автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Совершенствование режима загрузки доменных печей при плавке титаномагнетитов

00500540*

ПЫХТЕЕВА Ксения Борисовна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕЖИМА ЗАГРУЗКИ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ ПРИ ПЛАВКЕ ТИТАНОМАГНЕТИТОВ

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 8 ДЕК 2011

Екатеринбург 2011

005005437

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России

'Б.Н.Ельцина»

* Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Доктор технических наук Загайнов Сергей Александрович

Доктор технических наук Спирин Николай Александрович Кандидат технических наук Чесноков Юрий Анатольевич

ОАО «ВНИИМТ»

Защита состоится «23» декабря 2011 г. в 15 ч 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.285.05 при ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» в ауд. I (зал Ученого Совета) главного корпуса по адресу: г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ФГАОУ ВПО «УрФУ», ученому секретарю совета. Факс (343) 374-38-84.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина».

Автореферат разослан « ноября 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, проф., д.т.н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Преимущества бесконусных засыпных устройств (БЗУ) лоткового типа общеизвестны. Наибольшая эффективность использования БЗУ достигается при четком согласовании программы выгрузки шихты из бункеров с программой формирования порции в бункерах. Задача формирования порции в бункере БЗУ наиболее остро стоит при ограниченных возможностях системы подачи шихты с рудного двора на реконструированных доменных печах. Это обусловлено необходимостью размещения бункеров на ограниченных площадях. Теоретический анализ, основанный на современной теории сыпучих сред, позволяет сформировать научный подход к решению конкретных задач. Эффективность решения этих задач во многом определяется достоверностью данных, которые могут быть получены только экспериментальным путем и адекватностью математических моделей, используемых в прогнозных расчетах.

Поэтому экспериментальные и теоретические исследования закономерностей формирования столба шихтовых материалов в доменной печи, направленные на разработку технических решений, обеспечивающих целенаправленное формирование столба шихтовых материалов в доменной печи, являются актуальными задачами, имеющими практическое значение.

Цель работы. Основная цель диссертационного исследования состояла в совершенствовании математических моделей формирования столба шихтовых материалов на основе экспериментальных исследований и теоретического анализа процессов движения сыпучих сред и разработке рекомендаций по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством.

Достижение поставленной цели потребовало:

- проведения экспериментальных исследований траекторий выгрузки на колошник шихтовых материалов;

- уточнения математических моделей и разработки программного обеспечения для прогнозной оценки распределения компонентов шихты на поверхности засыпи;

- выявления факторов, влияющих на колебания состава продуктов плавки;

- организации и проведения промышленных исследований разработанных мероприятий.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. Получены новые данные о характере ссыпания шихты с лотка БЗУ и формирования профиля засыпи в печи. Уточнены значения углов откоса и коэффициентов внутреннего трения при укладке материалов на колошнике.

2. Установлено, что формой профиля гребня является трапеция. Для расчета параметров трапеции разработана математическая модель..

3. Развиты представления о факторах, определяющих колебания состава продуктов плавки.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. Разработаны, опробованы и частично внедрены научно обоснованные рекомендации по загрузке шихты в доменные печи, которые базируются на использовании уточненных математических моделей и результатах промышленных исследований.

2. Разработанные математические модели могут использоваться как при выборе программы загрузки многокомпонентной шихты, так и при выборе реконструктивных мероприятий.

Внедренный комплекс рекомендаций и мероприятий по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством, обеспечил снижение доли некондиционного чугуна по содержанию серы на 1,4 % (абс.) и увеличение коэффициента извлечения ванадия на 1,12 % (абс.).

Достоверность полученных результатов основывается на использовании современных методик исследования и подтверждена опытно-промышленными испытаниями на работающих доменных печах.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международном конгрессе доменщиков «Доменное производство - XXI век» (г. Москва, 2010 г), на международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б.И. Китаева» (г. Екатеринбург, 2009 г), на

4

международной научно-практической конференции «Повышение качества образования и научных исследований» в рамках VII Сатпаевских чтений (г. Экибастуз, 2008 г), на 38-ой и 39-ой международных научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «НТМК» (г. Н. Тагил, 2006 и 2007 гг), на XIV отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург, 2008 г), на региональных научно-технических конференциях «Наука - Образование - Производство»: опыт и перспективы развития (г. Нижний Тагил, 2009 и 2011 гг), на региональных научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Молодежь и наука» (г. Нижний Тагил, 2007, 2009 и 2010 гг).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 20 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 119 наименований; изложена на 158 стр. машинописного текста, включая 76 рисунков и 23 таблиц.

На защиту выносятся:

- результаты исследований особенности формирования столба шихтовых материалов с использованием БЗУ;

- практические результаты использования разработанных математических моделей;

- результаты промышленной реализации разработанных мероприятий по повышению стабильности химического состава ванадиевого чугуна на доменных печах, оборудованных БЗУ.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика современного состояния доменного производства, показано, что одним из перспективных путей снижения материальных и энергетических затрат на производство чугуна является использование БЗУ, обоснована актуальность и сформулирована цель диссертационной работы.

В первой главе представлен аналитический обзор исследований по теоретическому и экспериментальному изучению закономерностей формирования столба шихты в доменной печи. Отражены современные представления о закономерностях движения сыпучих материалов. Приведены литературные данные по изучению формирования и движения материалов в бункерах. Рассмотрены особенности системы загрузки доменной печи с бесконусным загрузочным устройством лоткового типа. Обобщены закономерности истечения материала из бункера БЗУ, движения по наклонной плоскости (лотку) и при свободном падении в подкупольном пространстве доменной печи. Проанализированы особенности доменной плавки ванадийсодержащих титаномагнетитов.

Рассмотрены особенности системы шихтоподачи исследуемых доменных печей, реконструкция которых осуществлялась с учетом ограниченного пространства. Именно ограничения на габариты оборудования системы шихтоподачи не позволили в полной мере использовать все преимущества БЗУ.

Общепризнанным фактом является наличие жестких ограничений на тепловое ¡состояние и шлаковый режим доменной плавки ванадийсодержащих титаномагнетитов. При восстановлении оксидов титана образуются карбиды и карбонитриды титана, которые приводят к повышенным потерям чугуна со шлаком. Это накладывает ограничения на тепловое состояние печи. Степень извлечения ванадия в чугун зависит от многочисленных факторов, таких как основность шлака, его количество, температура чугуна и др.

Выплавка ванадиевого чугуна ведется на агломерате с основностью 2,0-2,2, неофлюсованных окатышах с использованием флюсующих добавок. Локальное расположение, каждой из составляющей шихты в объеме печи, приводит к образованию зон с различными условиями протекания физико-химических процессов. Поэтому одной из основных задач управления формированием столба шихтовых материалов является задача минимизации локальных неоднородностей столба шихты.

Поскольку физический контроль состава столба шихты в печи не нашел широкого распространения, основным методом решения задач управления

загрузкой основан на математическом моделировании. Известные математические модели не вполне совершенны, что связано с трудностями при их адаптации к конкретным условиям плавки.

В результате выполненного анализа литературных данных определены цели и конкретные задачи исследований.

Во второй главе представлены результаты специально организованных экспериментальных исследований на доменной печи №5 НТМК, выполненных с целью уточнения коэффициентов математической модели для прогноза формирования профиля засыпи в печи. Необходимость организации таких исследований показал опыт пуска доменной печи № 6, задутой в 2004 году. При освоении проектной мощности печи программа загрузки подбиралась эмпирически достаточно длительное время.

Методика исследований была ориентирована на определение участков падения отдельных компонентов шихты при выбранных угловых положениях лотка. Исследования выполнялись во время загрузки шихты перед пуском печи. Проводилась непрерывная видеосъемка потока шихты при его ссыпании с лотка. Длительность видеосъемки составляла более 5 часов. Кроме того, при достижении уровня засыпи 1,5 м, для определения расположения различных материалов на колошнике при различных параметрах работы БЗУ, на поверхности шихты устанавливались коробки емкостью 0,125 м3. Измерялись массы и углы откоса шихтовых материалов в каждой коробке. Фрагменты видеосъемки потока шихты и физических замеров приводятся на рис. I и 2.

