Офіційний веб сайт

Розробка і впровадження нових підходів до діагностики та управління доменною плавкою

м27

Представлено Інститутом чорної металургії імені З.І.Некрасова НАН України.

Автори: к.т.н. Шумельчик Є.І., Горупаха В.В.

Метою роботи є удосконалення та реалізація методів діагностики і управління доменною плавкою, які забезпечують її енергоефективність при зміні шихтових і паливних умов. Авторами обґрунтовано новий підхід до вибору раціональних програм завантаження, що забезпечує стабільний економічний хід доменної печі при зміні технологічних умов плавки.  Розроблено температурні показники оцінки розподілу газового потоку по радіусу печі, встановлено їх раціональні діапазони зміни при роботі в різних газодинамічних і паливних умовах, вперше сформульовані вимоги до розподілу температур газового потоку по радіусу печі.

На основі аналізу температур футерівки по висоті печі протягом п'яти років її експлуатації встановлено граничні значення температур, при яких футерівка середини і верху шахти частково або повністю вироблена. Досліджено вплив дуттєвого режиму при використанні в ньому збільшеної кількості водяної пари, природного газу, природного газу із пиловугільним паливом та, окремо, пиловугільного палива на зміну форми кривої розподілу температури периферійного газового потоку по висоті печі від фурменої зони до колошника, що стало передумовою для розробки методу ідентифікації межі зони в'язко-пластичного стану в периферійній зоні печі.

 Авторами розроблена модельна система підтримки прийняття рішень по вибору і коригуванню програм завантаження; раціональні режими завантаження, які дозволили забезпечити стабільний і економічний хід плавки; експертний модуль коригування програми завантаження з використанням встановлених раціональних діапазонів зміни температурних показників розподілу газового потоку, метод обґрунтованого вибору розташування закритих повітряних фурм; нові положення задувки доменних печей після їх тривалої зупинки, які дозволили вийти на планові показники і забезпечити збереження системи охолодження і броні печей.

 Результати роботи мають суттєве значення для металургійного комплексу України, не мають аналогів в Україні та знаходяться на рівні кращих світових розробок у галузі виробництва чавуну.

Кількість публікацій: 55, у т.ч. за тематикою роботи 18 статей (11 - у зарубіжних виданнях). Загальна кількість посилань на публікації авторів/h-індекс роботи згідно баз даних складає відповідно: Web of Science – 14/2; Scopus – 30/3; Google Scholar – 48/5.

Надіслати коментар

Коментарі

С.М. Каракай

Номінована на здобуття премії Президента України для молодих вчених наукова робота Є.І. Шумельчика та В.В. Горупахи присвячена удосконаленню методів діагностики і управління доменною плавкою з використанням інформації сучасних засобів автоматизованого контролю. Комплекс проведених досліджень сприяє забезпеченню ефективності доменної плавки при характерній для виробництва чавуну в Україні зміні шихтових і паливних умов, в тому числі при використанні залізорудних матеріалів і коксу низької якості, а також із застосуванням технології вдування пиловугільного палива.
В роботі представлено результати виконаних авторами аналітичних і експериментальних досліджень, спрямованих на обґрунтовування можливості управління доменною плавкою на основі інформації про зміну температур газового потоку над поверхнею засипу шихти та температур футерівки по висоті печі. Авторами запропоновано нові положення задувки доменних печей після їх тривалої зупинки (більш ніж регламентовано технологічною інструкцією з доменного виробництва), що дозволило вийти на планові показники і забезпечити цілісність конструктивних елементів печей. Цей досвід є важливим для сучасних реалій металургійної галузі, яка сьогодні переживає непрості часи.
Масштабне практичне впровадження результатів роботи Є.І. Шумельчика та В.В. Горупахи засновано на глибокому вивченні особливостей роботи доменних печей для чотирьох основних дуттєвих режимів: в умовах роботи зі збільшеною кількістю в дутті водяної пари (такий режим на постійній основі використовується на нашому заводі), при роботі з природним газом, при сумісному використанні природного газу та пиловугільного палива та при застосуванні пиловугільного палива з витратою більше 120 кг/т чавуну.
Результати роботи достатньо опубліковані в спеціалізованих науково-виробничих виданнях, в тому числі у закордонних. Вважаю, що за кваліфікацією та характером викладених робіт, Є.І. Шумельчик та В.В. Горупаха заслуговують на присудження їм премії Президента України для молодих вчених 2018 р.

