Preview

Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск
Том 66, № 2 (2023)
Скачать выпуск PDF

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

140-147 1361
Аннотация

Время информационных технологий определяет свои приоритеты, которые являются обязательным условием построения конкурентоспособного производства и экономики. Повсеместное распространение цифровизации – один из базовых признаков новой экономики, нового типа социально-экономического устройства, постепенно формируемого в современном мире путем внедрения достижений научно-технического прогресса и инновационных методов хозяйствования, интеллектуализации и капитализации человеческих знаний, использования передовых новейших информационных и материальных технологий, ускоренного развития наукоемких отраслей экономики, становления творческого, эффективного, рационального информационно-материального производства. В настоящее время на крупных литейных предприятиях с массовым и крупносерийным производством отливок в целом решена задача автоматизации управления технологическими процессами с использованием цифровых систем управления. Они реализуют алгоритмы управления технологическими процессами литья в замкнутых контурах (локально). Рассматриваемые системы позволяют реализовывать оптимальные стратегии управления и автоматически выполнять последовательности операций (пуск и остановку оборудования; расчет и ввод металлошихты; расчет рецептур, дозирование и смешивание формовочных и стержневых смесей) многостадийных периодических литейных процессов. Цифровая трансформация может существенно изменить сложившуюся практику работы литейного производства (от непосредственного контроля и управления технологическими процессами до бизнес-планирования и документооборота). Трансформация окажет влияние на все параметры предприятия: экономическую эффективность производства (производительность, эксплуатационные затраты); надежность (эксплуатационную готовность); безопасность (количество инцидентов); соответствие законодательным нормам по экологии. Технологическим критерием успешности цифровой трансформации литейного производства будет являться выпуск номенклатуры отливок с минимальным уровнем дефектности, коммерческим – выпуск номенклатуры отливок, пользующихся спросом на рынке (детали машин и механизмов), с минимальной себестоимостью, которая определяется технологическим уровнем подготовки производства и его реализацией и, как следствие, низкими затратами и оптимальным качеством форм, металла и отливок.

148-153 739
Аннотация

Изучена кинетика структурообразования композиционного материала типа железо-бронза, содержащего твердые смазочные материалы. В зависимости от давления прессования и температуры спекания в структуре железо-бронзы обнаруживаются бинарные и сложные фазы. Наличие твердых смазочных веществ в составе композиционного материала значительно снижает взаимодействие жидкой (бронза) и твердой (железо) фаз при спекании. В качестве твердых смазок используются тальк и графит, которые являются термостойкими при температуре спекания 850 – 1150 °С. Присутствие талька, который располагается на поверхности спрессованных частиц железа, меди, олова и графита, значительно снижает эффект их взаимодействия: микрочастицы талька обволакивают их, а за счет термической стойкости сохраняется такое состояние до высоких температур (примерно 900 °С). Показано, что в микроструктуре железо-бронзы, спеченной при температуре 850 °С, перлит отсутствует. Это объясняется адсорбирующей способностью талька на поверхности частиц железа, что препятствует диффузии углерода в его кристаллическую решетку. Повышение температуры спекания до 1000 °С приводит к образованию в структуре железо-бронзы перлита, при этом количество перлита преобладает над количеством феррита. Это свидетельствует о частичном выгорании талька с поверхности частиц железа и об открытии путей диффузии углероду. При температуре спекания 1150 °С в микроструктуре образцов железо-бронзы образуется перлит и сетка светлых включений. По результатам микрорентгеноспектрального анализа светлые включения являются твердыми растворами переменных составов типа Fe – Cu – Sn, Cu – Fe – Sn, Cu – Sn – Fe. Для подтверждения этих предположений был проведен фазовый рентгеноструктурный анализ. Дифрактограммы образцов представлены рефлексами кристаллов железа и меди. Отсутствие дифракционных эффектов, характерных для кристаллов олова, связано с его растворимостью в решетке меди. Это объясняется низкой температурой плавления олова (232 °С) и его ионным радиусом, который позволяет изоморфно замещать ионы меди и железа ионами олова (их разность составляет менее 15 %).