Обработка результатов позволила уточнить коэффициенты модели расчета траекторий в рабочем пространстве печи. Для моделирования потока материалов при углах наклона лотка от 45 до 25 градусов получены следующие упрощенные уравнения:

для кокса: h = 0,036r2 + 1,629г - 3,028;

для окатышей: h = 0,012г2 + 1,582г- 2,990; для агломерата: h = 0,016г2 + 1,591 г - 2,997, где h - вертикальная составляющая координаты потока от точки h0, м;

г - горизонтальная составляющая координаты потока от оси печи, м.

7

Рис. 1. Фото-видеосъемка выгрузки материалов в период шихтозаполнения

Рис. 2. Физические замеры

Таблица 1

Результаты обработки видеосъемки _ _

Материал Угол наклон а лотка, град Угол откоса, град Высота падения материала, мм Ширина потока у края лотка h, мм Ширина потока у поверхност и засыпи Ь', мм Уширение потока Н материала —

кокс 21 25 1800 180 300 1,67

26 1800 190 300 1,58

48 2000 2.80 330 1,18

окатыши 44 13 1800 250 330 1,32

агломерат 48 17 1800 250 270 1,08

Установлено, что ширина потока по мере его движения в рабочем пространстве печи возрастает. Обработка результатов видеосъемки позволила найти коэффициенты уширения потока для агломерата, окатышей и кокса, а также углы откоса материалов (табл.1).

Уширение потока при его ссыпании с лотка приводит к тому, что сечением фигуры, формируемой на поверхности засыпи, является трапеция.

Сопоставление экспериментальных результатов с теоретическими данными о траектории падения материала шихтовых материалов с лотка позволило создать и откорректировать математическую модель с определённой степенью точности (рис. 3).

Е Траектория падения куска с лотка БЗУ

Рис. 3. Адаптация модели к реальным условиям

После предварительной обработки экспериментальных данных на пятые сутки работы доменной печи № 5 изначально установленная программа загрузки (загрузка материала на ! 1 угловых положений лотка) была изменена. Смена системы загрузки обеспечило требуемое и более равномерное распределение газового потока по сечению колошника (рис. 4).

О 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Расстояние от оси, м

—д—загрузка на 6 колец —загрузка на 11 колец

Рис. 4. Распределение газового потока при разных программах загрузки По разработанному и согласованному предложению загрузка материалов на колошник ведется при неизменных углах наклона лотка по соответствующим позициям из условия распределения шихты на 8 равновеликих по площади колец. Использование откорректированной модели и разработанных рекомендаций позволило повысить качество управления движениями газа и шихты и способствовало освоению проектной производительности за более короткое время (табл. 2).

Таблица 2

Освоение проектной производительности доменных печей

Показатели ДП 6 ДП 5

График Гфакт График Факт

Освоение проектной производительности,сутки 80 56 82 39

За 1 год работы печи Выплавка чугуна в переводе на передельный, т Освоение проектной мощности, % 1 108700 93,3 1 490030 92,0 1 727676 94,1 1 824023 99,3

Таким образом, экспериментальные измерения траектории движения материалов позволило адаптировать математическую модель к реальным условиям, а также изменить систему загрузки материалов, что дало возможность снизить время освоения проектной производительности.

В третьей главе приведены результаты математического моделирования по формированию в бункере и истечению порций материалов из бункера БЗУ, а также по формированию структуры шихты на колошнике при загрузке агломерата, окатышей и добавок различного химического состава.

Формирование структуры расположения материалов в бункере БЗУ определяется последовательностью набора компонентов шихты в скипы, геометрией конкретного бункера и углами естественного откоса различных материалов. На основе этого разработана математическая модель формирования порций в бункере БЗУ (рис. 5) и применительно к геометрии бункера БЗУ ДП № 5 выведены упрощенные уравнения для характеристики расположения в нем материалов:

где Ум] - объем материала первого скипа, м3; а, - угол естественного откоса материала первого скипа.

Характер и последовательность истечения материалов из бункера БЗУ определяется закономерностями образования и разрушения динамически неустойчивых сводов, создающих над выпускным отверстием эллипсоид разрыхления (рис. 6). На основе анализа характера истечения материала из бункера БЗУ разработана математическая модель применительно к

Рис. 5. Формирование порций в бункере БЗУ

существующей системе загрузки доменной печи. Расчет конфигурации тела выпуска (рис. 7) производится итерационной процедурой. Для оперативного расчета распределения материалов на колошнике создано программное рбеспечение. Исходными данными для моделирования являются прядок набора материалов и их масса в скипах, а также программа работы БЗУ.

Рис. 7. Изменение конфигурации тела выпуска Результатом расчета с использованием разработанного алгоритма является определение вещественного и химического состава шихты как в объеме бункера БЗУ, так и по сечению колошника (или каждого кольца при заданном их количестве) с построением соответствующих графиков и диаграмм.

Результаты моделирования показали, что стабильность химического состава рудной составляющей на колошнике во многом зависит от соотношения агломерата и окатышей в шихте, что должно проявляться в

колебаниях состава продуктов плавки по ходу выпуска (рис. 8). В основном это связано с необходимым расходом флюса на плавку.

доля окатышей, %

Рис. 8. Влияние доли окатышей в шихте на стабильность основности по сечению колошника (при использовании железофлюса с В = 5,4)

Адекватность разработанной модели проверялась путем анализа производственных данных при различных шихтовых условиях.

Для проверки влияния состава шихты (расхода известняка) на стабильность химического состава продуктов плавки был организован промышленный эксперимент на доменной печи № 6. Исследования включали в себя два опытных периода. В первом периоде, с 14.07.07 по 18.07.07, железорудная часть шихты состояла из 50 % высокоосновного агломерата и 50 % неофлюсованных окатышей. Удельный расход известняка при этом снизился с 70 - 75 до 39 кг/т чугуна. Во втором опытном периоде, с 03.10.07 по 05.10.07, железорудная часть шихты состояла из 60 % высокоосновного агломерата и 40 % неофлюсованных окатышей. Известняк при этом был практически выведен из шихты (расход - 6 кг/т чугуна). При снижении расхода известняка до 39 кг/т чугуна, значительно увеличивается его относительная доля, попадающая на периферийное кольцо, и резко снижается доля известняка, попадающая к центру печи. В целом, заметно усиливается как радиальная, так и окружная неравномерность в распределении известняка. При . этом известняк, попадающий на периферию, ложится локально, занимая лишь от 8 до 17 % площади сегмента крайнего периферийного кольца (при выгрузке на него от 5

до 10 % всей массы рудной части шихты). Поэтому стабильность по основности шлака ухудшается и, как следствие, возрастают колебания содержания в чугуне серы и ванадия. Практически полное исключение известняка из шихты, как видно (табл. 3), значительно улучшает стабильность состава чугуна и шлака по содержанию всех компонентов без исключения. Это подтвердило теоретические выводы.

Таблица 3

Среднеквадратичные отклонения компонентов продуктов плавки

(состав железорудной части шихты - 60 % агломерата, 40 % окатышей)

Оп/ период Базовый (1.09-30.09) Опытный (03.10-05.10) Сравнительный (7.10-9.10)

^осн шлака 0,0313 0,0202 0,0271

0,0221 0,0152 0,0252

0,0393 0,0279 0,0433

От 0,0411 0,0183 0,0335

% 1 0,0047 0,0031 0,0037

О^гмл] 0,0395 0,0291 0,0389

Оценка колебаний химического состава продуктов плавки при различном соотношении агломерата и окатышей в шихте производилась по анализам выпусков (114 выпусков в трех периодах с долей окатышей 60, 50 и 40 %). Среднеквадратичные отклонения основности шлака при доле окатышей 60 % составили 0,0313, а при 40 % - 0,0202. Сравнение дисперсий (О = а2) по критерию Фишера при а = 0,05 (^ = 2,4 > ^крит = 1,76) показало значимость различий и, соответственно, существенное влияние на стабильность продуктов плавки расхода известняка.

В четвертой главе приведены результаты моделирования, промышленных испытаний и внедрения мероприятий, направленных на повышение стабильности состава продуктов доменной плавки ванадийсодержащих титаномагнетитов.

Результатом математического моделирования явилось определение зон расположения известняка на поверхности засыпи при различном его расположении в бункере БЗУ. Конструкция системы шихтоподачи не позволяет

равномерно (в смеси с неофлюсованными окатышами) распределить известняк в бункере БЗУ.

Одним из вариантов повышения равномерности распределения состава шихты на поверхности засыпи является перемешивание агломерата и окатышей на конвейере бункерной эстакады.

