Прикладные разработки института
Представлены важнейшие прикладные разработки последних лет, выполненные с использованием результатов фундаментальных исследований. Применение пилотных образцов технологий и оборудования подтвердило высокую эффективность этих разработок и технических решений, есть все основания для расширения прим...
Saved in:
| Published in: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
|---|---|
| Date: | 2004 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2004
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21090 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Прикладные разработки института / В.И.Большаков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 9. — С. 19-25. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859824131246129152 |
|---|---|
| author | Большаков, В.И. |
| author_facet | Большаков, В.И. |
| citation_txt | Прикладные разработки института / В.И.Большаков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 9. — С. 19-25. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
| description | Представлены важнейшие прикладные разработки последних лет, выполненные с использованием результатов фундаментальных исследований. Применение
пилотных образцов технологий и оборудования подтвердило высокую эффективность этих разработок и технических решений, есть все основания для расширения применения их на металлургических заводах.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:27:50Z |
| format | Article |
| fulltext |
19
УДК 669.1.001.5
В.И. Большаков
ПРИКЛАДНЫЕ РАЗРАБОТКИ ИНСТИТУТА
Представлены важнейшие прикладные разработки последних лет, выполнен-
ные с использованием результатов фундаментальных исследований. Применение
пилотных образцов технологий и оборудования подтвердило высокую эффектив-
ность этих разработок и технических решений, есть все основания для расшире-
ния применения их на металлургических заводах.
Существующая структура металлургического производства Украины
сложилась под влиянием и с использованием научно–технических разра-
боток отечественных ученых. В последние годы, вследствие недостаточ-
ного выделения финансовых средств на реконструкцию металлургических
объектов, технологический уровень черной металлургии практически не
изменился. Острыми проблемами черной металлургии Украины являются
изношенное оборудование, использование стареющих технологий и высо-
кие энергозатраты на производство продукции.
Перспективы развития горно–металлургического комплекса (ГМК)
Украины связаны только с активизацией инновационной деятельности на
металлургических предприятиях путем промышленной реализации науч-
но–технических достижений. В этой связи Институт черной металлургии
реализует концепцию модернизации и повышения технического уровня
металлургических агрегатов во время проведения капитальных ремонтов.
Традиция использования результатов фундаментальных исследований при
внедрении прикладных разработок является важнейшей составляющей
научно–технической деятельности Института. Еще при создании Инсти-
тута черной металлургии в 1939 году в качестве основной его задачи было
определено наряду с развитием фундаментальных исследований усиление
научно–технической помощи в развитии металлургических предприятий
Украины, этими соображениями мотивировался и его перевод в 1953г. в
Днепропетровск – центр металлургической промышленности. В июле
2004г. Президиум НАН Украины принял постановление об усилении ра-
боты институтов академии в определении и обосновании перспективных
направлений развития экономики и промышленности Украины, определе-
нии приоритетных направлений развития научных исследований, расши-
рении прикладных исследований по созданию и внедрению новых техно-
логий, оборудования и систем автоматизированного контроля и управле-
ния процессами и машинами.
Сочетание фундаментальных и прикладных разработок, знание тех-
нических проблем металлургических предприятий, опыт разработки тех-
нологических заданий на создание новых агрегатов и их реконструкцию, а
20
также научно–технического сопровождения металлургических
агрегатов, анализа их работы и разработки мероприятий по совершенст-
вованию технологии, оборудования и режимов работы – традиционный
научно–методический подход ученых ИЧМ и выполнению научных ис-
следований [1].
Научный потенциал Института сегодня реализуется двумястами на-
учными сотрудниками и инженерами, среди которых 14 докторов и 70
кандидатов технических наук, 15 аспирантов и 5 докторантов, 55 молодых
сотрудников в возрасте до 35 лет. Практически по всем основным метал-
лургическим специальностям в институте есть высококвалифицирован-
ные специалисты, ведутся фундаментальные и прикладные исследования.