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

154-161 591
Аннотация

Изучена эволюция сдвиговой деформации в стали со структурой отпущенного мартенсита при активном растяжении. Цель работы – выявление закономерностей развития деформации на масштабно-структурных уровнях: пакет, пластина, фрагмент пакета и рейка. Исследуется деформационный рельеф, формирующийся на разных стадиях пластической деформации. Методы исследования: оптическая, просвечивающая и сканирующая электронная микроскопия. Измерены количественные характеристики деформационного рельефа: мощность сдвига (Р), расстояние (Х) между следами сдвига и их длина. Проведена статистическая обработка, получены средние значения характеристик и установлена их связь со степенью пластической деформации. Развитие сдвиговой деформации в пакетной составляющей мартенсита происходит с образованием двух подсистем следов сдвига: тонкие и грубые. Подсистемы тонких следов формируются с самого начала пластической деформации. Появление и эволюция подсистемы грубых следов коррелирует с образованием в образце первой (длинной) шейки, то есть является основным механизмом, приводящим к локализации пластической деформации в масштабах образца. Местами локализации грубого сдвига являются приграничные области реек и фрагментов пакета. Выявлена связь между локализацией подсистем грубых следов сдвига и формированием фрагментированной дислокационной структуры. Величины средней мощности сдвига в тонких <Pf> и грубых <Ps> следах не зависят от степени локальной пластической деформации образца во всем интервале степеней деформации и остаются постоянными вплоть до разрушения (<Pf> = 0,1 мкм и <Ps> = 0,3 мкм).

162-167 797
Аннотация

В работе исследованы зависимости между скоростью распространения ультразвука и механическими характеристиками в процессе одноосного растяжения аустенитной нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т, обладающей уникальным комплексом физико-механических свойств, включая высокие показатели прочности, пластичности, ударной вязкости и хладостойкости. Данный комплекс физико-механических свойств обеспечивается благодаря действию различных механизмов пластической деформации (дислокационное скольжение/двойникование, образование дефектов упаковки, мартенситное превращение). Следует отметить, что оценка изменения механических характеристик металлов (особенно при низких температурах) является весьма трудоемкой задачей и требует применения неразрушающих методов контроля. Экспериментальные результаты были получены с помощью стенда, предназначенного для синхронизированного с записью диаграммы напряжение – деформация определения скорости распространения ультразвука и коэффициента затухания ультразвуковой волны как функций деформации. Процедура измерения скорости распространения ультразвука заключается в фиксировании времени прохождения ультразвукового рэлеевского импульса между передающим и приемным преобразователями. Затухание ультразвуковой волны вычисляется по изменению формы этого импульса. Импульсы возбуждаются пьезоэлектрическим преобразователем на частоте 5 МГц. Исследовано изменение акустических характеристик в условиях статического нагружения и рассчитаны критические параметры перехода материала в деструктивное состояние. Скорость распространения рэлеевских ультразвуковых волн непосредственно в ходе нагружения материала является информативным признаком для анализа природы процессов, контролирующих пластичность. Обнаружено влияние температуры испытаний на акустические и механические характеристики стали. Исследуемый температурный интервал 180 К ≤ T ≤ 318 К выбран с учетом возможности реализации в стали прямого γ → α′ мартенситного превращения при растяжении.