Для определения эффективности смешивания была организована загрузка доменной печи № 6 в режиме частичного смешивания агломерата и окатышей, путем пропорционального набора в каждый скип заданного количества и агломерата, и окатышей.

Таблица 4

Среднеквадратичные отклонения компонентов продуктов плавки

период Базовый Опытный (режим смешивания) Сравнительный

0,0332 0,0265 0,0274

0,0357 0,0289 0,0446

0,0059 0,0051 0,0061

Как видно из табл. 4, стабильность содержания ванадия и серы в чугуне, а также основности шлака заметно возросла. Более наглядно повышение стабильности состав шлака отражается количеством выпусков (%), укладывающихся в пределы колебаний ±0,05 от среднего значения по периоду. Если в базовом и сравнительном периодах это значение практически одинаково — 89,3 и 89,2 % соответственно, то в опытном периоде оно составило 94,5 %. Снижение колебаний химического состава продуктов плавки способствовало значительному улучшению качества чугуна по содержанию серы. Все это подтверждает целесообразность предварительного смешивания компонентов шихты перед загрузкой их в доменную печь. Однако данное мероприятие не исключает негативного влияния локального расположения известняка.

Неравномерность распределения известняка на поверхности засыпи оценивалась с помощью кольцевых диаграмм (рис. 9). Рассматривались варианты загрузки известняка в нижнюю (рис. 9, а), среднюю (рис. 9, б) и верхнюю части бункера. При принятой программе работы лотка, наибольшая

15

равномерность достигается при расположении известняка ближе к центру печи, что достигается его размещением в середине бункера БЗУ. При данном расположении известняка обеспечивается окружная равномерность за счет Замыкания колец в центральной части, так как площадь этих колец мала.

Извести«-,

Рис. 9. Схемы распределения известняка на колошнике а - структура периферийного кольца при расположении известняка на дне бункера БЗУ ; б - распределение известняка при расположении его в середине бункера БЗУ

Для подтверждения математического моделирования влияния распределения известняка по сечению печи на стабильность продуктов плавки были организованы промышленные испытания.

Для определения рационального способа размещения известняка в бункере БЗУ был проведен промышленный эксперимент на доменной печи № 5. Было опробовано три варианта размещения известняка в бункере БЗУ: в низу, в середине и в верху. Продолжительность каждого варианта (этапа) составляла 2-е суток. Производился отбор проб чугуна и шлака с интервалом 10 минут при разных способах размещения известняка в бункере БЗУ. Результаты оценивались по изменению стабильности состава продуктов плавки, как в течение выпуска, так и по паспортным анализам выпусков.

Из табл. 5 видно, что при размещении известняка на днище бункера БЗУ стабильность состава продуктов плавки наихудшая по всем показателям. Минимальные колебания по содержанию СаО в шлаке достигаются при расположении известняка в середине бункера БЗУ, т. е. когда большая его часть попадает к центру печи и обеспечивается практически непрерывная подпитка известняком зоны плавления. Этим объясняются и заметно меньшие колебания содержания серы в пробах чугуна и более низкое среднее содержание серы на

16

данном этапе по сравнению с остальными. Наименьшие колебания основности шлака также достигнуты при размещении известняка в верху бункера БЗУ, поскольку известняк в печь поступал в этом случае при активном смешивании с окатышами при выгрузке из бункера.

Таблица 5

Среднеквадратичные отклонения компонентов продуктов плавки по выпускам _при различном размещении известняка в бункере БЗУ

о п

Jocн шлака

<?СаО <?|ТП

<%1 <7[Мп1

Низ бункера

0,022 0,503 0,036 0,055 0,057 0,0041 0,045

Середина бункера

0,017 0,397 0,023 0,037 0,030 0,0032 0,026

Верх бункера

0,017 0,45 0,019 0,038 0,022 0,0040 0,022

Сравнение всех значений (за исключением о см) дисперсий (£> = а2) по критерию Фишера (Р = 1,64-3,0 > 1\;„„ = 1,615) показало значимость различий при размещении известняка на дне и в середине бункера БЗУ.

Совместное использование разработанных мероприятий, а именно предварительное смешивание агломерата и окатышей при размещении известняка в середине бункера БЗУ обеспечило снижение колебаний основности шлака почти в 2 раза (0,0332/0,017) при существенной достоверности различий по критерию Фишера (Г = 3,8 » Ркрт = 1,62).

Таким образом, разработанные мероприятия по повышению стабильности состава продуктов доменной плавки, заключающиеся в рациональном размещении компонентов шихты в бункере БЗУ, позволяют оптимизировать состава шихты при использовании синтетического флюса. Установлено, что необходимо стремиться к размещению флюса ближе к центру печи, особенно при небольших его расходах. Это достигается расположением его в середине бункера БЗУ. Данный вывод правомерен при использовании любых добавок в небольших количествах, особенно отличающихся от среднего состава шихты. Экспериментально установлено, что при предварительном

смешивании агломерата и окатышей повышается стабильность химического состава жидких продуктов плавки - чугуна и шлака, а также улучшается газопроницаемость столба шихты.

В пятой главе рассмотрены вопросы оптимизации загрузки периферийной зоны доменной печи. Протекание процессов в периферийной зоне доменной печи оказывает превалирующее влияние на ход плавки в целом, поскольку площадь данной зоны несоизмеримо больше центральной части и имеются более благоприятные условия для прохождения газа. Целью управления рудной нагрузкой по радиусу печи является ее выбор и корректировка на периферии при изменении температуры кладки шахты и заплечиков. Математическая модель оценки влияния режимных параметров на состав и температуру газов в периферийной зоне построена на закономерностях тепло- и массообмена в доменной печи.

Известно, что стойкость гарниссажа в районе заплечиков определяется содержанием ГсО в первичном шлаке. Содержание БеО в первичном шлаке зависит от развития реакций косвенного восстановления оксидов железа, а относительное изменение степени косвенного восстановления определяется удельным изменением расхода газа в периферийной зоне:

д г> Л —

Дк, р р

Из уравнения Эргона получена зависимость изменения количества газов при изменении порозности слоя

ЛГ, ^ IУ •(!-о 1 'V ](*'?■ (1-е)

Разработанная методика и созданная на ее основе математическая модель позволяют прогнозировать изменения относительного количества газов и степени косвенного восстановления при изменении рудной нагрузки в периферийной зоне печи.

Для расчета температуры газов эти уравнения дополнены известными уравнениями теплообмена:

т = 0.5 ■ (1 + ;

с,. • Ут

1/1)

Дю = - (т - 0.5) • - .

с ш ' с г ' "г

д/0 = А/я(/Ш0 - гшк).

Благодаря разработанной модели были выработаны количественные рекомендации по нормализации работы периферийной зоны. В частности, было предложено перераспределить рудную нагрузку с целью усиления в периферийной зоне косвенного восстановления и снижения за счет этого массовой доли РеО в первичных шлаках. Снижение же массовой доли РеО в первичных шлаках должно сопровождаться повышением температуры начала плавления железорудных материалов и стабилизации температур в районе заплечиков.

Таким образом, умеренная разгрузка периферии должна привести к снижению температуры заплечиков и увеличению температуры периферийных газов под колошником, что и подтвердила практическая проверка (рис. 10).

300

250

200 -

2. 150

100 -

50

0

/ \ л

а •А.

3-, . ~ ■Ж

. ■—

—♦—Средняя температура колошника . Средняя температура периферии —л~температура заплечиков

температура заплечиков 2

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 декабрь 2009

Рис. 10. Среднесуточные температуры колошниковых газов, неохлаждаемой часта шахты и тела холодильников заплечиков доменной печи №5 19

Основные выводы и заключение

1. В результате экспериментального изучения траекторий движения шихты адаптирована модель, позволяющая прогнозировать укладку материала на колошнике доменных печей, оборудованных бесконусным загрузочным устройством.

2. Установлено, что одной из причин колебаний химического состава продуктов плавки является неравномерность распределения компонентов железорудных материалов и флюсов по сечению колошника.

3. Научно обоснован, разработан и внедрен комплекс рекомендаций по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством, что обеспечило снижение доли некондиционного чугуна по содержанию серы с 3,4 до 2 % (абсолютных) и увеличение коэффициента извлечения ванадия с 81,74 до 82,86 % (абсолютных).

