<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">blackmet</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestiya. Ferrous Metallurgy</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0368-0797</issn><issn pub-type="epub">2410-2091</issn><publisher><publisher-name>National University of Science and Technology "MISIS"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17073/0368-0797-2025-4-395-401</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">blackmet-2850</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ИННОВАЦИИ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОМЫШЛЕННОМ И ЛАБОРАТОРНОМ ОБОРУДОВАНИИ, ТЕХНОЛОГИЯХ И МАТЕРИАЛАХ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>INNOVATIONS IN METALLURGICAL INDUSTRIAL AND LABORATORY EQUIPMENT, TECHNOLOGIES AND MATERIALS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Направления совершенствования конструкции и тепловой работы вращающейся печи для реализации технологии производства металлургической извести из мела</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Improving the design and thermal operation of a rotary kiln for production of metallurgical lime from chalk</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сивков</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sivkov</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Александр Сергеевич Сивков, аспирант кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий</p><p>Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Aleksandr S. Sivkov, Postgraduate of the Chair “Energy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”</p><p>4 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">sivkovsasha777@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-9444-5670</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Чибизова</surname><given-names>С. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Chibizova</surname><given-names>S. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Светлана Игоревна Чибизова, к.т.н., доцент кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий</p><p>Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Svetlana I. Chibizova, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair “Energy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”</p><p>4 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">s.chibizova@misis.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Апасова</surname><given-names>А. Д.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Apasova</surname><given-names>A. D.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Анна Дмитриевна Апасова, аспирант кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий</p><p>Россия, 119049, Москва, Ленинский пр., 4</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Anna D. Apasova, Postgraduate of the Chair “Energy-Efficient and Resource-Saving Industrial Technologies”</p><p>4 Leninskii Ave., Moscow 119049, Russian Federation</p></bio><email xlink:type="simple">annhope@bk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>National University of Science and Technology “MISIS”</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2025</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>22</day><month>08</month><year>2025</year></pub-date><volume>68</volume><issue>4</issue><fpage>395</fpage><lpage>401</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Сивков А.С., Чибизова С.И., Апасова А.Д., 2025</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Сивков А.С., Чибизова С.И., Апасова А.Д.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Sivkov A.S., Chibizova S.I., Apasova A.D.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2850">https://fermet.misis.ru/jour/article/view/2850</self-uri><abstract><p>Статья посвящена актуальной теме повышения эффективности вращающихся печей, используемых при производстве металлургической извести из мела. Рассмотрены методы усовершенствования конструкций и тепловой работы этих агрегатов, что особенно важно в условиях современного производства. Работа начинается с описания значимости извести в металлургической отрасли и особенностей применения вращающихся печей как основных агрегатов для ее производства. Отмечена необходимость повышения производительности и снижения энергозатрат. В статье представлен обзор перспективных технических решений, таких как конструктивные изменения, оптимизация теплообменных устройств, совершенствование горелочных механизмов, внедрение систем автоматического контроля и управления технологическим процессом. Также рассмотрены результаты испытаний, подтверждающих целесообразность использования мела определенных марок. Авторы обращают внимание на важность таких факторов, как качество сырья и квалификация обслуживающего персонала, которые влияют на эффективность обжига. Предложены новые технические решения, позволяющие повышать эффективность процесса обжига и снижать энергозатраты. Изучены основные проблемы, связанные с производством извести из мела. Предлагаемые усовершенствования направлены на решение указанных в работе проблем и улучшение качества конечного продукта. Особое внимание уделено оптимизации теплового режима печи, что позволит более эффективно использовать тепловую энергию и снизить расход топлива, что в свою очередь приведет к снижению себестоимости производства извести. Реализация предложенных технических решений позволит значительно повысить экономическую и экологическую эффективность ее производства. Авторы подчеркивают, что продолжение исследований в данной области перспективно для улучшения эксплуатационных характеристик вращающихся печей и, соответственно, качества получаемого продукта.