blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-3-159-166blackmet-817Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESМОДЕЛЬ РАЗРУШЕНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО АГЛОМЕРАТАFRACTURE MODEL OF METALLURGICAL SINTERРябчиковМ. Ю.RyabchikovM. Yu.

к.т.н., доцент кафедры автоматизированных систем управления,

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair of Automated Control Systems,

Magnitogorsk

ГребенниковаВ. В.GrebennikovaV. V.

старший преподаватель кафедры автоматизированных систем управления,

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38

Senior Lecturer of the Chair of Automated Control Systems,

Magnitogorsk

greb1981@mail.ruРябчиковаЕ. С.RyabchikovaE. S.

к.т.н., старший преподаватель кафедры автоматизированных систем управления,

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38

Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Chair of Automated Control Systems,

Magnitogorsk

mika.elena@mail.ruБогдановН. В.BogdanovN. V.

магистрант кафедры автоматизированных систем управления,

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38

MA Student,

Magnitogorsk

engelwelt89@mail.ruМагнитогорский государственный технический университет им. Г.И. НосоваРоссияMagnitogorsk State Technical University named after G.I. NosovRussian Federation201631032016593159166Copyright © Рябчиков М.Ю., Гребенникова В.В., Рябчикова Е.С., Богданов Н.В., 20162016Рябчиков М.Ю., Гребенникова В.В., Рябчикова Е.С., Богданов Н.В.Ryabchikov M.Y., Grebennikova V.V., Ryabchikova E.S., Bogdanov N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/817

Рассмотрены особенности современных испытаний металлургического агломерата на прочность, их недостатки, связанные с проблемами комплексной оптимизации аглодоменного производства, требующими применения моделей разрушения агломерата. Дан обзор теорий перемещения расплава при спекании и особенностей формирования структуры агломерационного спека, а также предложена модель разрушения металлургического агломерата, основанная на комбинированном использовании модели напряженного состояния твердого включения в матрице и модели разрушения на основе закона Риттингера. Определены нагрузки, действующие на куски агломерата в испытательном барабане, и предложен способ адаптации модели разрушения агломерата с использованием данных о гранулометрических характеристиках продуктов испытаний. При адаптации предложено использовать вероятностные распределения параметров модели разрушения. Получены зависимости этих параметров от основности агломерата, содержания углерода в шихте и крупности известняка.

The paper covers specifi c features of up-to-date test methods for metallurgical sinter strength, defi ciencies of these methods, related to issues of overall improvement of sintering and blast-furnace production processes requiring application of sinter fracture models. Theories of liquid melt migration upon sintering as well as features of sinter cake formation are reviewed; a model of metallurgical sinter fracture is suggested as well, which is based on combined use of the model for hard inclusion tension in the matrix along with the fracture model based on Rittinger’s law. Forces applied to sinter lumps in a test drum are determined and a method for adjustment of the sinter fracture model is suggested with use of granulometric properties of products under testing. It is suggested to use probability distribution of fracture model parameters for the purpose of adjustment. Dependences of these parameters from sinter basicity, carbon content in the charge material and limestone lump size are determined.