4. Показано, что обеспечение стабильного гарниссажа в районе заплечиков печи может быть достигнуто путем управления рудной нагрузкой в периферийной зоне печи. Предложена математическая модель для реализации такого управления.

5. Результаты диссертационного исследования могут использоваться, как для совершенствования технологии выплавки чугуна на доменных печах, так и служить основой при принятии реконструктивных и проектных решений.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях:

1. Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А., Тлеугабулов Б.С., Филиппов В.В., Журавлев Д.Л., Николаев Ф.П. Анализ особенности формирования порций и истечение материалов из бункера БЗУ при скиповой загрузке многокомпонентной шихты. Сталь. № 6, 2008 г., с. 14 - 19.

2. Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А., Тлеугабулов Б.С., Филиппов В.В., Николаев Ф.П., Белов В.В. Стабилизация состава продуктов доменной плавки титаномагнетитов при загрузке шихты БЗУ лоткового типа. Сталь. № 1, 2009 г., с. 16-20.

3. Пыхтеева К.Б., Загайнов СЛ., Филатов C.B., Филиппов В.В., Тлеугабулов Б.С. Оптимизация загрузки многокомпонентной шихты с использованием БЗУ. Сталь. №4, 2010 г., с. 23 - 24.

4. Pykhteeva К.В., Tleugabulov B.S., Zagainov S.A., Filippov V.V., Nikolaev F.F., Belov V. V. Stabilizing the composition of blast-furnace products from titanomagnetites with a nonconical loading trough. Steel in Translation. 2009. T. 39. № I.C. 45-49. : .

5. Пыхтеева К.Б., Загайнов C.A., Собянина O.H., Филиппов B.B. Анализ доменной плавки при производстве ванадиевого чугуна. Международная научно-практическая конференция «Повышение качества образования и научных исследований» в рамках VII Сатпаевских чтений, Экибастуз, 2008 г., с. 370-374.

6. Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А., Ситников В.А., Филатов C.B., Тлеугабулов Б.С. Исследование особенности формирования столба, шихтовых материалов при использовании бесконусного загрузочного устройства. Труды международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б.И. Китаева», Екатеринбург, 2009 г., с. 252 - 256.

7. Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А., Филатов C.B., Филиппов В.В., Тлеугабулов Б.С. Оптимизация загрузки многокомпонентной шихты с использованием БЗУ. Доменное производство - XXI век. Труды Международного конгресса доменщиков, г. Москва, 2010. С. 103-105.

8. Пыхтеева К.Б. Управление загрузкой и распределением шихты на колошнике модернизированных доменных печей НТМК. Материалы 38-ой международной научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НТМК», г. Н. Тагил, 2006 г.

9. Пыхтеева К.Б. Методика оценки влияния параметров загрузки и газового потока при выплавке ванадиевого чугуна. Материалы 39-ой международной научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НТМК», г. Н. Тагил, 2007 г.

10; Пыхтеева К.Б., Загайаов С.А., Онорин О.П., Тлеугабулов Б.С., Собянина О.П. Исследование работы агрегатов и систем доменной печи № 5 и разработка технологии производства ванадиевого чугуна. ОАО «Черметинформация», бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия», № 7, 2008 г., с. 70.

11. Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А., Онорин О.П., Тлеугабулов Б.С., Собянина О.П. Разработка и выдача рекомендаций по стабилизации состава продуктов плавки при выплавке ванадиевого чугуна. ОАО «Черметинформация», бюллетень научно-технической и экономической информации «Черная металлургия», № 7, 2008 г., с. 70.

12. Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А. Определение и выбор параметров работы бесконусного загрузочного устройства (БЗУ) лоткового типа доменной печи № 5 ОАО «НТМК». Научные труды XIV отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2008 г.

13. Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А. Влияние порядка загрузки известняка на стабильность состава продуктов доменной ванадиевой плавки. Научные труды XIV отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2008 г. Ч. 3, с. 47 - 48.

14. Пыхтеева К.Б., Загайнов С.А. Алгоритм формирования и истечения материалов из бункера бесконусного загрузочного устройства доменной печи № 5 ОАО «НТМК». Материалы региональной научно-практической конференции: «Молодежь и наука», г. Нижний Тагил, 2007 г., с. 75 - 77.

15. Пыхтеева К.Б., Чернова A.B. Сравнение комплексов загрузки модернизированных доменных печей ОАО «НТМК». Материалы региональной научно-практической конференции: Молодежь и наука, Нижний Тагил, 2007 г., с. 79-81.

16. Пыхтеева К.Б., Тлеугабулов Б.С., Огурцов A.A. Формирование состава шихты по сечению колошника при загрузке БЗУ. Материалы региональной научно-технической конференции «Наука - Образование - Производство»: опыт и перспективы развития, г. Нижний Тагил, 2009 г., с. 165 - 166.

17. Пыхтеева К.Б., Огурцов А.А. Разработка программного обеспечения для расчета распределения материалов на колошнике доменных печей, оборудованных БЗУ лоткового типа. «Молодежь и наука»: материалы Региональной научно-практической конференции студентов: в 2 т. - Т. 1. -Нижний Тагил: НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2009. - С. 83-85.

18. Пыхтеева К.Б., Кенич И.Ю., Куянов В.И. Об эффективности использования БЗУ. «Молодежь и наука»: материалы региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов НТИ (ф) УГТУ-УПИ, Нижний Тагил, 2010 г. С. 93-95.

19. Пыхтеева К.Б., Васильева А.Д. Влияние состава шихты на стабильность состава продуктов доменной плавки титаномагнетитов. Материалы региональной научно-технической конференции «Наука - Образование - Производство»: опыт и перспективы развития, г. Нижний Тагил, 2011 г. С. 32 - 33.

20. Пыхтеева К.Б., Покровский А.О. Разработка методики работы бесконусного загрузочного устройства доменной печи № 5 ОАО «НТМК». «Молодежь и наука»: материалы региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов НТИ (ф) УГТУ-УПИ в 2-х томах, Нижний Тагил, 2009 г. Том 1. С. 88 - 89.

Работа подготовлена при поддержке гранта Роснауки № 02.740.11.0152

Подписано в печать 09.11.20И Формат 60x90 1/16

Бумага офсетная Гарнитура «Тайме» Ризография

Усл. печ. л. 1,5 Уч.-изд. л. 1,21 Тираж 100 экз. Заказ № 1780

Редакционно-издательский отдел Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» Нижнетагильский технологический институт (филиал) 622031, г. Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 59

Отпечатано в РИО НТИ (ф) УрФУ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ (аналитический обзор)

1.1. Современные представления о требованиях к формированию столба шихты в доменной печи

1.2. Характеристики и особенности систем загрузки реконструированных доменных печей ОАО «НТМК

1.3. Современные представления о закономерностях движения сыпучих материалов

1.4. Особенности доменной плавки титаномагнетитов

1.5. Выводы и задачи исследований

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПРОФИЛЯ ЗАСЫПИ В ПЕЧИ

2.1. Предэксплуатационные исследования по загрузке шихты на доменной печи №

2.2. Разработка математических моделей ссыпания шихты с лотка БЗУ

2.3. Оптимизация распределения рудной нагрузки в период освоения работы доменной печи №

2.4. Выводы по разделу

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ШИХТЫ В БУНКЕРЕ БЗУ, ИСТЕЧЕНИЮ ИЗ НЕГО МАТЕРИАЛОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ СТРУКТУРЫ ШИХТЫ НА КОЛОШНИКЕ

3.1. Разработка математической модели формирования порций материалов в бункере БЗУ

3.2. Разработка математической модели по истечению материалов из бункера БЗУ

3.3. Разработка математической модели по определению структуры шихты на колошнике

3.4. Разработка программного обеспечения

3.5. Выводы по разделу 104 4. СТАБИЛИЗАЦИЯ СОСТАВА ПРОДУКТОВ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ТИТАНОМАГНЕТИТОВ ПРИ ЗАГРУЗКЕ ШИХТЫ БЗУ ЛОТКОВОГО ТИПА

4.1. Анализ причин неравномерности и разработка мероприятий по повышению стабильности состава продуктов плавки

4.2. Моделирование порядка загрузки компонентов шихты на стабильность химического состава продуктов доменной плавки

4.3. Промышленная реализация частичного смешивания шихты перед загрузкой в доменную печь

4.4. Промышленные испытания по определению влияния порядка загрузки известняка на стабильность состава продуктов плавки

4. 5. Выводы по разделу

5. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССОВ В ПЕРИФЕРИЙНОЙ ЗОНЕ ПЕЧИ 136 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ 144 СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

Производство черных металлов в общей металлургии занимает особое положение и имеет свою специфику. Доля черных металлов составляет около 95 % от общего объема производства металлов. Структура спроса на сталь и другие сплавы железа претерпевает существенные изменения. Конкурентоспособность черных металлов в XXI в. будет определяться способностью этих материалов обеспечить прогресс в новых областях применения (создание новых источников энергии, освоение космического пространства и дна океана, биотехнологии, наукоемкие отрасли и пр.). Прогнозируется значительное усложнение условий работы металлоизделий, в частности, в экстремальных режимах, когда помимо сочетания разнообразных свойств, требуется также высокая надежность, безопасность использования и выполнение экологических требований. Это приводит к неуклонному росту требований к качеству продукции черной металлургии на всех этапах производства, которое необходимо обеспечить при одновременном решении задач по минимизации затрат и экологической безопасности [1].