168-176 1209
Аннотация

Ферритно-мартенситные жаропрочные высокохромистые стали (ФМХС) с содержанием хрома 11 – 12 % подвергают закалке на мартенсит от температур 1050 – 1100 ºС. Возможные нежелательные последствия нагревов на такие высокие температуры – увеличение размеров аустенитного зерна, увеличение количества дельта-феррита в итоговой структуре, снижение механических характеристик. В работе изучено изменение всех этих факторов при нагревах ФХМС до температур закалки в интервале 950 – 1250 °С. Проведен анализ соотношения содержания мартенсита (его количество отождествляли с долей аустенита перед закалкой) и высокотемпературного дельта-феррита на металлографических шлифах. Обнаружено, что изменение структуры изученных ФХМС при нагревах на температуры 1150 °С и выше зависит от структурного класса сталей. В сталях, которые при комнатной температуре состоят из мартенсита и дельта-феррита, или в которых дельта-феррит начинает образовываться при температурах нагрева 1200 °С и выше, размер аустенитного зерна уменьшается с ростом температуры в интервале 1200 – 1250 °С, а количество дельта-феррита увеличивается. Такие структурные превращения могут быть связаны с изменением положения и (или) наклона границ высокотемпературной области сосуществования аустенита и дельта-феррита на диаграммах фазового равновесия ФХМС при изменении температуры нагрева в этом интервале. Испытания на сжатие при 20 °С образцов стали 15Х12Г3СМВ2ФР после термообработок с закалкой от температур 1000 – 1250 °С показали, что образование дополнительного количества дельта-феррита при температурах выше 1200 °С является более важным фактором, чем измельчение аустенитного зерна. Это вызывает снижение предела текучести образцов.

177-183 766
Аннотация

Приведены результаты металлофизических исследований эффектов структурообразования в поверхностных слоях твердых сплавов системы WC – Со при экстремальном термодеформационном воздействии импульсного лазерного излучения. Структурная организация и свойства твердых сплавов ВК6, ВК8, ВК10 при обработке с плотностью мощности излучения 175 МВт/м2 определяются состоянием зон, формирующихся вокруг включений карбидов вследствие появления на границах композиции карбид – связка напряжений разного рода, в том числе термострикционных и фазовых. Результатом является растворение пограничных зон карбидов за счет контактного плавления, что сопровождается взаимным массопереносом атомов на границах в системе карбид – связка с возможным формированием тонкой супертвердой оболочки. Эти процессы позволяют создавать в твердых сплавах композиции с набором дифференцированных свойств, задаваемых варьируемыми параметрами процесса лазерной обработки и составом исходных материалов. Показано, что после лазерного легирования с плотностью мощности излучения 200 МВт/м2 появляющиеся в поверхностных слоях твердых сплавов с покрытиями (кобальтовыми, никелевыми) температурные градиенты и термические напряжения способствуют конвективному перемешиванию расплавленных компонентов покрытий и их проникновению в твердый сплав на глубину более 20 мкм. Одновременно, несмотря на чрезвычайно малое время лазерного импульса (10–3 с), в облученных зонах возможен массоперенос атомов вольфрама, углерода, титана от подплавленных пограничных зон карбидов в прилежащие зоны связки с их упрочнением. После высокотемпературного лазерного нагрева карбиды, в отличие от исходных, приобретают глобулярную форму зерен, происходит их диспергирование, в пограничных со связкой локальных зонах изменяются стехиометрические характеристики (формируется сложный карбид CохWyCz). В результате перечисленных процессов повышается вязкость поверхностных слоев твердых сплавов и работоспособность облученных изделий. По сравнению с необлученными образцами твердого сплава прочность повышается на 15 %, вязкость и долговечность – на 30 – 40 %.

184-190 654
Аннотация

Исследуемый в работе жаропрочный сплав марки CompoNiAl-M5-3 на основе моноалюминида никеля получен методом селективного лазерного сплавления (СЛС) сфероидизированного порошка фракции 20 – 45 мкм. Порошок сплава изготовлен по интегральной технологии, включающей в себя самораспространяющийся высокотемпературный синтез из элементов, измельчение спеков, ситовую и воздушную классификацию, последующую сфероидизацию порошковых частиц в потоке термической плазмы и ультразвуковую очистку сфероидизированных частиц от нанофракции. Путем параметрических исследований осуществлена отработка режимов СЛС на установках SLM 280H и TruPrint 1000. Механические испытания образцов проведены по схеме одноосного сжатия со скоростью деформирования dε/dt = 10–4 с–1 в интервале температур 1023 – 1273 К. Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии исследовано влияние размера пятна лазера на эволюцию микроструктуры и термомеханические свойства консолидированного методом СЛС материала в сравнении с полученным методом горячего изостатического прессования (ГИП). Установлено влияние постобработки ГИП + ТО (старение в вакууме) на структуру и механические свойства материла. Условный предел текучести при 1073 К сплава, выращенного на аддитивной установке с диаметром пятна лазера 38 мкм, в состоянии СЛС + ГИП + ТО составил 500 МПа, что превышает на 220 МПа предел текучести образцов, изготовленных с помощью гранульной металлургии с применением ГИП.

