория и практика производства чугуна: Сб. трудов международной научно-технической конференции. Кривой Рог, 2004.1. C. 501-504.

66. Абзалов В.М. Методика оперативного определения коэффициента газодинамического сопротивления слоя окатышей / В.М. Абзалов // Сталь. 2000. №12. С. 1-2.

67. Райх И.Е. Принципы описания гранулометрического состава материалов доменной плавки / И.Е. Райх, В.В. Гайков // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1981. С. 16-23.

68. Онорин О.П. Компьютерные методы моделирования газодинамического и шлакового режимов доменной плавки/ О.П. Онорин, H.A. Спирин,

69. B.В. Лавров // Сталь. 2005. № 6. С. 53-58.

70. Тарасов В.П. Исследования газодинамики верхних вертикальных зон доменной печи / В.П. Тарасов // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1980. С. 56-64.

71. Бабарыкин H.H. Движение шихты и газа в доменной печи: Курс лекций. Магнитогорск: МГМИ, 1994. 111 с.

72. Вегман Е.Ф. Краткий справочник доменщика / Е.Ф. Вегман. М.: Металлургия, 1981.238 с.

73. Вегман Е.Ф. Металлургия чугуна, учеб. для ВУЗов М.: Академкнига, 2004. 774 с.

74. Швыдкий B.C. Математическое моделирование при исследовании и оптимизации теплофизических процессов и объектов / B.C. Швыдкий // С творческим наследием Б.И. Китаева в XXI век. Екатеринбург: УГТУ, 1998. с. 36-40.

75. Поттер Д. Вычислительные методы в физике / Д. Поттер.

76. Малахов Г.М. Теория и практика выпуска руды / Г.М. Малахов, В.Р. Безух, П. Д. Петренко. М.: Недра, 1968.

77. Дубынин Н.Г. Выпуск руды при подземной разработке / Н.Г. Дубынин. М.: Недра, 1965. 268 с.

78. Грузинов В.К. К вопросу о движении столба шихты в доменной печи/ В.К. Грузинов//Сталь. 1956. №9. С.771-773.

79. Грузинов В.К. О размерах зон разрыхления в столбе шихты доменной печи / В.К. Грузинов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1958. №8. С. 12-15.

80. Грузинов В.К. О характере связи между количеством и давлением дутья, подаваемого в доменную печь/ В.К. Грузинов, Б.С. Фиалков // Доменный процесс по новейшим исследованиям. М.: Металлургиздат, 1963. С. 103111.

81. Фиалков Б.С. Кинетика движения и характер горения кокса в доменной печи / Б.С. Фиалков, В.Т. Плицын. М.: Металлургия, 1971. 288 с.

82. Фиалков Б.С. Управление истечением сыпучих материалов / Б.С. Фиалков, В.Т. Плицын, Е.В. Максимов. Алма-Ата: Наука, 1981.148 с.

83. Zaïmi S.A. Recent advances in the modeling of solid flows in the blast furnace / S.A. Zaïmi, D. Sert, J.B. Guillot et al. // Proceedings of 3rd International Conference on Science and Technology of Ironmaking. Dusseldorf, 2003. P. 95-100.

84. Ефремов Д.В. Движение материалов в шахте большой доменной печи/ Д.В. Ефремов // Труды ЛПИ, 1949. №2. С. 20-47.

85. Любан А.П. Исследование доменного процесса / А.П. Любан. М.: Метал-лургиздат, 1948. 139 с.

86. Редько А.Н. Влияние уровня засыпи на распределение материалов и газовые потоки в доменной печи/ А.Н. Редько //Сталь. 1948. №2.

87. Стефанович М.А. Особенности движения газа в доменной печи при повышенном давлении/ М.А. Стефанович, А.П. Якобсон // Сталь. 1953. №2. С. 108-115.

88. Половченко И.Г. Движение шихтовых материалов и газов в доменной печи / И.Г. Половченко. М.: Металлургиздат, 1958.157 с.

89. Бабарыкин H.H. Исследование механических, тепловых и восстановительных процессов в доменных печах Магнитогорского Металлургического Комбината / H.H. Бабарыкин. Дисс. д-ра техн. наук. Магнитогорск: 1970.

90. Гришкова A.A. Анализ распределения скоростей схода шихты на колошнике доменной печи / A.A. Гришкова, Т.М. Новикова, В.М. Клемперт // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1986. №1. С. 148-149.

91. Большаков В.И. Перспективы управления ходом доменной печи с использованием результатов измерения профиля засыпи/ В.И. Большаков, И.Г. Муравьева // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2004. №4. С. 81-84.