Наиболее распространенным способом получения железа из руды является доменный процесс. Согласно [2-6], доменный процесс в 21 веке останется господствующей технологией получения первичного железа из природного рудного и техногенного сырья, а чугун - основным компонентом металлошихты в производстве стали.

Российская Федерация занимает в мире ведущее положение по объему выплавки чугуна (3 место после Китая и Японии). В то же время, технико-экономические показатели. работы доменных печей в среднем по России значительно уступают аналогичным европейским показателям, что свидетельствует о резервах в совершенствовании технологии: средняя удельная производительность доменных печей стран Западной Европы

3 ^ составила в 2008 г 2,07 т/м -сут, в России - 1,99 т/м -сут; суммарный расход топлива, соответственно - 484 и 522 кг/т чугуна, содержание кремния в чугуне - 0,42 % в среднем по европейским странам и 0,57 % по России [7]. И это несмотря на то, что на отечественных металлургических предприятиях, в т.ч. и в доменных цехах, повсеместно внедряется использование импортных оборудования, средств автоматизации и новационных подпроцессов.

Высокопроизводительная и экономичная работа доменной печи во многом определяется тем, как организовано движение и распределение газов и шихты в ее рабочем пространстве. Одним из основных факторов, влияющим на характер движения газов в печи, является распределение шихты на колошнике во время загрузки [8]. Этим, в свою очередь, объясняется стремление к совершенствованию конструкций загрузочных устройств доменной печи и расширение возможностей в их управлении.

В последние десятилетия реконструируемые и вновь строящиеся доменные печи оснащаются исключительно бесконусными загрузочными устройствами (БЗУ), главным образом, лоткового типа. Основное функциональное преимущество таких устройств заключается в возможности выгрузки порции шихты в заданную точку или область колошника, что, в конечном итоге, и позволяет создавать оптимальный профиль засыпи на колошнике [9, 10].

Но при этом иногда недооцениваются другие преимущества БЗУ. В частности, установка на некоторых доменных печах бесконусных загрузочных устройств, не принесло ожидаемых результатов и не окупило затраты на их приобретение [6].

Это связано с тем, что эффективность использования БЗУ определяется не столько новыми возможностями в распределении шихты по сечению колошника, сколько возможностями в повышении давления под колошником, а, следовательно, и давления дутья. Поэтому вопрос о замене типовых засыпных аппаратов на БЗУ должен неразрывно рассматриваться совместно с реконструкцией воздуходувного хозяйства и газоотводящего тракта. Вот тогда и появляются условия «догнать и обогнать» Европу по удельной производительности, поскольку увеличивается массовое количество кислорода, поступающего в печь, без увеличения объема горновых газов. Повышение давления в печи затрудняет восстановление кремния и других трудновосстановимых элементов, что снижает теплопотребность на данные процессы и расход углерода на химическое взаимодействие [11].

Для доменной плавки титаномагнетитов вопросы обеспечения стабильности процесса, в т.ч. состава продуктов плавки, являются особенно актуальными, поскольку связаны с необходимостью достижения наиболее полного извлечения ванадия в чугун и предотвращения (или минимизации) карбидообразования титана. В настоящее время комплексная переработка титаномагнетитового сырья с получением ванадийсодержащего чугуна и, в дальнейшем, ванадиевого шлака - сырья для извлечения ванадия, осуществляется в России на двух предприятиях НТМК и Чусовском металлургическом заводе. Состав доменной шихты сложен и включает неофлюсованные окатыши и высокоосновный агломерат Качканарского горно-обогатительного комбината, марганцевый агломерат, известняк, кокс. Многокомпонентность шихты и порядок (система) ее загрузки во многом определяют стабильность химического состава продуктов доменной плавки. Наличие бесконусных засыпных устройств (БЗУ) лоткового типа и конвейерной системы нижней загрузки на печах НТМК, выплавляющих ванадиевый чугун, вносит определенные особенности в возможности получения чугуна и шлака постоянного качества [12, 13, 119].

Эффективность же использования БЗУ для рационального распределения шихты, как отмечено в работе [14], в большей степени зависит от умения ими управлять. В этом плане имеются также далеко неисчерпанные ресурсы. При этом следует иметь в виду, что оптимизация загрузки с использованием БЗУ требует индивидуального подхода к конкретным технологическим условиям и для конкретной печи.

В настоящей работе исследованы возможности по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством лоткового типа, а также повышения стабильности состава продуктов доменной плавки титаномагнетитов за счет оптимизации параметров загрузки. Работа выполнялась с 2006 г, в котором была пущена в эксплуатацию доменная печь № 5 (ДП № 5) ОАО «Нижнетагильского металлургического комбината», оборудованная БЗУ фирмы «Пауль Вюрт». В связи с необходимостью скорейшего освоения управления данным аппаратом и возможностью осуществления предэксплуатационных исследований, основной акцент в работе сделан именно применительно к ДП № 5. В период шихтозаполнения выполнены необходимые замеры, которые позволили откорректировать математические модели по выгрузке материалов на колошник и выдать рекомендации по режиму работы БЗУ. Разработан математический алгоритм по формированию шихты в бункере БЗУ и истечению из него материалов. Разработан математический алгоритм по расчету распределения шихты по радиусу колошника и состава шихты по отдельным кольцам. Определены факторы, влияющие на стабильность V' состава продуктов плавки. Установлен рациональный порядок загрузки флюсов в бункер БЗУ. Разработана методика по оценки влияния режимных параметров загрузки на состав и температуру газов в периферийной зоне. Разработаны мероприятия, по повышению эффективности доменной плавки титаномагнетитов с использованием БЗУ, в частности, по стабилизации процесса. Проведены промышленные апробации данных мероприятий.

Актуальность работы. Преимущества бесконусных засыпных устройств (БЗУ) лоткового типа общеизвестны. Наибольшая эффективность использования БЗУ достигается при четком согласовании программы выгрузки шихты из бункеров с программой формирования порции в бункерах. Задача формирования порции в бункере БЗУ наиболее остро стоит при ограниченных возможностях системы подачи шихты с рудного двора на , реконструированных доменных печах. Это обусловлено необходимостью размещения бункеров на ограниченных площадях. Теоретический анализ, основанный на современной теории сыпучих сред, позволяет сформировать научный подход к решению конкретных задач. Эффективность решения этих задач во многом определяется достоверностью данных, которые могут быть получены только экспериментальным путем и адекватностью математических моделей, используемых в прогнозных расчетах.

Поэтому экспериментальные и теоретические исследования закономерностей формирования столба шихтовых материалов в доменной печи, направленные на разработку технических решений, обеспечивающих целенаправленное формирование столба шихтовых материалов в доменной печи, являются актуальными задачами, имеющими практическое значение.

Цель работы. Основная цель диссертационного исследования состояла в совершенствовании математических моделей формирования столба шихтовых материалов на основе экспериментальных исследований и теоретического анализа процессов движения сыпучих сред и разработке рекомендаций по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством.

Достижение поставленной цели потребовало:

- проведения экспериментальных исследований траекторий выгрузки на колошник шихтовых материалов;

- уточнения математических моделей и разработки программного обеспечения для прогнозной оценки распределения компонентов шихты на поверхности засыпи;

- выявления факторов, влияющих на колебания состава продуктов плавки;

- организации и проведения промышленных испытаний разработанных мероприятий.