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article is devoted to the topical issue of increasing the efficiency of rotary kilns used in the production of metallurgical lime from chalk. Methods of improving the structures and thermal operation of these units are considered, which is especially important in modern production conditions. The work begins with a description of the importance of lime in the metallurgical industry and the specifics of using rotary kilns as the main units for its production. There is a need to increase productivity and reduce energy consumption. The article provides an overview of promising technical solutions, such as: design changes, optimization of heat exchange devices, improvement of burner mechanisms, introduction of automatic control and process control systems. The results of tests confirming the expediency of using chalk of certain brands are also considered. Attention is drawn to the importance of factors such as the quality of raw materials and the qualifications of service personnel that affect the firing efficiency. The authors proposed new technical solutions to increase the efficiency of roasting process and reduce energy consumption. The article discusses the main problems associated with the production of lime from chalk. The proposed improvements are aimed at solving the mentioned problems and improving the quality of the final product. Special attention is paid to optimizing the thermal mode of the furnace; this will make it possible to use thermal energy more efficiently and reduce fuel consumption, which in turn will lead to reduction in the cost of lime production. Implementation of the proposed technical solutions will significantly increase the economic and environmental efficiency of lime production. The article emphasizes that continued research in this area is promising for improving the performance of rotary furnaces and, consequently, the quality of the resulting product.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>известь</kwd><kwd>известняк</kwd><kwd>мел</kwd><kwd>подогреватель</kwd><kwd>вращающаяся печь</kwd><kwd>обжиг</kwd><kwd>сталь</kwd><kwd>ОЭМК</kwd><kwd>ЛГОК</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>lime</kwd><kwd>limestone</kwd><kwd>chalk</kwd><kwd>heater</kwd><kwd>rotary kiln</kwd><kwd>roasting</kwd><kwd>steel</kwd><kwd>Oskol Electrometallurgical Combine (OEMK)</kwd><kwd>Lebedinsky Mining and Processing Combine (LGOK)</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сивков А.С., Шумаков В.В. Производство извести для металлургического производства / Научное сообщество студентов XXI столетия. Естественные науки: Сборник статей по материалам XLV Международной студенческой научно-практической конференции. 2016;9(44). URL: https://sibac.info/archive/nature/9(44).pdf (дата обращения 07.06.2025).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sivkov A.S., Shumakov V.V. Production of lime for metallurgical industry. In: Scientific Community of Students of the XXI Century. Natural Sciences: Proceedings of the XLV Int. Student Sci.-Pract. Conf. 2016;9(44). Available at: https://sibac.info/archive/nature/9(44).pdf (Accessed 07.06.2025). (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сивков А.С., Шумаков В.В., Мамонов Р.И. Исследование свойств мела АО «Лебединский ГОК» / Научное сообщество студентов XXI столетия. Технические науки: Сборник статей по материалам XLVIII Международной студенческой научно-практической конференции. 2016;11(47). URL: https://sibac.info/archive/technic/11(47).pdf (дата обращения 07.06.2025).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sivkov A.S., Shumakov V.V., Mamonov R.I. Study of properties of chalk from LGOK. In: Scientific Community of Students of the XXI Century. Natural Sciences: Proceedings of the XLV Int. Student Sci.-Pract. Conf. 2016;11(47). Available at: https://sibac.info/archive/technic/11(47).pdf (Accessed 07.06.2025). (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сивков А.С., Шилов А.А. Исследование физико-механических характеристик мела и известняка с целью использования мела как сырья для производства извес­ти / Научное сообщество студентов XXI столетия. Технические науки: Сборник статей по материалам LXI Международной студенческой научно-практической конференции. 2018;1(60). URL: https://sibac.info/archive/technic/1(60).pdf (дата обращения 07.06.2025).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sivkov A.S., Shilov A.A. Study of physical and mechanical characteristics of chalk and limestone, with the aim of using chalk as a raw material for lime production. In: Scientific Community of Students of the XXI Century. Natural Sciences: Proceedings of the XLV Int. Student Sci.-Pract. Conf. 2018;1(60). Available at: https://sibac.info/archive/technic/1(60).pdf (Accessed 07.06.2025). (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mikulcic H., Berg E.V., Vujanovic M., Priesching P., Perkovic L., Tatschl R., Duic N. Numerical modelling of calcination reaction mechanism for cement production. Chemical Engineering Science. 2012;69(1):607–615. https://doi.org/10.1016/j.ces.2011.11.024</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mikulcic H., Berg E.V., Vujanovic M., Priesching P., Perkovic L., Tatschl R., Duic N. Numerical modelling of calcination reaction mechanism for cement production. Chemical Engineering Science. 2012;69(1):607–615. https://doi.org/10.1016/j.ces.2011.11.024</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Sinhal K., Ghoshdastidar P.S., Dasgupta B. Computer simulation of drying of food products with superheated steam in a rotary kiln. ASME Journal of Thermal Science and Engineering Applications. 2012;4(1):011009. https://doi.org/10.1115/1.4005256</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sinhal K., Ghoshdastidar P.S., Dasgupta B. Computer simulation of drying of food products with superheated steam in a rotary kiln. ASME Journal of Thermal Science and Engineering Applications. 2012;4(1):011009. https://doi.org/10.1115/1.4005256</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li S.Q., Ma L.B., Wan W., Yao Q. A mathematical model of heat transfer in a rotary kiln thermo-reactor. Chemical Engineering Technology. 2005;28(12):1480–1489. https://doi.org/10.1002/ceat.200500241</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li S.Q., Ma L.B., Wan W., Yao Q. A mathematical model of heat transfer in a rotary kiln thermo-reactor. Chemical Engineering Technology. 