Основные направления научной деятельности ИЧМ включают:
• разработку технологических требований к шихтовым материалам
и коксу для доменной плавки;
• расчеты и определение конструктивных элементов доменных пе-
чей, шихтоподачи и загрузочных устройств, а также совершенствование
режимов их работы;
• разработку и совершенствование технологии доменной плавки;
• управление и контроль распределения шихты, разработку про-
грамм загрузки для печей с любыми распределителями шихты, режимов
работы оборудования шихтоподачи и доменных подъемников;
• расчеты систем охлаждения, прогнозирование шлакового режима
при изменении шихтовых материалов, автоматизированный контроль
разгара футеровки горна;
• разработку технологии, оборудования и систем управления про-
цессами десульфурации и деазотации чугуна;
• технологии конвертерной плавки с применением электрического
и магнитного воздействия на ванну;
• совершенствование технологии, оборудования, разработку режи-
мов работы и определение динамических нагрузок в приводах обжимных,
листовых и сортопрокатных станов;
• технологию термического и термомеханического упрочнения
сталей, определение оптимальных режимов термоупрочнения и создание
систем контроля фазового состояния проката, исследование и формирова-
ние структуры и прочностных свойств прокатных изделий;
• создание технологии и оборудования для брикетирования вто-
ричных (мелкодисперсных) материалов;
• исследование нагрузок и определение рациональных режимов
работы машин с электрическими и гидравлическими приводами, расчет
пропускной способности различных технологических линий;
• разработки новых средств и систем автоматизированного кон-
троля и диагностики процессов и состояния агрегатов;
21
В 2003г. сотрудниками Института внедрены на различных
металлургических предприятиях Украины 22 новых технических и техно-
логических решения. Рассмотрим несколько крупных предложений, ре-
комендуемых для широкого внедрения, которые могут быть реализованы
вместе с предприятиями региона совместными усилиями Института чер-
ной металлургии НАН Украины и специалистов Укргипромеза, НМетАУ
и Института титана [2].
Технико–экономический анализ использования новых технических
решений при реконструкции доменных печей показывает, что применение
современных бесконусных загрузочных устройств (БЗУ) с лотковыми и
роторными распределителями шихты при одновременной модернизации
шихтоподачи, позволяет уменьшить себестоимость чугуна на 8–10%. Это
обеспечивается существенным уменьшением затрат на ремонты и обслу-
живание оборудования, уменьшением расхода кокса на 4…7% и увеличе-
нием производительности доменной печи на 4…5%. В достижении высо-
кой эффективности работы доменных печей, оснащенных БЗУ и совре-
менными средствами контроля и автоматизированного управления про-
цессами загрузки шихты и плавки чугуна, важная роль принадлежит на-
учно–техническому сопровождению проектирования, освоения и эксплуа-
тации доменных печей при их реконструкции [3].
Доменные печи (ДП) мира активно модернизируются с заменой уста-
ревших конусных загрузочных устройств бесконусными (БЗУ). Сегодня
БЗУ оснащены практически все ДП Японии, большая часть печей Европы,
значительная часть печей Китая и Индии. В России работают 3 БЗУ и ус-
танавливаются еще 3–4. На Украине работают четыре печи, оснащенных
БЗУ, из них три лотковых («Криворожсталь» – 1; «Азовсталь» – 2) и одно
российское БЗУ на «Запорожстали». При 38 работающих на Украине ДП
оснащены БЗУ лишь 10% печей. Существуют несколько вариантов конст-
рукции БЗУ, которые отличаются типом распределителя шихты, ценой,
габаритами и рядом других технических показателей. Все эти факторы
необходимо учитывать при реконструкции и строительстве новых домен-
ных печей. На рис.1 и 2 представлены схемы БЗУ с лотковым и роторным
распределителями шихты.
Ученые Института черной металлургии НАН Украины участвовали в
создании и освоении БЗУ, обладают научными разработками по управле-
нию распределением шихты, опытом экспертизы проектов и сопровожде-
ния освоения и эксплуатации современных доменных печей, оснащенных
БЗУ. Особенности научно–технического сопровождения работы модерни-
зированных доменных печей на всех этапах их работы является ком-
плексное решение всех вопросов обеспечения эффективной работы агре-
гата – оценка и выбор шихтовых материалов, совершенствование техно-
логии загрузки печи и доменной плавки, изучение и оптимизация режи-
22
мов работы оборудования, разработка и совершенствование
алгоритмов управления.