Научная новизна диссертации заключается в следующем:

1. Получены новые данные о характере ссыпания шихты с лотка БЗУ и формирования профиля засыпи в печи. Уточнены значения углов откоса и коэффициентов внутреннего трения при укладке материалов на колошнике.

2. Установлено, что формой профиля гребня является трапеция. Для расчета параметров трапеции разработана математическая модель.

3. Развиты представления о факторах, определяющих колебания состава продуктов плавки.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. Разработаны, опробованы и частично внедрены научно обоснованные рекомендации по загрузке шихты в доменные печи, которые базируются на использовании уточненных математических моделей и результатах промышленных исследований.

2. Разработанные математические модели могут использоваться как при выборе программы загрузки многокомпонентной шихты, так и при выборе реконструктивных мероприятий.

Внедренный комплекс рекомендаций и мероприятий по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством, обеспечил снижение доли некондиционного чугуна по содержанию серы на 1,4 % (абс.) и увеличение коэффициента извлечения ванадия на 1,12 % (абс.).

Достоверность полученных результатов основывается на использовании современных методик исследования и подтверждена опытно-промышленными испытаниями на работающих доменных печах.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международном конгрессе доменщиков «Доменное производство - XXI век» (г. Москва, 2010 г), на международной научно-практической конференции «Творческое наследие Б.И. Китаева» (г. Екатеринбург, 2009 г), на международной научно-практической конференции «Повышение качества образования и научных исследований» в рамках VII 1

Сатпаевских чтений (г. Экибастуз, 2008 г), на 38-ой и 39-ой международных научно-технических конференциях молодых специалистов ОАО «НТМК» (г. Н. Тагил, 2006 и 2007 гг), на XIV отчетной конференции молодых ученых ГОУ ВПО УГТУ-УПИ (г. Екатеринбург, 2008 г), на региональных научно-технических конференциях «Наука - Образование - Производство»: опыт и перспективы развития (г. Нижний Тагил, 2009 и 2011 гг), на региональных научно-практических конференциях студентов и аспирантов «Молодежь и наука» (г. Нижний Тагил, 2007, 2009 и 2010 гг).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 20 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы из 122 наименований; изложена на 158 стр. машинописного текста, включая 76 рисунков и 23 таблицы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАБОТЕ

1. В результате экспериментального изучения траекторий движения шихты адаптирована модель, позволяющая прогнозировать укладку материала на колошнике доменных печей, оборудованных бесконусным загрузочным устройством.

2. Установлено, что одной из причин колебаний химического состава продуктов плавки является неравномерность распределения компонентов железорудных материалов и флюсов по сечению колошника.

3. Научно обоснован, разработан и внедрен комплекс рекомендаций по совершенствованию загрузки шихты на доменных печах, оборудованных бесконусным загрузочным устройством, что обеспечило снижение доли некондиционного чугуна по содержанию серы с 3,4 до 2 % (абсолютных) и увеличение коэффициента извлечения ванадия с 81,74 до 82,86 % (абсолютных).

4. Показано, что обеспечение стабильного гарниссажа в районе заплечиков печи может быть достигнуто путем управления рудной нагрузкой в периферийной зоне печи. Предложена математическая модель для реализации такого управления.

5. Результаты диссертационного исследования могут использоваться, как для совершенствования технологии выплавки чугуна на доменных печах, так и служить основой при принятии реконструктивных и проектных решений.

1. Вышегородский, Д. Перспективы развития черной металлургии России. Текст. / Д. Вышегородский // Уральский рынок металлов. -2004.-№ Ю.-С. 18-21.

2. Шпарбер, Л. Я. Металлургия железа и чугуна. Справ, изд. В 2-х книгах. Книга 2-я. Состояние. Перспективы. Текст. / Л. Я. Шпарбер. -Тула : АССОД, 1996. 368 с.

3. Материалы 5-го Международного конгресса по теории и технологии производства чугуна (Шанхай, Китай, 2009 г.). Текст. / The 5th International Congress on the Science and Technology of Ironmaking. October 20 -22, 2009. Shanghai, China. Proceedings.

4. Доменное производство XXI век. Труды международного конгресса доменщиков. Текст. / М.: ООО «Издательский дом «Кодекс»», 2010. -536 с.

5. Курунов, И. Ф. Состояние и развитие доменного производства Китая, Японии, Северной Америки, Западной Европы и России. Текст. / И. Ф.

6. Курунов // Бюллетень Черметинформация «Черная металлургия». 2010. № з. С. 32-49.

7. Плискаковский, С. Г. Оборудование и эксплуатация доменных печей. Текст. / С. Г. Плискаковский, Днепропетровск: Пороги, 2004. - 495 с.

8. Металлургия чугуна : учебник для вузов / под ред. Ю. С. Юсфина. -Изд. 3-е, перераб. и доп. М. : ИКЦ Академкнига, 2004. - 774 с.

9. Ю.Большаков В. И., Товаровский И. Г., Шутылев Ф. М. Оценка эффективности применения загрузочных устройств на доменных печах // Сталь. 2005. № 7. с. 17 20.

10. Пыхтеева, К.Б. Об эффективности использования БЗУ. Текст. / К. Б. Пыхтеева, И. Ю. Кенич, В. И. Куянов // «Молодежь и наука»: материалы региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов НТИ (ф) УГТУ-УПИ, Нижний Тагил, 2010 г. С. 93-95.

11. Технологическая инструкция «Производство чугуна на доменных печах с бесконусным засыпным устройством», ТИ 102 Д - 132 - 2007, ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат», г. Н-Тагил, 2007.

12. Большаков В. И., Товаровский И. Г., Шутылев Ф. М. Особенности применения различных загрузочных устройств на современных доменных печах // Черная металлургия : Бюл. ин-та «Черметинформация». 2007. № 9. С. 24 32.

13. Дмитриев, А. Н. Основы теории и технологии доменной плавки. Текст. / А. Н. Дмитриев, Н. С. Шумаков, Л. И. Леонтьев, О. П. Онорин. Екатеринбург : УрО РАН, 2005. - 545 с.

14. Тарасов, В. П. Теория и технология доменной плавки. Текст. / В. П. Тарасов, П. В. Тарасов. М. : Интермет Инжиниринг, 2007. - 384 с.

15. Тарасов, В. П. Газодинамика доменного процесса. Текст. / В. П. Тарасов. М. : Металлургия, 1990. - 216 с.

16. Доменное производство: Справочное издание. В 2-х т. Т. 1. Подготовка руд и доменный процесс / Под редакцией Вегмана Е.Ф. -М.: Металлургия, 1989. 486 с.

17. Павлов, М. А. Металлургия чугуна. Ч. 2. М. : Металлургиздат, 1949.- 628 с.

18. Вегман, Е. Ф. Краткий справочник доменщика. Текст. / Е. Ф. Вегман.- М.: Металлургия, 1981. 240 с.

19. Большаков, В. И. Совершенствование способов загрузки доменных печей в СССР и за рубежом. Текст. / В. И. Большаков, В. Л. Покрышкин, Ф. М. Шутылев. М. : Черметинформация, 1983. - Вып. 2.-32 с.

20. Большаков, В. И. Теория и практика загрузки доменных печей. Текст. / В. И. Большаков. М.: Металлургия, 1990. - 256 с.

21. Готлиб, А. Д. Доменный процесс. Текст. / А. Д. Готлиб. М. : Металлургия, 1966. - 504 с.

22. Стефанович, М. А. Анализ хода доменного процесса. Текст. / М. А. Стефанович. М. : Металлургиздат, 1960. - 286 с.

23. Онорин, О. П. Примеры и задачи по технологии доменной плавки. Текст. / О.П. Онорин, Л. И. Каплун, И. А. Сергиенко, Ю. А. Леконцев- Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2008. 79 с.

24. Онорин, О. П. Компьютерные методы моделирования доменного процесса. Текст. / О.П. Онорин, Н. А. Спирин, В. Л. Терентьев, Л. Ю. Гилева, В. Ю. Рыболовлев, И. Е. Косаченко, В. В. Лавров, А. В. Терентьев. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2005. - 301 с.

25. Товаровский, И. Г. О пределах форсировки доменной плавки. Текст. / И. Г. Товаровский, М. А. Суконник, Р. Д. Каменев и др. // Металлург. 1964. — № 5. - С. 5-9.