С.М. Каракай, Начальник доменного цеху ПрАТ «Дніпровський металургійний завод»

А.П. Фоменко, В.И. Набока

Научная работа содержит значительный практический материал. Предложен новый подход к выбору энергосберегающих режимов загрузки доменной печи, оборудованной бесконусным загрузочным устройством, который показал свою эффективность на протяжении пяти лет при использовании железорудного сырья и кокса переменного качества, а также при использовании в дутье природного газа, в период освоения пылеугольного топлива, и в переходных режимах работы. Кроме этого, предложенные в работе режимы загрузки печи показали свою эффективность при использовании в составе шихты увеличенной доли окатышей и в условиях отсутствия природного газа и пылеугольного топлива при работе печи с увлажненным дутьем.
Актуальными являются результаты исследований по использованию информации стационарных термозондов, установленных над поверхностью шихты в колошниковом пространстве доменной печи, для принятия обоснованных решений по корректировке режимов загрузки. Авторами обоснованы и реализованы основные положения задувки печи после ее длительной остановки без выпуска козлового чугуна, что позволило безаварийно достичь плановых показателей. Получил практическое использование разработанный авторами метод обоснованного выбора расположения закрытых воздушных фурм в условиях снижения интенсивности плавки с использованием информации термопар футеровки по высоте и окружности доменной печи.
Считаем, что работа актуальна при решении задач управления доменной плавкой в современных условиях производства чугуна. Авторы работы к.т.н. Шумельчик Е.И. и Горупаха В.В. заслуживают присуждения Премии Президента Украины для молодых ученых.

Главный специалист по аглодоменному производству ПАО «Запорожсталь» А.П. Фоменко

Начальник технического управления ПАО «Запорожсталь», к.т.н. В.И. Набока

Michael А. Alter

The scientific work of the staffs of the Z.I. Nekrasov Iron & Steel Institute of National Academy of Sciences of Ukraine -Ph.D. Yevgen I. Shumelchyk and Viktor V. Horupakha contains valuable practical material. There was proposed the innovative approach to the selection of energy-saving methods of charging of the blast furnace equipped with а bell-less top charging device. Blast furnace, with the methods of charging proposed by authors, have worked efficiently for five years with the use of iron ore and coke with variable quality, as well as using natural gas, during development of pulverized coal injection and in the transitional operation modes. In addition, the furnace charging methods proposed in the work showed their effectiveness during use of an increased quantity of pellets in the charge, as well as in the absence of natural gas and pulverized coal when the furnace is operated with moisturizing blast.

Relevant are the results of studies on the use of information from stationary above burden thermal probes installed in the blast furnace top to make rational decisions on the control of materials distribution in the furnace. The authors substantiated and implemented the main provisions of the blast furnace blow-in after its long stop without the tapping of salamander, which allowed to achieve the planned KPI without accident. The authors developed and received the practical use the method of choice of the location of closed tuyeres in conditions of the reducing intensity of melting using information of the lining thermocouples along the height and circumference of the blast furnace.

The results of research of the influence of technological factors on the character of the changing in the lining temperatures over the furnace height for five years of its operation, with the determination of the boundary values of the temperatures а! which the lining of the furnace top is partially or completely destroyed, and the bottom of the furnace, in which there is an unstable garment, or its lack thereof are of the biggest interest. I believe that the work is relevant for solving the problems of blast furnace operation in the current conditions for the production of hot metal. The results of the work are provided in the scientific and technical journals of the metallurgical industry. Authors of work Ph.D. Yevgen I. Shumelchyk and Viktor V. Horupakha deserve the award of the Prize of the President of Ukraine for Young Scientists.

Michael А. Alter, Ph.D., Blast Furnace Expert, Sr. Engineer in Operations Technology ArcelorMittal Indiana Наrbог, East Chicago (United States)