Рис.1 Система
загрузки с кон-
вейерной пода-
чей шихты и
лотковым БЗУ
Опыт эксплуатации доменных печей, оснащенных современными и
загрузочными устройствами, пока-
зывает, что они обеспечивают:
уменьшение расхода топлива (кок-
са); повышение производительно-
сти печи; возможность стабильной
работы на повышенном давлении в
течение всей кампании; увеличе-
ние продолжительности кампании;
уменьшение затрат на обслужива-
ние оборудования и его ремонты;
уменьшение вредных выбросов в
атмосферу.
Рис.1 Схема БЗУ с роторным распре-
делителем шихты
В настоящее время Укргипро-
мезом разрабатывается несколько
проектов реконструкции доменных
печей, где предполагается приме-
нение современной конструкции
литейного двора, изменение про-
филя и футеровки шахты, применение бесконусных загрузочных уст-
ройств, профилемеров и систем автоматизированного контроля остаточ-
23
ной толщины футеровки горна и прогноза шлакового режима. В этих
условиях для металлургических заводов особенно важно использовать
накопленные учеными опыт и знания для принятия квалифицированных
технических решений.
Активное участие мы принимаем в разработке технологии и режимов
работы ДП–9, на которой во время капитального ремонта 1 разряда по
нашему предложению реализованы новые технические решения. Приме-
нение стационарного профилемера шихты позволит существенно улуч-
шить управление распределением шихтовых материалов, а система авто-
матизированного контроля разгара горна, обеспечит высокую безопас-
ность эксплуатации печи [3].
Есть еще ряд научных разработок, которые требуют опытно–
экспериментальной проверки, в том числе применение новых видов энер-
гоносителей для доменной плавки, новые конструкции холодильников
шахты доменной печи. Институт имеет большой опыт работы по оценке
сырьевой базы для черной металлургии, разработке современной техноло-
гии доменной плавки, разработке технологических требований и освоения
АСУ ТП, новых средств контроля хода доменных печей и готов сотруд-
ничать с металлургическими и машиностроительными заводами Украины
в решении указанных проблем.
На рис.3 представлена схема установки для внедоменной десульфура-
ции чугуна. Украина является признанным мировым лидером по научно–
техническому уровню разработанных технологий этого процесса, наши
технологии пользуются высоким спросом, в частности в Китае, который
бурными темпами развивает свою металлургию [4].
Рис.3. Схема установки для
внедоменной десульфурации
чунуеа.
В Украине эти технологии
и автоматизированные установ-
ки для их реализации пока не
находят потребителя. В то же
время, качество стали во мно-
гом определяется минимальным
содержанием в ней серы. В ук-
раинских углях содержится
2÷2,5% серы, эта сера попадает в кокс, а затем в чугун. На этом этапе сера
может быть удалена из чугуна, для этого в ИЧМ разработана, внедрена и
продолжает совершенствоваться технология десульфурации чугуна чис-
тым гранулированным магнием и автоматизированные установки для реа-
24
лизации этого процесса в чугуновозных и заливочных
ковшах. Одна из первых высокопроизводительных установок реализована
более 30 лет на металлургическом комбинате «Азовсталь». Сегодня ИЧМ
совместно с Институтом титана разработал автоматизированные установ-
ки нового поколения и усовершенствовал технологию десульфурации.
Двенадцать таких новых установок, после победы в тендерах с американ-
скими, европейскими и японскими кампаниями, построены на семи ме-
таллургических заводах Китая. Мы предлагаем для строительства и ос-
воения такие технологии и установки украинским заводам.
В Институте черной металлургии НАН Украины разработаны новые
технологии и оборудование для брикетирования мелкодисперсных метал-
лургических отходов с целью возврата их в производство. Оригинальный
валковый пресс для холодного брикетирования сыпучих материалов
представлен на рис.4. Использование этой технологии на Никопольском
ферросплавном заводе для брикетирования отходов ферросплавного про-
изводства позволило значительно увеличить выход готовой продукции.