26. Китаев, Б. И. Теплообмен в шахтных печах. Текст. / Б. И.Китаев, Ю. Г. Ярошенко, В. Д. Сучков. Свердловск - Москва : Металлургиздат, 1957.-280 с.

27. Китаев, Б. И. Теплообмен в доменной печи. Текст. / Б. И. Китаев, Ю. Г. Ярошенко, Б. Д. Лазарев М.: Металлургия, 1966. - 355 с.

28. Китаев, Б. И. Теплотехника доменного процесса. Текст. / Б. И. Китаев, Ю. Г. Ярошенко, Е. Л. Суханов, Ю. Н. Овчинников, В. С. Швыдкий. М.: Металлургия, 1978. - 248 с.

29. Китаев, Б. И. Управление доменным процессом. Текст. / Б. И. Китаев. Свердловск: Изд-во УПИ им. С. М. Кирова, 1984. - 96 с.

30. Целиков, А. И. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т. 1. Текст. / А. И. Целиков, В. М. Гребеник, И. М. Елинсон и др. М.: Металлургия, 1987. - 440 с.

31. Большаков, В. И. Управление загрузкой и распределением шихты на колошнике и эффективность доменной плавки. Текст. / В. И. Большаков // Познание процессов доменной плавки. Днепропетровск : Пороги, 2006.-С. 87-109.

32. Грузинов, В. К. Управление газовым потоком в доменной печи программной загрузкой. Текст. / В. К. Грузинов. Свердловск : Металлургиздат, 1960. - 216 с.

33. Сторожик, Д. А. Изготовление и эксплуатация загрузочных устройств доменной печи. Текст. / Д. А. Сторожик, М. А. Тылкин, В. М. Гребеник М.: Металлургия, 1973. - 320 с.

34. Ковшов, В. Н. Исследование радиального распределения шихты на модели доменной печи, оборудованной подвижными элементами. Текст. / В. Н. Ковшов, В. Г. Чистяков, Д. А. Сторожик и др. // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. 1979. - № 8. - С. 144 - 147.

35. Доменное производство «Криворожстали».: Монография / Под ред. чл.-корр. HAH Украины В.И. Большакова. Дн-ск: «Криворожсталь» -ИЧМ, 2004.-378 с.

36. Тарасов, В. П. Газодинамические параметры и показатели работы печей при загрузке шихты типовым конусным и бесконусным загрузочными устройствами. Текст. / В. П. Тарасов, П. В. Тарасов, Л. В. Быков. // Сталь. 2005. - № 1. С. 6 - 10.

37. Тарасов, В. П. К вопросу эффективности работы доменных печей, оборудованных конусными и бесконусными загрузочными устройствами. Текст. / В. П. Тарасов, П. В. Тарасов, JI. В. Быков. // Бюллетень Черметинформация. 2007. - № 3. С. 11-15.

38. Большаков, В. И. Технология высокоэффективной энергосберегающей доменной плавки. Текст. / В. И. Большаков. -Киев : Наукова думка, 2007. 410 с.

39. Модернизация оборудования системы загрузки доменной печи № 6 Новолипецкого металлургического завода. / Н. С. Антипов, Н. С. Мячин, Ю. И. Хрипко и др. / Бюл. НТЭИ «Черная металлургия», 1983, вып. 19 (951).-С. 44-45.

40. Пыхтеева, К. Б. Сравнение комплексов загрузки модернизированных доменных печей ОАО «НТМК». Текст. / К. Б. Пыхтеева, А. В. Чернова // Материалы региональной научно-практической конференции: Молодежь и наука, Нижний Тагил, 2007. С. 79 - 81.

41. Семчин, В. В. Реконструкция доменной печи № 5 Нижнетагильского металлургического комбината. Текст. / В. В. Семчин, С. В. Филатов, В. А. Ходонецких // Сталь. 2005. - № 6. С. 58 - 61.

42. Немчовски, П. Опыт эксплуатации доменных печей с бесконусными загрузочными устройствами. Текст. / П. Немчовски // Металлург. — 2006. № 7. С. 47- 51.

43. Малахов, Г. М. Выпуск руды из обрушенных блоков. Текст. / Г. М. Малахов М.: Металлургиздат, 1952. - 287 с.

44. Куликов, В. В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. Текст. / В. В. Куликов М.: Недра, 1972. - 326 с.

45. Балхавдаров, X. А. Движение и истечение руды при выпуске. Текст. / X. А. Балхавдаров Л.: Наука, 1975. - 108 с.

46. Квапил, Р. Движение сыпучих материалов в бункерах. Текст. / Р. Квапил М.: Госгортехиздат, 1961. - 79 с.

47. Дженикс, Э. Складирование и выпуск сыпучих материалов. Текст. / Э. Дженикс М. : Мир, 1968. - 163 с.

48. Когут, В. Б. К установлению основных параметров фигуры выпуска. Текст. / В. Б. Когут // Подземная разработка месторождений полезных ископаемых Казахстана.: Тр. ИГД Каз ССР. Алма-Ата. - 1965. - т. XIX.-С. 18-32.

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

50. Фиалков, Б. С. Управление истечением сыпучих материалов. Текст. / Б. С. Фиалков, В. Т. Плицын, Е. В. Максимов Алма-Ата: Наука, 1981. - 148 с.

51. Фиалков, Б. С. О скорости выхода сыпучего материала из отверстий и форме зоны разрыхления. Текст. / Б. С. Фиалков, В. К. Грузинов // Изв. ВУЗов. Горный журнал. 1961. - № 2. - С. 9 - 20.

52. Чабдарова, Ю. И. О выпуске руды из обрушенных блоков. Текст. / Ю. И. Чабдарова // Изв. АН Каз. ССР, серия Горное дело. 1958. - вып. 1(8).-С. 64-66.

53. Плахин, В. К. О механизме истечения сыпучей среды из отверстия и форме зоны разрыхления. Текст. / В. К. Плахин // Изв. ВУЗов. Горный журнал. 1965. -№ 5. - С. 73 - 76.

54. Терехов, И. П. Формы разрыхления и истечения сыпучих тел при выпуске через плоское отверстие. Текст. / И. П. Терехов // Сб. научн. тр. НИГРИ. 1962. - № 9. - С. 54 - 57.

55. Зенков, Р. Л. Механика насыпных грузов. Текст. / Р. Л. Зенков М.: Машиностроение. - 1964. - 251 с.

56. Максимов, Е. В. Термохимическая обработка сыпучих материалов. Текст. / Е. В. Максимов, Б. С. Фиалков Алма-Ата: Наука, 1986. - 176 с.

57. Видинеев, Ю. Д. Дозаторы непрерывного действия. Текст. / Ю. Д. Видинеев М.: Энергия, 1978. - 184 с.

58. Борисов, Ю. И. Влияние газового противотока на механизм движения шихты в металлургических агрегатах. Текст. / Ю. И. Борисов, Л. 3. Ходак // В кн. : Процессы восстановления и плавления железа. М. : Наука, 1965.-С. 145-149.

59. Лурье, 3. С. Бункерные устройства углеобогатительных фабрик. Текст. / 3. С. Лурье. М. : Наука, 1972. 208 с.

60. Цубанов, А. Г. О влиянии перепада давления на протекание сыпучего материала по вертикальному каналу. Текст. / А. Г. Цубанов // Инж.-физ. Журн., 1969, т: 17. - № 2. - С. 254-260.

61. Давидсон, В. Е. О влиянии фильтрации газа на расход сыпучего вещества из бункера. Текст. / В. Е. Давидсон, А. П. Толстопят, Н. П. Федорин // Инж.-физ. Журн., 1971, т. 20. - № 5. - С. 827-831.

62. Чукин, В. В. Критическая скорость газа в слое. Текст. / В. В. Чукин, Р. Ф. Кузнецов В кн.: Теплотехника подготовки металлургического сырья. М. : Металлургия, 1969, - сб. № 16. - С. 22-27.

63. Максимов, Е. В. Истечение сыпучего материала с учетом воздействия газового потока. Текст. / Е. В. Максимов, Б. С. Фиалков, В. Т. Плицин // Известия вузов. Черная металлургия, 1980, № 12. - С. 38-41.

64. Резниченко, В. А. Титаномагнетиты. Месторождения, металлургия, химическая технология. Текст. / В. А. Резниченко, Л. И. Шабалин. -М. -.Наука, 1986.-294 с.