В.П. Руських

Наукова робота авторів містить як теоретичні розробки, так і вагомий практичний матеріал. Розроблено та реалізовано на доменній печі, обладнаній сучасним завантажувальним пристроєм, новий підхід до вибору режимів завантаження. Запропоновані в роботі програми завантаження печі показали свою ефективність при використанні багатокомпонентної шихти змінної якості, а також в перехідних дуттєвих режимах і в умовах відсутності природного газу і пиловугільного палива. Використані в технології плавки режими завантаження, які розроблені авторами роботи, дозволили забезпечити при освоєнні пиловугільного палива експлуатаційну стійкість системи охолодження і безаварійну роботу доменної печі. Інтерес представляють результати досліджень впливу технологічних факторів на характер зміни температур футерівки по висоті печі протягом п'яти років її експлуатації в різних технологічних умовах, з визначенням граничних значень температур, що дозволяють діагностувати стан футерівки: її знос, або формування захисного гарнісажу. У роботі представлені результати задувок доменних печей після їх тривалої зупинки із застосуванням нових удосконалених підходів, які дозволили безаварійно вивести печі на робочі показники. Цей досвід, хоча і змушений, однак є актуальним для сучасних реалій виробництва чавуну в Україні. Результати роботи важливі для сучасної діагностики і управління доменною плавкою в умовах виробництва чавуну в Україні і за кордоном. Результати роботи опубліковані у цитованих зарубіжних науково-практичних журналах по металургії, автори роботи к.т.н. Шумельчик Є.І. і Горупаха В.В. безумовно заслуговують на присудження Премії Президента України для молодих вчених 2018 р.

Завідувач кафедри металургії чорних металів
Приазовського державного технічного університету,
к.т.н., доцент В.П. Руських

В.П. Лялюк, Д.О. Кассiм

Тематика наукової роботи співробітників Інституту чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України к.т.н. Шумельчика Є.І. та Горупахи В.В. присвячена актуальним питанням сучасного доменного виробництва. Запропоновані в роботі режими завантаження доменної печі показали енергоефективність при різних технологічних режимах роботи і змінній якості шихтових матеріалів. Режими завантаження коригувались на основі інформації розподілу температур газового потоку, які вимірюється за допомогою сучасних засобів контролю параметрів процесу.
В сьогоденних кон’юнктурних умовах, іноді на підприємствах виникає необхідність у зниженні інтенсивності плавки та, навіть, у тривалих зупинках доменної печі без випуску козлового чавуну. Такі зупинки можуть негативно вплинути на тривалість кампанії металургійного агрегату. В роботі авторами обґрунтовані і реалізовані основні положення задувки доменної печі після її тривалої зупинки без випуску козлового чавуну, що дозволило безаварійно досягти потрібних технологічних показників.
У сучасному доменному виробництві актуальним є використання пиловугільного палива, що негативно впливає на стійкість футерівки шахти доменних печей, і, як наслідок, на тривалість кампанії печі в цілому. В роботі представлені результати досліджень впливу технологічних факторів на характер зміни температур футерівки шахти печі протягом п'яти років її експлуатації, з визначенням граничних значень температур, які свідчать про стан футерівки і гарнісажу. Ця інформація, при використанні пиловугільного палива, дозволить своєчасно планувати періодичні поточні і капітальні ремонти футерівки шихти печі.
Наукова робота містить суттєвий практичний матеріал. Актуальність наукової роботи підтверджують публікації авторів, які входять в міжнародну базу SCOPUS. Результати роботи мають важливе наукове та прикладне значення, що підтверджено значною кількістю робіт фундаментальної та прикладної тематики, а також, впровадженням результатів на металургійних підприємствах. Вважаємо, що робота заслуговує на присудження премії Президента України для молодих вчених у 2018 р.

Завідувач кафедри металургійних технологій Криворізького металургійного інституту НМетАУ, д.т.н., проф. В.П. Лялюк
Доцент кафедри металургійних технологій Криворізького металургійного інституту НМетАУ, к.т.н. Д.О. Кассім

Б.Є. Бориславський

Наша організація, як виробник стаціонарних термозондів, що встановлюються в колошниковому просторі доменної печі для контролю динаміки зміни температур газового потоку над поверхнею засипу шихти, відзначає особливий інтерес до результатів цієї роботи. Авторами розроблені вимоги до розподілу газового потоку по радіусу печі, необхідні при його регулюванні в умовах вдування в горн пиловугільного палива для досягнення високих техніко-економічних показників плавки. Розроблено температурні показники розподілу газового потоку по радіусу доменної печі, які характеризують чотири основні характеристики температури газового потоку над поверхнею шихти. Для доменної печі з різними завантажувальними пристроями встановлено оптимальні діапазони зміни температурних показників при роботі печі в різних газодинамічних і паливних умовах. На основі запропонованих оптимальних діапазонів температурних показників розроблений експертний модуль коригування програми завантаження печі. Вважаю, що результати роботи актуальні для діагностики і управління доменною плавкою в сучасних умовах виробництва чавуну, а її автори к.т.н. Шумельчик Є.І. і Горупаха В.В. заслуговують присудження Премії Президента України для молодих вчених.