92. Нарита К. Влияние высоты слоев и скорости схода шихты на характер распределения температуры газа на колошнике доменной печи / К. Нарита, Ш. Инаба, И. Кобанаши и др. // Обзор, информ. Сер. 4. Вып. 5. М.: Чермет-информация, 1980. 21 с.

93. Пыжов В.Г. Влияние положения слоя сыпучего материала на потери напора газового потока/ В.Г. Пыжов // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1985. С. 90-96.

94. Hatano M. A mathematical model of blast furnace with radial distribution of gas flow, Heat transfer and reactions considered / M. Hatano, K. Kurita // Tetsu-to-Hagane. 1977. P. 448-456.

95. Трекало C.K. Труды НТО 4M, т. XVII, М.гМеталлургиздат, 1958, с. 573.

96. Лукашев Г.Г. Изучение движения материалов в доменной печи с помощью радиоактивных индикаторов/ Г.Г. Лукашев, Я.С. Горбанев, Л.Д. Приходько и др.// Сталь. 1958. №8. С. 682-687.

97. Черепивский A.A. Изучение движения материалов в доменной печи при помощи радиоактивных изотопов/ A.A. Черепивский, A.M. Скребцов //Сталь. 1958. №8. С. 687-690.

98. Гулыга Д.В. Изучение движения шихтовых материалов в доменной печи при плавке камышбурунского агломерата/ Д.В. Гулыга, Я.С. Горбанев, A.A. Черепивский // Сталь. 1963. №8. С. 686-689.

99. Трекало С.К. Исследование движения шихтовых материалов в доменной печи с помощью радиоактивных изотопов/ С.К. Трекало // Доменный процесс по новейшим исследованиям. М.: Металлургиздат, 1963. С. 175183.

100. Смоляк В.А. Контроль доменного производства с помощью радиоактивных изотопов/ В.А. Смоляк, В.Н. Узлюк //Металлург. 1958. №2. С. 7-9.

101. МаханекН.Г. Особенности структуры неподвижного и движущегося продуваемого и возобновляемого слоя сыпучих материалов/ Н.Г. Маханек, О.П. Онорин // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1980. С. 43-49.

102. Канбара К. Исследование внутреннего состояния остановленных и охлажденных доменных печей / К. Канбара и др.// «Тэцу то хаганэ». 1976. т. 62. №5.-С. 535-546.

103. Чернов H.H. Исследование газодинамических характеристик столба зернистых материалов в условиях противотока / H.H. Чернов и др. // Изв. Вузов Черная металлургия. 1986. № 6. С. 24-29.

104. Чернов H.H. Исследование динамики столба шихтовых материалов на модели доменной печи / H.H. Чернов, A.B. Ноздрань. // Изв. Вузов Черная металлургия. 1987, №2. с. 16-20.

105. Giuli. M. Изучение движения шихты в доменной печи М. Giuli. // Реф. 91.05-5В.165, Р.Ж. Металлургия, 1991 №5.

106. Ковшов В.Н. Влияние режима движения столба доменной шихты на изменение конфигурации слоев/ В.Н. Ковшов и др. // Изв. Вузов Черная металлургия. 1986. №2. С.11-14.

107. Дружков В.Г. Исследование схода шихты в доменных печах с целью уточнения технологической роли заплечиков и очертания шахты. Дисс. канд. техн. наук. Магнитогорск. 1970.

108. Стефанович М.А. Влияние размеров доменных печей на сход шихты / М.А. Стефанович, В.Г. Дружков, А.Н. Чубаров // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1980. С. 66-71.

109. Стефанович М.А. Влияние газового потока на состояние столба шихты/ М.А. Стефанович //Сб. науч. трудов. «Металлургия черных металлов». Вып 14. Свердловск: «Металлургиздат», 1958. С. 58-68.

110. Ковшов В.Н. Закономерности изменения локальной порозности в однородной движущейся шихте/ В.Н. Ковшов, В.А. Петренко, Н.В. Терещенко // Изв. Вузов Черная металлургия. 1981. № 7. С. 21-24.

111. Ковшов В.Н. Исследование взаимосвязи газодинамического сопротивления и газораспределения в движущемся столбе доменной шихты/ В.Н. Ковшов, В.А. Петренко, Н.В. Терещенко // Изв. Вузов Черная металлургия. 1981. № 12. С. 17-20.