65. Смирнов, Л. А. Металлургическая переработка ванадийсодержащих титаномагнетитов. Текст. / Л. А. Смирнов, Ю. А. Дерябин, С. В. Шаврин. Челябинск : Металлургия, 1990. - 256 с.

66. Леонтьев, Л. И. Пирометаллургическая переработка комплексных руд. Текст. / Л. И. Леонтьев, Н. А. Ватолин, С. В. Шаврин, Н. С. Шумаков // М. : Металлургия, 1997. 432 с.

67. Новиков, В. С. Выплавка ванадиевого чугуна в доменных печах большого объема. Текст. / В. С. Новиков, С. В. Шаврин, А. А. Фофанов // Производство легированных чугунов и сталей : Научные труды УралНИИЧМ. Свердловск, 1982. - С. 5 - 17.

68. Захаров, И. Н. Межфазные напряжения продуктов доменной плавки титаномагнетитов и потери металла в шлаке. Текст. / И. Н. Захаров, С. В. Шаврин, Б. В. Ипатов // Известия АН СССР. Металлы. 1967. -№1. - С. 24-30.

69. Волков, В. В. Опыт переработки титаномагнетитов в доменных печах. Текст. / В. В. Волков, В. В. Филиппов, Г. Г. Гаврилюк // Сталь. 2000. -№11.-С. 24-28.

70. Гаврилюк, Г. Г. Доменная плавка титаномагнетитов. Текст. / Г. Г. Гаврилюк, Ю. А. Леконцев, С. Д. Абрамов // Тула : АССОД, 1997. 216 с.

71. Носов, С. К. Проблемы доменной плавки титаномагнетитов и пути их решения. / С. К. Носов, В. В. Филиппов, С. В. Шаврин // Сталь. 2003. - № 6. - С. 6-9.

72. Тлеугабулов, Б. С. Совершенствование шлакового режима доменной плавки за счет использования добавок : дис. . канд. техн. наук. Текст. / Б. С. Тлеугабулов. Екатеринбург : УПИ, 2010. 162 с.

73. Тарасов, В. П. Загрузочные устройства шахтных печей. Текст. / В. П. Тарасов. М. : Металлургия, 1974. - 312 с.

74. Авдеев, В. А. Современные загрузочные устройства доменных печей. Текст. / В.А. Авдеев, О. И. Шайнович, Е. И. Ясаков и др. М. : Металлургия, 1994. - 64 с.

75. Тарасов, В. П. К вопросу радиального распределения материалов и газов в доменной печи. Текст. / В. П. Тарасов. // Сталь. 2003. - №6. -С. 31-35.

76. Пыхтеева, К. Б. Методика оценки влияния параметров загрузки и газового потока при выплавке ванадиевого чугуна. Текст. / К. Б. Пыхтеева // Материалы 39-ой международной научно-технической конференции молодых специалистов ОАО «НТМК», г. Н. Тагил. 2007 г.

77. Суворов, M. Н. Оборудование и технологии Paul Wurth путь к снижению себестоимости чугуна. Текст. / M. Н. Суворов. // Металлург. - 2009. - № 8. - С. 27-31.

78. Большаков, В. И. Исследование теоретических основ распределения шихтовых материалов в доменной печи. Текст. / В. И. Большаков, Н. А. Гладков, С.Т. Шулико, Ф.М. Шутылев // Сталь. 2002. - № 12. - С. 9 - 24.

79. Бабарыкин, H. Н. Свойства шихтовых материалов и их распределение на колошнике доменной печи: Курс лекций. Текст. / H.H. Бабарыкин. Магнитогорск : МГМИ, 1994. - 46 с.

80. Бугаев, К. М. Распределение газов в доменных печах. Текст. / К. М. Бугаев. М.: Металлургия, 1974. - 176 с.

81. Волков, Ю. А. Технолог-доменщик. Справочник. Текст. / Ю. А. Волков, М. Я. Шпарбер, А. К. Гусаров. М.: Металлургия, 1986. - 261 с.

82. Захаров, А. И. Анализ доменного процесса в условиях выплавки малокремнистых ванадиевых чугунов. Текст. / А. И. Захаров, В. С. Рудин, В. В. Филиппов, С. В. Шаврин Сталь. - 2004. - №4. - С. 14-16.

83. Носов, С. К. Марганец важный элемент технологии при переработке титаномагнетитов по металлургической схеме. Текст. / С. К. Носов, JI. И. Леонтьев, В. И. Ильин, В. В. Филиппов, С. В. Шаврин // Сталь. -2003.-№3.-С. 14-18.

84. Абрамов, С. Д. Перспективы доменной плавки высокотитанистых ванадийсодержащих руд. Текст. / С. Д. Абрамов, Л. Ф. Алексеев, А. А. Каменских, А. В. Ченцов, Ю. А. Чесноков, С. В. Шаврин // Черные металлы. 1997. -№ 10. - С. 10-12.

85. Чесноков, Ю.А. Контролируемые параметры распределения материалов на колошнике как элемент моделирования доменногопроцесса. Текст. / Ю. А. Чесноков, А. В. Ченцов, С. В. Шаврин // Изв. вуз. Черная металлургия. 2003. - № 7. - С. 74-75.

86. Ченцов, А. В. Контролируемые параметры системы загрузки и элементы моделирования доменного процесса. Текст. / А. В. Ченцов, Ю. А. Чесноков, С. В. Шаврин // Изв. вуз. Черная металлургия. 2006. -№7.-С. 22-24.

87. Калинин, А. П. Стабилизация теплового состояния доменной печи за счет совершенствования режима загрузки: дис. . канд. техн. наук. Текст. / А. П. Калинин. Свердловск : УПИ. - 1988. - 133 с.

88. Фиалко, М. Г. Параметры процесса разгрузки бункеров обогатительных фабрик. Текст. / М. Г. Фиалко // Изв. вузов. Горный журнал. 1983. № 6. - С. 122 - 124.

89. Крупенин, Б. Ф. Станция испытания сырья для Череповецкого завода. Текст. / Б. Ф. Крупенин, П. И. Мертвецов // Металлург. 1980. -№2.-С. 16.

90. Ковшов, В. Н. Исследование порозности многокомпонентных шихт Текст. / В. Н. Ковшов, А. И. Палаганов, В. Г. Остяков и др. // Металлургия и коксохимия. 1977. - вып. 53. - С. 34-37.

91. Петров, Б. Н. Избранные труды. Текст. / Б. Н. Петров. М: Наука. 1983. - Т.1. Теория автоматического управления. - 432 с.

92. Математический энциклопедический словарь. / под ред. Ю. В. Прохорова. М. : Сов. Энциклопедия, 1988. - 847 с.

93. Коробов, В. И. Статистические исследования доменного процесса. Текст. / В. И. Коробов М.: Металлургия. - 1977. - 184 с.

94. Лукомский, Я. И. Теория корреляции и ее применение к анализу производства. Текст. / Я. И. Лукомский-М.: Госстатиздат 1961. -374 с.

95. Пыхтеева, К. Б. Оптимизация загрузки многокомпонентной шихты с использованием БЗУ. Текст. / К. Б. Пыхтеева, С. А. Загайнов, С. В. Филатов, В. В. Филиппов, Б. С. Тлеугабулов // Сталь. №4. -2010 г.-С. 23-24.

96. Лялгок, В. П. Современные проблемы технологии доменной плавки. Текст. / Лялюк В.П. Днепропетровск.: Пороги. - 1999. - 164 с.

97. Патент РФ на полезную модель № 69068. Комплекс для выплавки чугуна из титансодержащих агломерата и окатышей / Д. JI. Журавлев, С. А. Загайнов, А. В. Кушнарев и др., Бюл. № 10. 2007.

98. Pykhteeva К.В., Tleugabulov В.S., Zagainov S.A., Filippov V.V., Nikolaev F.P., Belov V.V. Stabilizing the composition of blast-furnace products from titanomagnetites with a nonconical loading trough. Steel in Translation. 2009. T. 39. № 1. C. 45-49.

99. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Текст. / В.Е. Гмурман М.: Высшая школа, 2001. - 212 с.

100. Кобзарь, А. И. Прикладная математическая статистика. Текст. / А. И. Кобзарь М.: Физматлит, 2006. - 816 с.