качество металлургического агломератамодель разрушения агломератахолодная механическая прочностьпрочность на истираниеоптимизация управления аглодоменным производствомquality of metallurgic sintersinter fracture modelcold mechanical strengthabrasion resistanceimprovement of control over sintering and blast-furnace productionReferencesРябчиков М.Ю., Гребенникова В.В. Комплекс моделей автоматизированной системы интеллектуальной поддержки управления качеством металлургического агломерата // Автоматизированные технологии и производства. 2015. № 2 (8). С. 4 – 8.Ryabchikov M.Yu., Grebennikova V.V. Set of models for automated intelligent assistance system for quality control of metallurgical sinter. Avtomatizirovannye tekhnologii i proizvodstva. 2015, no. 2(8), pp. 4–8. (In Russ.).Ryabchikov M. Y., Grebennikova V. V. Simulation of the combined eff ect of production factors on metallurgical sinter mechanical strength // Metallurgist. 2013. Vol. 57. No. 3/4. P. 274 – 283.Ryabchikov M. Y., Grebennikova V. V. Simulation of the combined eff ect of production factors on metallurgical sinter mechanical strength. Metallurgist. 2013, vol. 57, no. 3/4, pp. 274–283.Рябчиков М.Ю., Гребенникова В.В., Рябчикова Е.С. Контроль качества металлургического агломерата с использованием модели восстановимости // Сталь. 2014. № 2. С. 4 − 8.Ryabchikov M.Yu., Grebennikova V.V., Ryabchikova E.S. Control of metallurgical sinter quality using reducibility model. Stal’. 2014, no. 2, pp. 4–8. (In Russ.).Дмитриев А.Н., Витькина Г.Ю., Чесноков Ю.А. Создание методических основ анализа влияния качественных характеристик железорудного сырья и кокса на технико-экономические показатели доменного процесса: Сб. тр. «Физическая химия и технология в металлургии». – Екатеринбург: Имет УрО РАН, 2015. С. 309 − 314.Dmitriev A.N., Vit’kina G.Yu., Chesnokov Yu.A. Development of methodological basis for analysis of iron-ore raw material and coke quality infl uence on technical and economic performance of blast-furnace melting process. In: Fizicheskaya khimiya i tekhnologiya v metallurgii. Sbornik trudov, posvyashchennyi 60-letiyu IMET UrO RAN [Physical chemistry and technology of metallurgy. Coll. of works dedicated to the 60th anniversary of IMET UB RAS]. Ekaterin burg, 2015, pp. 309–314. (In Russ.).Перминов А.И. Повышение эффективности доменной плавки на основе рационального выбора состава шихты: Дис. ... канд. техн. наук. – Екатеринбург, 2008. – 153 с.Perminov A.I. Povyshenie eff ektivnosti domennoi plavki na osnove ratsional’nogo vybora sostava shikhty: dis. ... kand. tekhn. nauk. [Improvement of blast-furnace melting productivity based on reasonable selection of charge material composition. Cand. Tech. Sci. Diss.]. Ekaterinburg, 2008, 153 p. (In Russ.).Товаровский И.Г. Нормативная оценка влияния параметров доменной плавки на расход кокса и производительность // Сталь. 2014. № 5. С. 4 − 11.Tovarovskii I.G. Infl uence of blast-furnace parameters on coke consumption and productivity. Steel in Translation. 2014, vol. 44, no. 5, pp. 350–358.Сивухин Д.В. Общий курс физики: Учеб. пособие для вузов. – М.: Физматлит, Изд-во МФТИ, 2005. – 560 с.Sivukhin D.V. Obshchii kurs fi ziki: ucheb. posobie dlya vuzov [General physics course: manual for universities]. Moscow: Fizmatlit: Izd-vo MFTI, 2005, 560 p. (In Russ.).Хопунов Э.А. Селективное разрушение минерального и техногенного сырья (в обогащении и металлургии). – Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2013. – 429 с.Khopunov E.A. Selektivnoe razrushenie mineral’nogo i tekhnogennogo syr’ya (v obogashchenii i metallurgii) [Selective fracture of mineral and industrial raw material (in terms of concentration and metallurgy)]. Ekaterinburg: OOO “UIPTs”, 2013, 429 p. (In Russ.).Гольдштейн Р.В., Городцов В.А., Лисовенко Д.С. Акустическая механика кристаллических материалов // Известия РАН. Механика твердого тела. 2010. № 4. С. 43 − 62.Gol’dshtein R.V., Gorodtsov V.A., Lisovenko D.S. Acoustic mechanics of crystalline materials. Izvestiya RAN, MTT. 2010, no. 4, pp. 43–62. (In Russ.).Ершов Е.В. Методы, модели и алгоритмы управления технологическим процессом производства агломерата на основе оптико-электронного контроля его качества: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Курск: ГОУ ВПО КурскГТУ, 2009. – 36 с.Ershov E.V. Metody, modeli i algoritmy upravleniya tekhnologicheskim protsessom proizvodstva aglomerata na osnove optikoelektronnogo kontrolya ego kachestva: avtoref. diss.: dok. tekh. nauk. [Methods, models and procedures of sinter production process control based on electro-optical inspection of its quality. Extended Abstract of Dr. Sci. Diss.] Kursk: GOU VPO KurskGTU, 2009, 36 p. (In Russ.).Коротич В.И., Фролов Ю.А., Бездежский Г.Н. Агломерация рудных материалов. – Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2003. – 400 с.Korotich V.I., Frolov Yu.A., Bezdezhskii G.N. Aglomeratsiya rudnykh materialov [Sintering pf ore materials]. Ekaterinburg: GOU VPO “UGTU-UPI”, 2003, 400 p. (In Russ.).Вегман Е.Ф., Похвиснев А.Н., Шаров С.И. и др. Исследование текстуры железорудного агломерата // Сталь. 1969. № 10. С. 873 − 877.Pokhvisnev A.N., Sharov S.I., Vegman E.F. Investigation of ironore sinter texture. Stal’. 1969, no. 10, pp. 873–877. (In Russ.).Болтенгаген И.Л., Власов В.Н., Клишин В.И. Расчет параметров валкового пресса для дробления кимберлитовой руды // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2003. № 3. С. 61 − 72.Boltengagen I.L., Vlasov V.N., Klishin V.I. Calculation of rollerpress parameters for kimberlite ore crushing. Journal of Mining Science. 2003, vol. 39, no. 3, pp. 260–270.Дырда В.И., Калашников В.А., Хмель И.В., Калганков Е.В. Кинетика измельчения минерального сырья в шаровых мельницах с резиновой футеровкой // Геотехнiчна механiка. 2013. № 108. С. 89 − 96.Dyrda V.I., Kalashnikov V.A., Khmel’ I.V., Kalgankov E.V. Kinetics of crushing of mineral raw materials in rubber-lining ball mills. Geotekhnichna mekhanika. 2013, no. 108, pp. 89–96. (In Russ.).Базилевич С.В., Вегман Е.Ф. Агломерация. – М.: Металлургия, 1967. – 368 с.Bazilevich S.V., Vegman E.F. Aglomeratsiya [Sintering]. Moscow: Metallurgiya. 1967, 368 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.