Сегодня активно расширяется использование процессов брикетирования в
металлургии и смежных отраслях. ИЧМ предлагает технологии и обору-
дование высокого уровня. Разработки в этой области необходимо про-
должать в направлении совершенствования технологии и оборудования,
расширения круга брикетируемых материалов.
Для подтверждения конкурентоспособности украинской металлопро-
дукции на внешнем и внутреннем рынках необходимо путем внедрения
новых технологических процессов, модернизации оборудования и совер-
шенствования сис-
тем автоматизиро-
ванного управле-
ния уменьшить
энергетические и
сырьевые затраты,
повысить качество
выпускаемой ко-
нечной продукции,
увеличить эколо-
гическую чистоту
производства. В
решении этих за-
дач значительную
роль играют новые
научно–
технические решения и разработки, основанные на изучении особенно-
стей технологических процессов, работы оборудования и автоматизиро-
ванного управления агрегатами.
Рис.4. Валковый брикетный пресс конструкции ИЧМ.
25
Уже сегодня видны положительные результаты
реализации технической политики Института. Совместно с проектными
организациями Институт активно внедряет на металлургических предпри-
ятиях передовые разработки, которые являются основой металлургии зав-
трашнего дня. В то же время, научно–технический потенциал Института
способен предложить металлургическим предприятиям ряд новых пер-
спективных разработок, позволяющих поднять технический уровень ме-
таллургического производства до мирового. Реализация такой политики
должна явиться непременным элементом модернизации горно–
металлургического комплекса Украины. Развитие фундаментальных и
прикладных научных исследований, подготовка высококвалифицирован-
ных кадров, сотрудничество с металлургическими предприятиями и про-
ектными организациями в создании и внедрении новых технологий со-
временного оборудования и систем автоматизированного контроля и
управления – неотъемлемая и важная составляющая инновационного раз-
вития металлургии. Ученые Института черной металлургии НАН Украи-
ны будут активно участвовать в решении указанных проблем.
1. Большаков В.И. Итоги работы и задачи ученых Института. // Сб. тр. ИЧМ.
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. Вып.5. К.:
Наукова думка. 2002. – С.15–23.
2. Большаков В.И. Роль науки в инновационном развитии металлургии // Наука
та наукознавство. 2003. № 4. – С.40–50.
3. Доменное производство «Криворожстали». / Коллектив авторов. Под ред. чл.–
корр. НАН Украины В.И. Большакова. Днепропетровск, 2004. – 378 с.
4. Технология и оборудование для десульфурации чугуна магнием. /
А.Ф. Шевченко, В.И. Большаков, В.А. Александров, Б.В. Двоскин,
Ю.А. Богачев. // Сб. тр. ИЧМ. Фундаментальные и прикладные проблемы
черной металлургии. Вып. 5. К.: Наукова думка. 2002. – С.113–121.
5. Высоконадежное металлургическое оборудование в ресурсосберегающих
технологиях. / В.И. Большаков, А.П. Ващенко, А.Г. Величко,
В.А. Ермократьев, В.А. Носков и др. Днепропетровск. Ин–т технологий.
2000–232с.
Статья рекомендована к печати д.т.н. Э.В.Приходько
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-21090 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0070 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:27:50Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Большаков, В.И. 2011-06-14T22:15:05Z 2011-06-14T22:15:05Z 2004 Прикладные разработки института / В.И.Большаков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2004. — Вип. 9. — С. 19-25. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. XXXX-0070 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21090 669.1.001.5 Представлены важнейшие прикладные разработки последних лет, выполненные с использованием результатов фундаментальных исследований. Применение пилотных образцов технологий и оборудования подтвердило высокую эффективность этих разработок и технических решений, есть все основания для расширения применения их на металлургических заводах. ru Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Прикладные разработки института Article published earlier |
| spellingShingle | Прикладные разработки института Большаков, В.И. |
| title | Прикладные разработки института |
| title_full | Прикладные разработки института |
| title_fullStr | Прикладные разработки института |
| title_full_unstemmed | Прикладные разработки института |
| title_short | Прикладные разработки института |
| title_sort | прикладные разработки института |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/21090 |
| work_keys_str_mv | AT bolʹšakovvi prikladnyerazrabotkiinstituta |