112. Паршаков В.М. Изменение структуры слоя шихтовых материалов в доменной печи при увеличении количества дутья сверх оптимального/

113. B.М. Паршаков // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1981. С. 34-41.

114. Пишнограев С.Н. Влияние параметров дутья на размер частиц, выносимых на поверхность шихты в доменной печи / С.Н. Пишнограев, М.А. Стефанович,

115. C.К. Сибагатуллин // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1983. С. 71-76.

116. Гордон Я.М. Определение порозности шихтовых материалов в шахтных печах/Я.М. Гордон и др. //Изв. Вузов Черная металлургия. 1988. №8 С. 14-18.

117. Пронин П.И. К вопросу определения давления шихты в доменной печи/ П.И. Пронин, Б.А. Марсуверский // Изв. Вузов Черная металлургия. 1988. №9. С. 25-30.

118. Кропотов В.К. О закономерностях передачи давления шихты в доменной печи // В.К. Кропотов сб. науч. трудов МГМИ. Свердловск: Металлургиз-дат, 1958. С. 44-58.

119. Стефанович М.А. Рациональная организация хода основных процессов в противоточной зоне доменной печи / М.А. Стефанович, С.К. Сибагатуллин // Производство чугуна. Свердловск: УПИ, 1983. С. 80-85.

120. Типовая технологическая инструкция по доменному производству. Днепропетровск: Облполиграфиздат, 1983.

121. Иванов A.B. Результаты оценки характера опускания поверхности засыпи в доменных печах ОАО «ММК»/ В.Г. Дружков, A.B. Иванов //Теория и технология металлургического производства. Вып. 4. Магнитогорск: Ml ГУ, 2004. -С.20-24.

122. Халецкий Б.Е. Идентификация состояния поверхности шихтовых материалов в доменной печи/ Б.Е. Халецкий // Сталь 1982. №5. С. 10-11.

123. Иванов A.B. Влияние числа воздушных фурм на сход шихтовых материалов в рабочем пространстве доменной печи / В.Г. Дружков, И.В. Макарова, A.B. Иванов // Теория и технология металлургического производства. Вып.5. Магнитогорск: МГТУ, 2005. С. 23-25.

124. Большаков В.И. Теория и практика загрузки доменных печей / В.И. Большаков. М.: Металлургия, 1990.256 с.

125. Ковшов В.Н. Моделирование доменного процесса / В.Н. Ковшов, В.А. Петренко, В.И. Верещак. Днепропетровск: Институт технологии, 1997.109 с.

126. Большаков В.И. Реконструкция и освоение систем загрузки доменных печей/ В.И. Большаков, Н.Г. Иванча, И.Г. Муравьева, С.Т. Шулико // Бюл. НТ и ЭПЧМ «Черметинформация» Аглодоменное приложение, 2005.

127. Фаронов B.B. Delphi 5. Руководство разработчика баз данных/ В.В. Фаро-нов, П.В. Шумаков. М.: Нолидж, 2000. 640 с.

128. Толковый словарь по вычислительным системам / под ред. В. Иллингуорта и др. М.: Машиностроение, 1991. 560 с.

129. Цымбал В.П. Математическое моделирование металлургических процессов / В.П. Цымбал. М.: Металлургия, 1986. 240 с.

130. Венецкий И.Г. Основные математико-статастаческие понятия и формулы в экономическом анализе/ ИГ. Венецкий, В.И. Венецкая. М.: Статистика, 1979.447 с.

131. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ/ В.П. Дьяконов. М.: Наука, 1987. 240 с.

132. Онорин О.П. Компьютерные методы моделирования доменного процесса / Онорин О.П., Спирин H.A., Терентьев B.JL и др. Екатеринбург: УГТУ, 2005. 301 с.

133. Иванов A.B. Исследование причин верхних подвисаний шихты в доменных печах и пути снижения их вероятности/ В.Г. Дружков,

134. A.B. Иванов // Сталь. 2004. №12. С.17-19.134. то же // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2003, вып

135. Боковиков Б.А. Математическое описание доменного процесса на основе закономерностей тепло- и массообмена / Б.А. Боковиков, Н.М. Бабушкин,

136. B.М. Малкин // Проблемы автоматизированного управления доменным производством: Материалы Всесоюзного семинара. Киев: Наукова думка, 1974. С. 19-27.

137. Кудрявцев B.C. Металлизованные окатыши/ B.C. Кудрявцев, С.А. Пчелкин. M.: Металлургия, 1974.136 с.

138. Иванов A.B. Влияние количества и размеров очагов горения в горне на сход материалов выше фурм в доменных печах различного объема / В.ККропотов, В.Г Дружков, И.В. Макарова А.В.Иванов //Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 2004. № 7. С. 17-19.