19 сентября 2017 г. Юрию Гавриловичу Ярошенко, доктору технических наук, профессору кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии» Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н.  Ельцина исполняется 90 лет.

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 термообработке –  качества готовой продукции.

В компании Хэтч (Канада) разработана система неразрушающего контроля остаточной толщины огнеупорной кладки доменной  печи и электропечей цветной металлургии и ферросплавной промышленности, в основу которой положен метод отраженного акустикоультразвукового сигнала (AU-E). Данная система дополняет традиционное моделирование теплового состояния футеровки печи с использованием закладных термопар или по тепловой нагрузке на холодильники доменной печи и позволяет дополнительно определять  положение трещин и аномалий, а также границу между гарнисажем и огнеупором. Рассмотрены ограничения и источники погрешностей в  методе AU-E, представлено развитие и усовершенствование этого метода. Совершенствование метода позволило учесть влияние высоких  температур, профиля печи и ее размеров, различие акустического сопротивления различных слоев многослойной огнеупорной футеровки  на закономерности распространение волны. Метод AU-E является надежным и неразрушающим методом контроля состояния огнеупорной  кладки плавильных печей. Аппаратное и программное обеспечение системы AU-E подверглось существенному усовершенствованию, позволившему получать результаты измерений с достаточной точностью. Оценка точности метода подтверждена физическими замерами на  остановленных доменных печах. Приведены примеры использования системы диагностики состояния футеровки различными отечественными и зарубежными заводами, а также некоторые технологические мероприятия, позволяющие продлить кампанию доменной печи. Показано, что использование нескольких последовательных измерений позволяет определить скорость износа огнеупорной кладки и время  вывода печи на капитальный ремонт. Метод AU-E успешно использовался (и используется) на более чем 70 доменных печах во всем мире,  включая доменные печи Новолипецкого, Череповецкого, Нижнетагильского, Западно-Сибирского и Магнитогорского металлургических  комбинатов, а также электропечах для выплавки ферросплавов, меди, платины и т. д.

Приведено краткое описание математических моделей доменного процесса и методики оценки количественного влияния металлургических характеристик железорудного сырья и кокса на технико-экономические показатели доменной плавки, разработанных в Институте металлургии УрО РАН. Основными особенностями для данных математических моделей являются: для комплекса математических  моделей – двумерность доменного процесса, заложенная при постановке задачи; для балансовой логико-статистической модели – возможность учета металлургических характеристик железорудного сырья (агломерат и окатыши) при анализе доменной плавки. Описана оригинальная методика оценки влияния показателей качества железорудного сырья и кокса на технико-экономические показатели доменной  плавки. Суть этой методики заключается в следующем: исследование в лабораторных условиях металлургических характеристик железорудного сырья (восстановимость, прочность, температуры размягчения и плавления), определение с помощью математических моделей  технико-экономических показателей доменной плавки, проведение опытно-промышленных и промышленных испытаний. Приведены результаты исследования влияния основности промышленного агломерата из титаномагнетитового концентрата на технико-экономические  показатели доменной плавки. Представлены результаты литературных и собственных исследований по выявлению стабилизированной  фазы двухкальциевого силиката SFCA. Понимание механизмов формирования таких фаз может привести к повышению эффективности  промышленных процессов спекания. Для изучения минералогического состава агломератов был проведен микрорентгеноструктурный  анализ с помощью растрового электронного микроскопа (Scanning Electron Microscope, SEM) JSM-5900LM. Выявлено наличие определенной взаимосвязи фазового состава агломерата и его горячей прочности. Согласно расчетам с использованием математической модели,  повышение горячей прочности агломерата может дать экономию кокса до 3,9 кг/т чугуна и увеличение производительности до 6,3  %.  Выполнена оценка влияния химического состава доменной шихты с учетом степени восстановления железа на положение и форму зоны  когезии в доменной печи. Для расчета использованы прогнозные физико-химические модели, позволяющие учесть влияние химического  состава железорудных материалов и их соотношений на температуры размягчения и плавления окускованного железорудного материала  из титаномагнетитового концентрата.

Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований скоростного (градиентного) нагрева рабочего слоя бочки  валка холодной прокатки в агрегате, состоящем из камерной печи особой конструкции и спрейерной установки, размещенной под печью в  специальном приямке и выдвигающейся вверх для обеспечения быстрого охлаждения рабочего слоя валка. При нагреве валка его бочка и  часть шеек находятся в рабочем пространстве печи, а остальные (внешние) части шеек размещены за пределами камеры нагрева и опираются на приводные ролики, обеспечивающие вращение бочки валка в процессе нагрева и последующего его охлаждения. При этом необходимо обеспечить закалку только рабочего слоя валка, а части шеек, находящиеся в печи, не должны подвергаться этой процедуре, для чего  они покрыты специальными теплоизоляционными вставками. В целях разработки режимов термообработки прокатных валков различных  размеров, экспериментальные валки были оснащены термопарами, измеряющими температуру в различных точках поверхности и в глубине бочки и шеек валка. Технологией термообработки были поставлены жесткие условия по равномерности нагрева поверхности бочки  валка с очень узкими пределами зон недогрева крайних участков у торцов поверхности. При этом требовалось также обеспечить низкую  температуру шеек, находящихся в рабочем пространстве печи. Экспериментальные исследования температурных полей при различных  режимах скоростного нагрева валков показали, что достигнуты высокие скорости нагрева и охлаждения, обеспечивающие требуемую  структуру рабочего слоя бочки валка. Одновременно экспериментальные исследования и расчеты температурных полей по специально  разработанной программе показали, что в существующей конструктивной обстановке ввода и отвода греющих газов и размещения валка  с частичным выводом шеек за пределы камеры нагрева, происходит усиленный сток тепла через внешние открытые части шеек. При этом  выявлена значительная (отличающаяся от допустимой) неравномерность температурного поля поверхности бочки в торцевых зонах нагреваемого валка. Установлено, что изменения условий внешнего теплообмена между рабочим пространством печи и поверхностью валка  не обеспечивают устранения неравномерности температурного поля торцевых участков поверхности. Предложен способ существенного  снижения неравномерности нагрева крайних участков поверхности бочки валка и проведен расчетный анализ температурных полей, подтверждающий реальность его применения.

Углеродный след – масса углерода, образованная в полном цикле производства того или иного продукта. Этот углерод входит  в состав парниковых газов. При производстве чугуна и стали образуются оксид углерода, парниковые газы: метан, диоксид углерода.  Метан и оксид углерода сгорают до диоксида углерода при реализации вторичных энергетических ресурсов. Таким образом, углеродный  след при производстве чугуна и стали определятся массой диоксида углерода, образованного в этом производстве. В результате анализа  процессов производства чугуна и стали выявлено, что тандем доменной печи с электродуговой печью характеризуется меньшим значением интегральной сквозной эмиссии CO2 , чем тандем доменной печи c кислородным конвертером. Предложено перерабатывать чугун,  производимый одной доменной печью, одновременно в кислородном конвертере и одной или нескольких электродуговых печах. При  этом в электродуговую печь загружается 30  % чугуна от произведенного его объема доменной печью, а остальные 70 % дополняются  металлически ломом. В кислородный конвертер загружается часть чугуна (75 – 85 %), который остался после загрузки электродуговой  печи. Для полной загрузки конвертера применяется металлический лом. Проведены расчеты сквозной эмиссии диоксида углерода для  различных триад таких агрегатов. Из этих расчетов следует, что одновременное применение кислородных конвертеров с электродуговыми  печами для выплавки чугуна, полученного от одной доменной печи, позволяет уверенно снизить эмиссию диоксида углерода до 20 %. Это  свидетельст  вует о том, что такая триада применяемых агрегатов соответствует зеленым технологиям. Примером использования отмеченной триады является Магнитогорский металлургический комбинат, на котором, наряду с кислородным конвертером, применяются электродуговые печи для выплавки стали с использованием производимой на предприятии электроэнергии сжиганием топливных вторичных  энергетических ресурсов, получаемых от агрегатов, в которых сгорает топливо. Такая практика может быть рекомендована для целого ряда  других металлургических предприятий.