Директор ТОВ «Лінкор» Б.Є. Бориславський

І.Ю. Семіон

В роботі фахівців Інституту чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України к.т.н. Шумельчіка Є.І. і Горупахи В.В. представлена реалізація розроблених нових підходів до вибору ефективних режимів завантаження доменної печі, що використовують принцип формування зміщених «гребенів» шихти вздовж радіуса печі, а також прийняття обґрунтованих управляючих дій, щодо коригування режимів завантаження на основі інформації термозондів, встановлених над поверхнею шихти. Ефективність даних підходів підтверджена успішним їх застосуванням протягом п'яти років на доменній печі при використанні залізорудної сировини і коксу змінної якості, а також при використанні природного газу, пиловугільного палива, а також в перехідних режимах роботи.
На позитивну оцінку заслуговує використання на доменних печах результатів роботи, таких як: реалізація системи підтримки прийняття рішень по вибору і коригуванню програм завантаження доменної печі і методу обґрунтованого вибору розташування закритих повітряних фурм і фурм різного діаметру з використанням інформації про зміну температур футерівки по висоті і окружності печі. Авторами обґрунтовані і реалізовані основні положення задувки доменної печі після її тривалої зупинки, що дозволило безаварійно досягти планових показників. Інтерес представляють результати досліджень впливу технологічних факторів на характер зміни температур футерівки по висоті печі протягом п'яти років її експлуатації, з визначенням граничних значень температур, при яких футерівка верху печі частково або повністю зруйнована, і низу печі, при яких має місце наявність нестійкого гарнісажу, або його відсутність.
Вважаю, що результати роботи актуальні для діагностики і управління доменною плавкою в сучасних умовах виробництва чавуну, як в Україні, так і за кордоном. Результати роботи опубліковані в рейтингових зарубіжних науково-практичних журналах по металургії. Автори роботи к.т.н. Шумельчік Є.І. і Горупаха В.В. заслуговують присудження Премії Президента України для молодих вчених.

Директор з якості ПАТ «Дніпровський металургійний комбінат» І.Ю. Семіон

Кузнецов А.М., Зубенко А.В.

Представленная на соискание премии Президента Украины для молодых ученых научная работа к.т.н. Шумельчика Е.И. и Горупахи В.В. содержит богатый научный и практический материал. Следует особенно отметить практическую ценность данной работы. Впервые предложены новые подходы к выбору энергосберегающих режимов загрузки современной доменной печи, которые на протяжении пяти лет использовались в доменном цехе. Ценность представляет тот факт, что печь с этими режимами загрузки эффективно проработала при использовании сырья низкого качества, которое свойственно доменному производству Украины, а также при использовании как природного газа, так и пылеугольного топлива, а также в переходных режимах работы. Интерес представляют также исследования влияния сырьевых и технологических факторов на изменение температур футеровки по всей высоте доменной печи в течение пятилетнего периода ее эксплуатации. Актуальными являются результаты исследований по использованию информации стационарных термозондов для обоснованного управления распределением шихтовых материалов в печи. Полученные авторами результаты превосходят известные аналоги, а некоторые и не имеют таковых. Результаты работы опубликованы в ведущих научно-практических журналах по металлургии. Считаем, что соискатели заслуживают присуждения им премии Президента Украины для молодых ученых.
Начальник доменного цеха металлургического завода группы «Метинвест», к.т.н., лауреат Государственной премии Украины в области науки и техники 2012 г., кавалер ордена «За заслуги», Кузнецов А.М.; начальник аглодоменного отдела – главный специалист по аглодоменному производству металлургического завода группы «Метинвест» Зубенко А.В.

Алексєєв М.О., Корнієнко В.І.