191-196 617
Аннотация

Высокоэнтропийные сплавы являются многоэлементными материалами и содержат не менее пяти элементов близкой концентрации. Высокоэнтропийные сплавы являются, как правило, однофазными термодинамически стабильными твердыми растворами замещения, преимущественно на основе объемноцентрированной кубической и гранецентрированной кубической кристаллической решеток. Стабилизация твердого раствора при кристаллизации высокоэнтропийного сплава обеспечивается взаимодействием ряда факторов, а именно, высокой энтропией смешения, низкой скоростью диффузии компонентов, малой скоростью роста кристаллитов из расплава. Целью настоящей работы являлось получение новых знаний о структуре и свойствах высокоэнтропийных пленок, синтезированных на металлической подложке при осаждении многоэлементной металлической плазмы в среде аргона. Плазма была сформирована в результате электродугового с плазменным ассистированием независимого распыления катодов титана, алюминия, меди, ниобия, циркония. В результате выполненных исследований выявлен режим осаждения, который позволяет формировать пленки различной толщины близкого к эквиатомному состава. Методами просвечивающей электронной микроскопии установлено, что пленки являются многослойными образованиями, имеют наноразмерную аморфно-кристаллическую структуру. Микротвердость пленок существенным образом зависит от соотношения количества образующих элементов и изменяется в пределах от 12 до 14 ГПа, модуль Юнга – от 230 до 310 ГПа. Кристаллизацию пленок осуществляли путем облучения импульсным электронным пучком. В результате обработки формируется двухфазное состояние. Основной фазой является α-NbZrTiAl с объемноцентрированной кубической кристаллической решеткой с параметром 0,32344 нм; вторая фаза состава CuZr имеет простую кубическую решетку.

197-205 675
Аннотация

Исследованы микроструктура, фазовый состав и механические характеристики композита сталь – бронза, полученного методом электронно-лучевого аддитивного производства c одновременной подачей проволок алюминиевой бронзы БрАМц9-2 и нержавеющей стали 06Х18Н9Т. Методом рентгеноструктурного анализа установлено, что композит содержит 25 % (об.) алюминиевой бронзы и это приводит к формированию трехфазной структуры, состоящей из зерен γ-Fe, α-Fe и α-Cu. По данным сканирующей электронной микроскопии объемная доля аустенита, феррита и бронзы в композите сталь – 25 % бронзы составляет 40,7, 35,7 и 23,6 % соответственно. Неравновесные условия процесса электронно-лучевого аддитивного производства приводят к выделению дисперсных частиц в зернах аустенита и феррита. В зернах аустенита выделяются дисперсионно упрочняемые частицы меди со средним размером частиц 40 нм, объемная доля которых составляет 47 %. В зернах феррита выделяются дисперсионно упрочняемые частицы NiAl с объемной долей 20 %, средний размер которых составляет 44 нм. Данные просвечивающей электронной микроскопии свидетельствуют о когерентном сопряжении решеток дисперсионно упрочняемых частиц с матрицей. Такая структура композита обеспечивает повышение предела текучести и предела прочности в среднем на 400 и 600 МПа по сравнению с пределом текучести и пределом прочности стали 06Х18Н9Т, полученной электронно-лучевым аддитивным производством без добавления бронзы. Микротвердость композита в среднем составляет 2,2 ГПа, что на 0,4 ГПа выше, чем у стали 06Х18Н9Т, полученной электронно-лучевым аддитивным производством без добавления бронзы.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