С целью сокращения расхода кокса в шахтной печи ваграночного типа с открытым или закрытым колошником дополнительно  используется природный газ. Его сжигание с помощью горелочных устройств обычно осуществляется в выносных топках, установленных  по периметру кожуха печи. В зависимости от конструкции, горелки обеспечивают частичное или полное предварительное перемешивание  газа и воздуха при коэффициенте расхода воздуха 1,2 – 1,5. Далее продукты горения газа подаются непосредственно в слой шихты. При  реа лизации этого способа расход кокса составляет 8 – 9 % к металлозавалке, а расход газообразного топлива 30 – 40 м3/т расплава. Для этих  условий отмечено незначительное повышение температуры расплава (на 10 – 20 °С), рост производительности на 15 – 20 % при снижении  объема газообразных вредных выбросов на 20 – 25 % (в основном СО). В работе вагранки наблюдаются периодические нарушения газодинамического режима с подвисанием слоя шихтовых материалов, похолодание получаемого расплава, увеличение химического недожога  и ухудшение условий службы футеровочных материалов. При использовании слоевого способа сжигания газовоздушной смеси ее подают  в разогретый слой кусковых материалов с коэффициентом расхода воздуха не ниже 2,5 – 3,0 с формированием высокотемпературной зоны  при температуре 1350 – 1380 °С, шириной 60 – 70 мм, способной перемещаться по слою со скоростью 15 – 20 мм/мин. Для его реализации  в плотном продуваемом слое необходимо обеспечить равномерное перемешивание газа и воздуха, требуемые газодинамические условия и  создание заданного соотношения «газ – воздух» при коэффициенте расхода воздуха более 2,5 – 3,0. При подаче холодной газовоздушной  смеси в слой шахтных печей через фурмы зона горения делит весь слой на две ступени: первоначальную и конечную. Высокий температурный уровень зоны горения обеспечивает значительную скорость охлаждения материалов на стадии зажигания газовоздушной смеси,  что предотвращает ее воспламенение в свободном надслоевом пространстве. Отсутствие прямого контакта зоны высоких температур с  рабочим пространством агрегата повышает надежность и экономичность использования этого процесса (отсутствуют тепловые потери).  Применение слоевого способа сжигания природного газа для отопления чугунолитейной вагранки обеспечивает повышение производительности плавильного агрегата с 10 до 13,6 т/ч или на 36 % при сокращении удельного расхода кокса на 80 кг/т или на 33,3 %, уменьшении  общего расхода теплоты на процесс на 25 кВт или 18,78 % и потерь тепла с отходящими газами на 25,32 кВт или 16,2 %. При этом общий  тепловой КПД агрегата увеличивается с 35,58 до 42,26 % или на 15,81 %.