2005;28(12):1480–1489. https://doi.org/10.1002/ceat.200500241</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Guo Y.C., Chan C.K., Lau K.S. Numerical studies of pulverized coal combustion in a tubular coal combustor with slanted oxygen jet. Fuel. 2003;82(8):893–907. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00367-8</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guo Y.C., Chan C.K., Lau K.S. Numerical studies of pulverized coal combustion in a tubular coal combustor with slanted oxygen jet. Fuel. 2003;82(8):893–907. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(02)00367-8</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сивков А.С., Шумаков В.В., Мамонов Р.И. Возможность использования мела для производства извести, применяемой в металлургии / Научное сообщество студентов XXI столетия. Технические науки: Сборник статей по материалам XLVI Международной студенческой научно-практической конференции. 2016;9(45). URL: https://sibac.info/archive/technic/9(45).pdf (дата обращения 07.06.2025).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sivkov A.S., Shumakov V.V., Mamonov R.I. Possibility of using chalk for the production of lime used in metallurgy. In: Scientific Community of Students of the XXI Century. Natural Sciences: Proceedings of the XLV Int. Student Sci.-Pract. Conf. 2016;9(45). Available at: https://sibac.info/archive/technic/9(45).pdf (Accessed 07.06.2025). (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Монастырев А.В. Производство извести. Москва: Высшая школа; 1971:272.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Monastyrev A.V. Lime Production. Moscow: Vysshaya shkola; 1971:272. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Монастырев А.В., Галиахметов Р.Ф. Печи для произ­водства извести. Воронеж: Истоки; 2011:392.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Monastyrev A.V., Galiakhmetov R.F. Kilns for Lime Production. Voronezh: Istoki; 2011:392. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2079785 RU. Газовая горелка / Калашников Л.В., Калашников Г.Л.; заявл. 13.04.1995; опубл. 20.05.1997.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kalashnikov L.V., Kalashnikov G.L. Gas burner. Patient RF no. 2079785 1997 (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Селиванов Н.И. Технология и оборудование для производства строительных материалов. Москва: Высшая школа; 2005:366.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Selivanov N.I. Technology and Equipment for Production of Building Materials. Moscow: Vysshaya shkola; 2005:366. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алексеев А.Д. Теория и практика обжига известняка во вращающихся печах. Москва: Металлургия; 1973:344.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alekseev A.D. Theory and Practice of Limestone Roasting in Rotary Kilns. Moscow: Metallurgiya; 1973:344. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ансимов А.А., Меркер Э.Э., Харламов Д.А., Кочетов А.И., Казарцев В.О. Исследование теплоотдачи факела и оптимизация режима обжига во вращающейся печи. Вестник Череповецкого государственного университета. 2013;(2-1(47)):5–9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ansimov A.A., Merker E.E., Kharlamov D.A., Ko­­chetov A.I., Kazartsev V.O. Studying the heat transfer of the torch and optimization of the regime of firing in the revolver. Bulletin of Cherepovets State University. 2013; (2-1(47)):5–9. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Меркер Э.Э., Харламов Д.А., Ансимов А.А. Повышение эффективности сжигания топлива во вращающихся печах обжига извести. Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 1995;(5):28–30.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Merker E.E., Kharlamov D.A., Ansimov A.A. Increasing the efficiency of fuel combustion in rotary kilns for lime roasting. Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific, Technical and Economic Information. 1995;(5):28–30. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шелудяк Б.Л. Технология производства извести. Москва: Стройиздат; 1988:272.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sheludyak B.L. Technology of Lime Production. Moscow: Stroyizdat; 1988:272. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алексеев А.Д. Теория и практика обжига известняка во вращающихся печах. Москва: Металлургия; 2018:344.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Alekseev A.D. Theory and Practice of Limestone Roasting in Rotary Kilns. Moscow: Metallurgiya; 2018:344. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кузнецов Н.В., Баскаков А.П. Теплотехника. Москва: Энергоатомиздат; 2018:479.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kuznetsov N.V., Baskakov A.P. Thermal Engineering. Moscow: Energoatomizdat; 2018:479. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mastorakos E., Massias A., Tsakiroglou C.D., Goussis D.A., Burganos V.N. CFD predictions for cement kiln including flame modelling, heat transfer and clinker chemistry. Applied Mathematical Modelling. 1999;23(1):55–76. https://doi.org/10.1016/S0307-904X(98)10053-7</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mastorakos E., Massias A., Tsakiroglou C.D., Goussis D.A., Burganos V.N. CFD predictions for cement kiln including flame modelling, heat transfer and clinker chemistry. Applied Mathematical Modelling. 1999;23(1):55–76. https://doi.org/10.1016/S0307-904X(98)10053-7</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mujumdar K.S., Ganesh K.V., Kulkarni S.V., Ranade V.V. Rotary cement kiln simulator (RoCKS): Integrated modeling of pre-heater, calciner, kiln and clinker cooler. Chemical Engineering Science. 2007;62(9):2590–2607. https://doi.org/10.1016/j.ces.2007.01.063</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mujumdar K.S., Ganesh K.V., Kulkarni S.V., Ranade V.V. Rotary cement kiln simulator (RoCKS): Integrated modeling of pre-heater, calciner, kiln and clinker cooler. Chemical Engineering Science. 2007;62(9):2590–2607. https://doi.org/10.1016/j.ces.2007.01.063</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