206-214 670
Аннотация

Раскисление (снижение концентрации растворенного в жидком металле кислорода) является неотъемлемой частью технологии производства сталей. Для получения глубоко раскисленного металла на металлургических предприятиях применяется в основном алюминий. Необходимо учитывать, что легирующие элементы сталей и сплавов при определенных условиях могут выступать как элементы-раскислители, внося вклад в комплексный характер процесса раскисления. Практически все стали содержат марганец в той или иной концентрации. Изучение процессов взаимодействия в системе Fe – Mn – Al – O – С при температурах сталеварения имеет прикладное значение. В настоящей работе проводится термодинамический анализ раскислительной способности алюминия в кислородсодержащих железо-марганцевых расплавах. При этом учитывается влияние углерода на ход процесса раскисления. Эффективным в исследовании является применение методики построения поверхности растворимости компонентов в металле (ПРКМ) – диаграммы, которая связывает составы жидкого металла с составами сопряженных неметаллических фаз. В ходе настоящей работы были рассчитаны изотермы растворимости кислорода в системе Fe – Mn – O для интервала температур 1550 – 1650 °С. Для системы Fe – Mn – Al – O – С (1600 °С) построены изосоставные сечения ПРКМ при фиксированных концентрациях углерода в стали [C] = 0; 0,1; 0,4; 0,8 и 1,2 % (здесь и далее по массе). При одновременном присутствии марганца и алюминия в кислородсодержащем расплаве на основе железа (при промышленно значимых концентрациях [Al] 0,001 – 0,010 % и [Mn] менее 1,0 %) алюминий в жидком металле будет выступать как раскисляющий агент, а в качестве продуктов взаимодействия будут образовываться включения корунда. Комплексное раскисление алюминием и марганцем с образованием шпинели характерно только для легированных марганцем сталей, где концентрация марганца составляет более 1,5 %.

215-221 972
Аннотация

Приведены результаты рафинирования кремния металлургических марок на основе выщелачивания примесей неорганическими кислотами. Образцы кремния как объекты исследований изучаются металлографическим, рентгенофлюоресцентным методами, а также рентгеноспектральным микроанализом. Для повышения качества кремния были проведены экспериментальные работы по его гидрометаллургической очистке растворами различных кислот (10 %-ными H2SO4 , HCl, HNO3 ; 4 %-ной HF) и их смесями. Рассчитаны изменения энергии Гиббса для реакций взаимодействия с реагентами основных примесных включений, зафиксированных в исследуемых образцах кремния (FeSi2 , Fe2Si, FeSi, AlFeSi, AlFeSi2 , Al3FeSi2 , FeSi2Ti, FeAlTiSi, TiSi2 , Ca2Si). Эксперименты проводились на пробах кремния крупностью частиц –200 мкм при постоянном перемешивании магнитной мешалкой при температуре 60 °С, продолжительности 1 ч и соотношении Ж:Т = 5:1. Определение концентрации примесных элементов в растворе после выщелачивания проводили атомно-эмиссионным методом. Установлено, что при использовании в качестве растворителя плавиковой кислоты получены наилучшие результаты по очистке от железа, алюминия, титана (концентрация в растворе 2380, 831, 145 мг/дм3 ). Максимальная концентрация кальция в растворе (147 мг/дм3 ) достигается при солянокислой обработке мелкофракционного кремния. Наиболее эффективной для перевода примесей в раствор является смесь серной и плавиковой кислот при их соотношении 1:1. Использование в качестве растворителя смеси H2SO4 и HCl (при соотношении 1:3) позволяет достигать достаточно высоких массовых концентраций примесных элементов в растворе выщелачивания. Степень очистки кремния от железа составляет 33,32 %, алюминия – 54,64 %, кальция – 65,77 %, титана – 15,64 %.

ИННОВАЦИИ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМ ПРОМЫШЛЕННОМ И ЛАБОРАТОРНОМ ОБОРУДОВАНИИ, ТЕХНОЛОГИЯХ И МАТЕРИАЛАХ