Анализ эффектов и рисков основных мероприятий, направленных на снижение энергозатрат показал, что изменение какого-либо  одного параметра, направленного на снижение энергозатрат малоэффективно, наибольший эффект достигается при совместном изменении  нескольких переменных. Теоретический анализ позволил выявить основные комбинации изменения режимных параметров, которые обеспечивают наибольший эффект от действия того или иного фактора. Влияние гранулометрического состава агломерата на эффективность  доменной плавки рассматривается через влияние среднего диаметра кусков на скорость восстановления и газодинамику верхней зоны  печи. Показано, что колебания затрат тепла во многом определяются колебаниями восстановительной работы газового потока, которая, в  свою очередь, зависит от гранулометрического состава агломерата. Установлено, что при приближении реакции FeO  +  CO  =  Fe  +  CO2 к  равновесию, снижение затрат тепла на выплавку чугуна достигается путем повышения интенсивности плавки. Проанализированы конкретные пути снижения затрат тепла на выплавку чугуна в доменных печах на примере ПАО «Новолипецкий металлургический комбинат».  Показаны основные мероприятия, обеспечивающие снижение затрат тепла в условиях комбината: оптимизация качества железорудных  материалов за счет снижения доли фракции +45  мм; повышение интенсивности работы доменных печей до удельной производительности 75  –  90  т/сут с квадратного метра горна печи; работа доменных печей на повышенном до предельно допустимых (по конструкции  засыпного аппарата ) значений давления; повышение горячей прочности кокса до 60 – 62 %; вдувание пылеугольного топлива до 140 кг/т  чугуна и оптимизация распределения рудной нагрузки по радиусу печи. В результате реализации указанных мероприятий в 2013  –  2016  гг.  достигнуто снижение удельного расхода кокса более чем на 10 кг/т чугуна. При этом снижается не только удельный расход кокса, но и  расход суммарного углерода топлива.

Современные регенеративные горелки нагревательных и термических печей имеют достаточно большие размеры и малое время  перекидки, что связано с низкой теплоемкостью огнеупорных материалов, применяемых для изготовления насадки. Большие габариты регенеративных горелок затрудняют их применение на нагревательных и термических печах, а малое время перекидок приводит к снижению  срока эксплуатации перекидных клапанов. Существенно уменьшить размеры насадки и увеличить при этом время перекидки позволяет  использование скрытой теплоты плавления металлов, которая на порядок выше теплоемкости керамики, из которой изготавливают насадку в современных рекуперативных горелках. В предлагаемом техническом решении рекомендуется использовать тонкостенные емкости,  в  которые помещаются металлы с различной теплотой плавления. Из таких емкостей набираются блоки, в которых температура плавления  металла, заполняющего емкости, одинакова, а в соседних блоках отличается примерно на 100 °С. Как известно, при плавлении металлов  их температура остается постоянной, поскольку вся подводимая к металлу теплота расходуется на плавление. Это позволяет поддерживать  постоянную температуру секции, удерживая ее равной температуре плавления металла в данной секции, снимая с ее поверхности нагреваемым воздухом теплоту или отдавая поверхности теплоту продуктов сгорания, выделяющуюся при кристаллизации или поглощаемую  при плавлении металлического ядра. Расчет времени перекидки и массы металла в одной секции, основанный на совместном решении  уравнений теплового баланса и теплообмена между нагреваемым воздухом и поверхностью емкостей, позволяет определить габаритные  размеры каждой секции, заполненной плавящимся или кристаллизующимся металлом и ее теплообменную поверхность. В данной работе  приведен расчет массы плавкого ядра, размеров секции и времени перекидки регенеративного блока, состоящего из десяти секций с плавким ядром. Расчет обосновывает возможность снижения габаритов регенеративной насадки для горелки мощностью 200 кВт и увеличение  времени перекидки, причем температура подогрева воздуха остается постоянной. Кроме того, в работе предложена конструкция секции и  теплообменного блока, которые позволяют решить задачу уменьшения размеров регенеративного блока и увеличения времени перекидки  по сравнению с существующими регенераторами, используемыми для нагрева воздуха в регенеративных горелках. Предлагаемая конструкция может быть использована для создания регенеративных горелок нового класса, обладающих высокой эффективностью, высокой  температурой подогрева воздуха и значительным временем перекидки.

