Робота - переможець конкурсу

Мета роботи. Удосконалення теплової й газодинамічної роботи «сухої» та периферійної зони печі шляхом ефективного використання теплового і відновного потенціалів газового потоку та його розподілу з урахуванням величини зовнішніх теплових втрат, профілю шахти й конструкції системи охолодження, властивостей шихтових матеріалів, витрат енергетичних ресурсів і продуктивності печі. Уточнені закономірності й дано кількісну оцінку впливу параметрів шахтного газу, стану шахти, конструкції системи охолодження, тиску колошникового газу, порозності й крупності куска шихти на розвиток теплообмінних, газодинамічних процесів у шахті й зовнішні теплові втрати, що дозволило уточнити прогноз техніко-економічних показників доменної плавки. Розроблено й реалізовано метод визначення меж периферійної зони, теплоенергетичних параметрів її роботи, їх впливу на теплову й відновну роботу газового потоку в печі. Установлено вплив залишкової товщини футерівки, витрат і температури шахтного газу, порозності й крупності куска шихти, температури і витрат води в системі охолодження на температури в периферійній зоні й можливість розвитку в ній явища інверсії температурного поля, що є причиною викривлення профілю шахти й утворення охолоді. Розроблено і реалізовано на ДП №9 ПАТ «АМКР» тепло-газодинамічний режим задувки, що дозволяє забезпечити сприятливі умови для прогріву шихтових матеріалів по висоті й радіусу печі. Розроблено й реалізовано в складі АСУ ТП ДП№9 ПАТ «АМКР» підсистему «Контроль зовнішніх теплових втрат і витрати коксу на їх покриття», що дозволяє оцінювати ефективність вибраного тепло-газодинамічного режиму і відстежувати розлади в роботі печі. Впроваджена і освоєна технологія спільного вдування в горн ДП №1 ПАТ «АМК» пиловугільного палива, природного газу та кисню, яка забезпечила збільшення інтенсивності і економічності плавки, експлуатаційної надійності печі об’ємом 3000 м3. Наукова новизна. Запропоновано критерій і розроблено метод визначення меж периферійної зони, з урахуванням теплофізичних уявлень про тепловий примежовий шар, що дозволило уточнити закономірності розвитку теплообмінних процесів у ній та їх вплив на техніко-економічні показники доменної плавки. Уточнено закономірності й дано кількісну оцінку впливу тепло-газодинамічної роботи «сухої» зони на параметри, що характеризують показники теплової роботи доменної печі в цілому, з використанням запропонованого методу, що комплексно враховує параметри газового потоку, його розподіл, стан огородження, теплову роботу системи охолодження й властивості шихтових матеріалів. Встановлено закономірності інверсії температурного поля в пристінній області печі й уточнено фактори, які приводять до викривлення профілю шахти й погіршення техніко-економічних показників роботи печі. Розвинені теплотехнічні основи та розроблено метод спільного використання інформації про зовнішні теплові втрати в системі охолодження, температури кожуха і футерівки печі для виявлення та попередження розладів у роботі доменної печі на ранніх стадіях за 2 - 8 годин. Практичне значення отриманих результатів. На підставі комплексу тепло-газодинамічної й теплоенергетичної моделей обґрунтовано і реалізовано тепло-газодинамічний режим задувки доменної печі №9 ПАТ «АМКР» із застосуванням дуття, збагаченого нагрітим азотом. Розроблено й реалізовано в складі АСУ ТП ДП №9 ПАТ «АМКР» підсистему «Контроль зовнішніх теплових втрат і витрати коксу на їх покриття», що дозволяє оцінювати ефективність вибраного тепло-газодинамічного режиму і відстежувати розлади в роботі печі. Використання методів прогнозу температурно-теплового стану шахти і її периферійної зони в складі АСУ ТП доменної печі дозволяє контролювати зношування профілю шахти, приймати науково-обґрунтовані рішення, в режимі порадника, по зміні тепло-газодинамічного режиму роботи печі з метою зниження питомих витрат коксу на покриття зовнішніх теплових втрат і попередження розладів тепло-газодинамічного режиму печі. Розроблено методику аналізу роботи периферійної зони доменної печі, яка дозволяє формувати рекомендації з удосконалення конструкції системи огородження, вибору футерівки для різних зон шахти, узгодженню газодинамічної й теплової роботи низу й верху доменної печі. Впроваджена і, спільно з технологами ПАТ «АМК», освоєна технологія спільного вдування в горн ДП №1 ПАТ «АМК» пиловугільного палива, природного газу та кисню, яка забезпечила збільшення інтенсивності і економічності плавки, експлуатаційної надійності печі об’ємом 3000 м3. Загальна кількість наукових праць кандидата на здобуття премії Верховної Ради України найталановитішим молодим ученим в галузі фундаментальних і прикладних досліджень та науково-технічних розробок 2013 р. становить 30, що включає дисертацію та автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук, 16 публікацій в збірниках наукових праць та журналах, 12 – в збірках наукових робіт конференцій.