222-228 882
Аннотация

На основании металлографических исследований определены характерные дефекты мелющих шаров, прокатанных из отбраковки непрерывнолитых заготовок рельсовой стали марки К76Ф. Установлена взаимосвязь наличия внутренних дефектов шаров с их ударной стойкостью. Наибольшее влияние на снижение ударной стойкости шаров оказывают дефекты в виде внутренних трещин со скоплениями неметаллических включений в области их локализации и флокены. Такие дефекты являются причиной разрушения шаров при испытаниях на ударную стойкость в 62 и 17 % случаев соответственно. Влияние внутренних трещин без значительных скоплений неметаллических включений и закалочных микротрещин, расположенных по границам раздела фаз, оценивается на уровне 12 и 9 %. Установлены закономерности и механизм влияния химического состава отбраковки заготовок рельсовой стали К76Ф на вероятность разрушения производимых из них шаров при испытаниях на ударную стойкость. Увеличение содержания серы в заготовках рассматриваемой рельсовой стали снижает ударную стойкость производимых из них шаров, так как способствует образованию непластичных сульфидов, которые концентрируются в области расположения внутренних трещин. Повышение содержания водорода в рельсовой стали закономерно способствует увеличению вероятности образованию флокенов, которые значительно уменьшают устойчивость шаров к ударным нагрузкам. Увеличение концентрации углерода в исходных заготовках влияет на повышение вероятности разрушения шаров из стали К76Ф при копровых испытаниях, что объясняется образованием карбидов цементитного типа при достижении содержания углерода, соответствующего заэвтектоидной стали. В целом относительная степень влияния химического состава рельсовой стали марки К76Ф на ударную стойкость мелющих шаров составляет 48 %.

229-235 672
Аннотация

В последнее время наблюдается тенденция улучшения характеристик и действенности всех существующих средств измерения за счет скачка развития технологий. Практически в каждой отрасли промышленности применяются разнообразные технологии, использующие контроль температуры. Температуру нагретого тела можно оценить путем измерения параметров его теплового излучения, которое представляет собой электромагнитные волны различной длины. Замер температуры необходим для комфортного автоматического контроля и управления процессами производства. Использование бесконтактных средств дает возможность осуществлять измерение температуры, во-первых, перемещающихся предметов, во-вторых, предметов, находящихся в малодоступных местах, в-третьих, избежать повреждения измерительных приборов при контроле больших температур. Высокое быстродействие, вероятность измерения температуры без отключения объекта от технологического процесса, обеспечение безопасности персонала, замер температуры до 3000 °С – это достоинства бесконтактного способа измерения температуры. Для получения достоверных значений при определении теплофизических величин необходимо знание процессов, происходящих при взаимодействии измерительного прибора или датчика с объектом измерения. Эти процессы оказывают влияние на величину погрешности замера, т. е. на величину отклонения результата от истинного значения измеряемой величины. В настоящей работе описаны погрешности бесконтактного измерения температуры с помощью пирометров, таких как пирометр суммарного излучения, пирометр частичного излучения, пирометр спектрального отношения, а также показаны результаты сравнительных расчетов между ними. Приведены выражения для оценки методических погрешностей пирометров суммарного излучения, частичного излучения и спектрального отношения, а также показаны результаты сравнительных расчетов погрешностей.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И АВТОМАТИЗАЦИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

236-243 376
Аннотация

В статье рассматриваются вопросы формирования модельных реализаций временных рядов данных (на основе натурных данных) контролируемых и неконтролируемых воздействий в тренажерно-обучающих системах и системах цифрового моделирования. Такие тренажеры получают все более широкое распространение в связи с развитием информационных и компьютерных технологий, автоматизированных систем научных исследований, обучающих систем, технологий цифрового моделирования (АПМ-моделирования), а также цифровых двойников и систем усовершенствованного управления. Сформированные реализации воздействий могут характеризовать ситуации нормального протекания процесса, аварийных и предаварийных состояний, или специфичные типопредставительные ситуации для обучения операторов и технологического персонала, тестирования программного обеспечения, исследования и настройки алгоритмов и поиска оптимальных управляющих воздействий. На примерах из металлургической отрасли показана возможность формирования нескольких взаимосвязанных воздействий на основе моделей нелинейной динамики и многовариантных динамических баз данных. В качестве модели формирования воздействий рассматривается система Лоренца, описывающая тепловую конвекцию текучей среды. Параметры модели для низкочастотной и высокочастотной составляющих определяются отдельно, путем обработки натурных данных. Далее формируется учебная выборка с помощью операций нормализации и релейно-экспоненциального сглаживания. Реализации воздействий формируются с учетом взаимной корреляции данных на основе моделей хаотической динамики и подстраиваются до заданных свойств на ограниченной выборке заданного объема с требуемой точностью при помощи генератора в виде замкнутой динамической системы. Генератор в виде замкнутой динамической системы строится на основе многомерной формирующей авторегрессионной модели с подстраиваемыми коэффициентами. Показан пример формирования рядов данных технологических параметров доменной печи (степень износа кладки печи, показания датчиков температуры и плотность теплового потока).