Предложена конструкция устройства воздушного охлаждения вала печного вентилятора стержневого типа трех типоразмеров. В  ходе исследований на экспериментальном стенде получены в критериальном виде зависимости конвективной теплоотдачи от поверхности этих устройств в окружающую среду при различной частоте вращения вала. Установлено, что в диапазоне изменения относительной  длины стержней от 3,3 до 6,1 имеет место режим, близкий к автомодельному, где теплоотдача от их поверхности описывается универсальной зависимостью. В диапазоне изменения относительной длины стержней от 6,1 до 8,6 экспериментальные данные обобщены в виде  степенной зависимости с коэффициентом пропорциональности, зависящим от величины отношения диаметра вала к внешнему диаметру  устройства. Наименьший коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности оказался у СТ-346 с наибольшим внешним диаметром и,  соответственно, наиболее длинными стержнями, что, по-видимому, связано с тем, что в процессе теплопередачи от вала в окружающую  среду лимитирующим участком теплообмена является подвод тепла теплопроводностью вдоль оси стержней. Наибольший коэффициент  теплоотдачи в сопоставимых условиях наблюдается у СТ-286 со средними стержнями, где более сбалансированы подвод тепла теплопроводностью вдоль стержней и отвод его от их внешних поверхностей конвекцией в окружающую среду. При сравнении полученных данных  по СТ-286 и СТ-220 было установлено, что при одинаковой частоте вращения вала коэффициент теплоотдачи по поверхности у СТ-286  больше, чем у СТ-220 примерно на 15 – 20 %, что связано с уменьшением интенсивности обдувки воздухом укороченных стержней СТ-220  вследствие снижения их средней линейной скорости движения по окружности. Из анализа полученных результатов следует, что наиболее  эффективным в сопоставимых условиях является устройство с максимальным диаметром 346 мм, где рассеиваемая тепловая мощность в  установившемся режиме больше в 1,1 раза, чем у устройства диаметром 286 мм и в 2,0 раза больше, чем у устройства диаметром 220 мм.  Полученные материалы могут быть полезны при разработке и проектировании нагревательных и термических печей с использованием  принудительной циркуляции теплоносителя.

Лисаковское месторождение бурого железняка (Кустанайская область, Казахстан) разрабатывается открытым способом, что обеспечивает более дешевую добычу руды. На фабрике ЛФ ТОО «Оркен» гравитационно-магнитным способом производят обогащение руды с  получением гравитационно-магнитного концентрата, содержащего 48 – 49 % Fe, 10 – 12 % SiO2 , 4,5 – 5,5 % Al2O3 , 0,7 – 0,9 % Р. Полученный продукт поступает на агломерацию в АО «АрселорМиттал Темиртау» (г. Темиртау, Казахстан). Из-за повышенного содержания фосфора в гравитационно-магнитном концентрате спрос на него ограничен. В лисаковском концентрате содержится значительное количество  гидратной влаги (до 12 %). Большая часть влаги находится в виде гидратов железа и разлагается при умеренной температуре 320  –  350  °С.  Другая часть, судя по всему, связана с фосфорсодержащим компонентом, разлагающимся при повышенной температуре. При этом в процессе окислительного обжига происходит образование свободного оксида фосфора. Проведены исследования разложения гидратного фосфорсодержащего компонента в лисаковском железорудном концентрате с целью определения кинетики процесса. Удаление фосфора из  железорудного концентрата на стадии подготовки к металлургическому переделу возможно после высокотемпературного окислительного  обжига материала и последующего сернокислотного выщелачивания. Из исходного концентрата гидрометаллургическим способом фосфор не выщелачивается. Необходимо при помощи высокой температуры разрушить химическую связь и перевести фосфор в свободный  оксид. От полноты разложения гидратного фосфорсодержащего компонента при обжиге зависит качество последующей сернокислотной  обработки обожженного продукта. Выделение высокотемпературной гидратной влаги из лисаковского концентрата происходит ступенчато. С ростом температуры прокаливания скорость высокотемпературной дегидратации уменьшается, что объясняется замедлением диффузии водяных паров при дегидратации через слой материала, который уплотняется при увеличении температуры.

