Thermophysics – Research Base of Energy- And Resource-Saving Metallurgical Technologies

Abstract

Аннотация. В работе представлены достижения Уральской школы ученых и инженеров металлургов-теплотехников в совершенствовании широкого спектра металлургических технологий, достигнутых на научной базе творческого союза двух наук-теплофизики и информатики. В последние годы математическое моделирование в сочетании с физическим позволило существенно сократить время и область поиска оптимальных решений и тем самым обеспечить более надежное проектирование и наладку тепловых режимов создаваемых технологий и оборудования. Модернизация агломерационных машин осуществлялась путем внедрения систем автоматического управления тепловыми и газодинамическими процессами, а также за счет оснащения машин зажигательными горнами нового типа. Эти мероприятия, наряду с интенсификацией тепло-массообменных процессов, обеспечили улучшение технико-экономических и экологических показателей работы агломерационных фабрик в России и за рубежом. Технологические и теплофизические решения при обжиге окатышей связаны с организацией переточной системы газовых потоков и реконструкцией газоходной системы. В результате реконструкции производительность машин увеличилась на 10-17 %, удельный расход топлива снизился на 8-15 %, а сброс газов после их очистки уменьшился на 50-58 %. Реконструкции подверглись обжиговые машины в России, Бразилии, Иране. В последние годы разработано программное обеспечение для решения комплекса задач в области доменного производства, внедряемое в промышленную эксплуатацию на крупнейшем металлургическом предприятии России-ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Новые воздухонагреватели дутья для доменных печей способны обеспечить нагрев до 1300 °С и более за счет подогрева доменного газа и воздуха, используемых для отопления воздухонагревателей при отказе от добавок природного газа. Проблема по переработке металлургических жидких шлаков решена созданием на заводах черной металлургии России, Украины, Индии и Китая установок, которые способны обеспечить высокую производительность по скорости слива шлака (от 3 до 15 т/мин) и по годовым объемам получения гранулированного шлака (от 0,66 до 2,0 млн т). Успешно работает и установка на предприятии «Норильский никель». Совершенствование тепловых режимов и оборудования нагревательных печей и установок различного назначения опирается на математическое моделирование теплофизических процессов, основу которого составляет созданный динамический зонально-узловой метод моделирования радиационного и сложного теплообмена. Этот метод успешно развивается. За последние годы разработаны новые конструкции печей, модернизированы сотни нагревательных печей. Организация тепловых режимов их работы привела к существенному снижению удельных расходов топлива, повышению качества нагрева металла, а при термообработкекачества готовой продукции.