Представлена наукова робота присвячена розробці нових методів управління процесами доменної плавки в умовах зміни якості шихтових і паливних матеріалів. Використання цих методів дозволяє підвищити техніко-економічні показники доменної плавки в сучасних умовах виробництва чавуну.
Таким чином, комплекс проведених Шумельчиком Є.І. та Горупахою В.В. досліджень вирішує важливу науково-технічну проблему підвищення енергоефективності доменної плавки при зміні шихтових і паливних умов, в тому числі при використанні шихтових матеріалів низької якості та використанні в дутті пиловугільного палива.
Авторами з метою забезпечення стабільності режимів доменної плавки при зміні якісного і кількісного складу компонентів шихтових матеріалів, а також при зміні використовуваних в дутті паливних добавок науково обґрунтовано комплексне використання інформації сучасних засобів автоматизованого контролю для виявлення нових закономірностей і зв’язків процесів з подальшим їх застосуванням для обґрунтування вибору управляючих впливів, а також запропоновано новий підхід до вибору енергоефективних режимів завантаження
Отримані результати досліджень дозволили розробити та реалізувати в автоматизованій системі управління модельну систему підтримки прийняття рішень по вибору і коригуванню програм завантаження з використанням встановлених раціональних діапазонів зміни температурних показників розподілу газового потоку по радіусу печі в різних технологічних умовах доменної плавки: при використанні в дутті збільшеної кількості водяної пари, природного газу, природного газу із пиловугільним паливом та окремо пиловугільного палива.
Враховуючи, що представлена робота є актуальною, виконана на високому науковому рівні, а результати роботи знаходяться на рівні кращих світових розробок у галузі виробництва чавуну, автори роботи Шумельчик Є.І. та Горупа В.В. заслуговують присудження їм Премії Президента України для молодих вчених.

Декан факультету інформаційних технологій Національного гірничого університету, доктор технічних наук, професор Алексєєв М.О.; професор кафедри програмного забезпечення комп’ютерних систем Національного гірничого університету, доктор технічних наук Корнієнко В.І.

А.К. Тараканов, В.В. Бочка

Представлена наукова робота присвячена удосконаленню методів діагностики і управління доменною плавкою. Комплекс проведених досліджень сприяє забезпеченню ефективності доменної плавки при характерному для виробництва чавуну в Україні погіршенні якості шихти і зміні паливних умов, в тому числі, при використанні пиловугільного палива, а також вирішив задачу підвищення економічності процесу, що підтверджено відповідним актом економічної ефективності розробок.
Робота Є.І. Шумельчика та В.В. Горупахи є закінченим логічним результатом системного дослідження. Висновки, зроблені в роботі є достатньо обґрунтованими і відповідають сучасним уявленням про предмет дослідження. Масштабне практичне впровадження результатів роботи засновано на вивченні особливостей роботи доменних печей із низькою якістю шихтових матеріалів при використанні різного складу дуття. Враховуючи викладене, вважаємо, що за кваліфікацією та характером викладених робіт, Є.І. Шумельчик та В.В. Горупаха заслуговують на присудження їм премії Президента України.

Професор кафедри металургії чавуну Національної металургійної академії України, доктор технічних наук, професор В.В. Бочка; завідувач кафедрою металургії чавуну Національної металургійної академії України, доктор технічних наук, професор А.К. Тараканов

Ю.Г. Антонов, А.Ю. Оробцев

Наукова робота Шумельчика Є.І. і Горупахи В.В. присвячена вирішенню актуальної задачі доменного виробництва в сучасних умовах української металургії – забезпечення енергоефективності плавки при погіршенні якості сировини та зменшенні собівартості готової продукції.
Рішення поставленої задачі досягається шляхом впровадження розроблених авторами нових підходів до вибору раціональних режимів завантаження доменної печі, а також прийняття обґрунтованих дій щодо коригування на основі інформації сучасних засобів автоматизованого контролю.
Великий інтерес представляють дослідження особливостей зміни температур периферійного газового потоку по висоті доменної печі, виконані для умов роботи на зволоженому дутті, з природним газом, з природним газом і пиловугільним паливом, з пиловугільним паливом при низької якості коксу. Авторами обґрунтовані і реалізовані основні положення задувки доменної печі після її зупинки понад 80 діб, що дозволило безаварійно досягти планових показників і забезпечити збереження системи охолодження.
Позитивної оцінки заслуговує практичне використання на доменних печах результатів роботи, зокрема, реалізація системи підтримки прийняття рішень по вибору і коригуванню програм завантаження доменної печі і методу обґрунтованого вибору розташування закритих повітряних фурм з використанням інформації про зміну температури футерівки по висоті і окружності печі.
Результати роботи опубліковано у зарубіжних рейтингових наукових виданнях. Вважаємо, що представлена робота виконана на високому науковому рівні, актуальна при вирішенні задач діагностики і управління доменною плавкою в сучасних технологічних умовах, містить теоретичну новизну і практичну цінність. Автори роботи Шумельчік Є.І. і Горупаха В.В. заслуговують присудження їм Премії Президента України для молодих вчених.

Начальник технічного управління ПАТ «Дніпровський металургійний комбінат» Ю.Г. Антонов; керівник технічного відділу технічного управління ПАТ «Дніпровський металургійний комбінат», к.т.н. А.Ю. Оробцев

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.