244-252 641
Аннотация

Рассматривается общая характеристика алгоритма прогнозирования состава конечного шлака в доменной печи в режиме реального времени. В основе алгоритма лежат фундаментальные знания о процессах, протекающих в печи, и общие закономерности переходных процессов. Алгоритм позволяет выполнять прогнозирование на текущий момент времени и за каждый час на десять часов вперед. Используются линеаризованная модель доменного процесса и натурно-математический подход. В модели учитываются динамические характеристики доменных печей по различным каналам воздействия, которые изменяются и зависят от вида воздействия, режимных параметров работы печей и свойств проплавляемого сырья. Это позволяет осуществлять настройку модели на условия функционирования объекта, учитывать при моделировании изменения состава и свойств железорудного сырья и кокса, дутьевых и режимных параметров доменной плавки. Программное обеспечение информационно-моделирующей системы прогнозирования состава и свойств конечного шлака в доменной печи в режиме реального времени разработано на языке программирования C# на базе фреймворка ASP.NET MVC с использованием кроссплатформенной программной платформы .NET 5. Веб-приложение включает следующие основные функции: визуализация изменения параметров АСУ ТП и расчетных параметров во времени; диагностика шлакового режима; моделирование переходных процессов состава и свойств шлака; прогнозирование состава и свойств шлака в режиме реального времени и история прогнозирования. Описана архитектура программного обеспечения и проиллюстрирована его работа. Проведена оценка точности и надежности результатов моделирования на основе статистических показателей. Среднеквадратичное отклонение прогнозируемой основности шлака CaO/SiO2 от измеренной на выпусках составляет 0,023, надежность прогнозирования 92 %, что указывает на удовлетворительное согласование прогнозных и фактических значений содержания отдельных компонентов в шлаке. Информационно-моделирующая система, разработанная на базе представленного алгоритма, интегрирована в информационную систему доменного цеха ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат».

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

253-264 1020
Аннотация

Управление с учетом соблюдения ESG-принципов (Environmental – Social – Governance) базируется на концепции устойчивого развития, которая представляет собой принципиально новый подход к ведению предпринимательской деятельности, характеризующийся вовлеченностью компаний в решение экологических, социальных и управленческих проблем. Несмотря на то, что на международном уровне начало формированию институциональных рамок в области ESG было положено 74 года назад, в России этот процесс был запущен только в 1996 г. с принятием Концепции перехода РФ к устойчивому развитию. Ратификация Россией ряда международных документов (Рамочной конвенции ООН об изменении климата (1992 г.), Киотского протокола (1997 г.), Парижского соглашения по климату (2015 г.)) и активное продвижение большинством стран мира климатической политики, направленной на сохранение в атмосфере озонового слоя, обусловили необходимость институциализации ESG-принципов на национальном уровне. Активизация рассматриваемого процесса произошла в 2020 г. и к середине 2021 г. национальные рамки в области ESG были созданы. Черная металлургия – одна из базовых отраслей национальной экономики. Несоответствие предприятий черной металлургии критериям ESG, а также высокая углеродо- и энергоемкость продукции отрасли в перспективе могут выступить причиной потери рынков сбыта, нарушения устойчивости развития. Рассмотрены этапы институциализации ESG-принципов на международном уровне и в Российской Федерации. Обоснована необходимость снижения углеродо- и энергоемкости продукции черной металлургии в связи с формирующимся глобальным трендом – переходом большинства стран мира к низкоуглеродной экономике за счет постепенного отказа от угольной энергетики и поэтапного прекращения «неэффективного» субсидирования ископаемых видов топлива.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)