Для решения задачи определения температуры факела в рабочем пространстве теплотехнических агрегатов предложено рассчитывать изменение адиабатической энтальпии методами теории вероятностей. Показано, что нормальная функция распределения топливных  элементов позволяет получить интегральную функцию распределения энтальпии и адиабатической температуры по длине факела, в том  числе при несимметричной функции распределения. Задача решена относительно гомогенного диффузионного газообразного факела,  связанного с горением распыленного жидкого топлива. Определены условия регуляризации решений уравнений переноса, предложены  аппроксимации для зависимости числа гомохронности от массообменного числа Био. Для обобщения решения на каналы канонических  форм предложены соответствующие зависимости, определены рамки изменения массообменного числа Био и сходимость суммы ряда  при регуляризации решений уравнения поверхности горения по методике Бурке-Шумана. Показано, как учитывается переменность дисперсионного фактора по длине реального факела. Предложено объяснение S-образной формы температурной кривой, наблюдаемой при  сжигании практически всех топлив в установках различных типов. Обобщенное рассмотрение факельных процессов с позиций теории  вероятностей при различной плотности нормального распределения φ(U) для гомогенного факела произведено с помощью интегральной  нормальной функции Ф(U). Устойчивая форма Ф(U) достоверно объясняет S-образную продольную температурную функцию, наблюдаемую на практике и служащую базой для тепловой и нестационарной теории воспламенения. На основе распределения адиабатической  температуры в факельном континууме, связанной с Ф(U), возможно определение фактической температуры факела в рабочем пространстве с учетом радиационных свойств всех элементов теплообменной системы. Аналогично решается задача описания продольной температуры гетерогенного факела при переменном дисперсионном факторе σ.

Для решения задачи определения температуры факела в рабочем пространстве теплотехнических агрегатов предложено рассчитывать изменение адиабатической энтальпии методами теории вероятностей (ТВ). Показано, что нормальная функция распределения топливных элементов позволяет получить интегральную функцию распределения энтальпии и адиабатической температуры по длине факела, в том числе при несимметричной функции распределения. Задача решена относительно гомогенного диффузионного газообразного факела, связанного с горением распыленного жидкого топлива. Определены условия регуляризации решений уравнений переноса, предложены аппроксимации для зависимости числа гомохронности от массообменного числа Био. Для обобщения решения на каналы канонических форм предложены соответствующие зависимости; определены рамки изменения массообменного числа Био и сходимость суммы ряда при регуляризации решений уравнения поверхности горения по методике Бурке–Шумана. Показано, как учитывается переменность дисперсионного фактора по длине реального факела. Предложено объяснение S-образной формы температурной кривой, наблюдаемой при сжигании практически всех топлив в установках различных типов. Обобщенное рассмотрение факельных процессов с позиций теории вероятностей (ТВ) при различной плотности нормального распределения φ(U) для гомогенного факела произведено с помощью интегральной нормальной функции Ф(U). Устойчивая форма Ф(U) достоверно объясняет S–образную продольную температурную функцию, наблюдаемую на практике и служащую базой для тепловой и нестационарной теории воспламенения. На основе распределения адиабатической температуры в факельном континууме, связанной с Ф(U), возможно определение фактической температуры факела в рабочем пространстве с учетом радиационных свойств всех элементов теплообменной системы. Аналогично решается задача описания продольной температуры гетерогенного факела при переменном дисперсионном факторе σ.

Особенностью плавки в печи Ванюкова медьсодержащих руд является образование жидких продуктов в виде расплавов шлака  и штейна, которые, как правило, сливаются в отдельные емкости (печи-миксера), где необходимо поддерживать нужную температуру.  Печь-миксер представляет собой футерованную изнутри цилиндрическую емкость, закрытую с двух сторон торцевыми днищами, где  с одной стороны устанавливается горелка для разогрева и поддержания температуры внутри емкости, с другой размещена заливная  горловина. Разработаны, изготовлены и запущены в эксплуатацию автоматизированные горелочные устройства ГПМ-3,6 печей-миксеров шлака и штейна на медеплавильном заводе Алмалыкского горно-металлургического комбината (Республика Узбекистан). Назначение горелочных устройств – разогрев печей-миксеров до рабочих температур 1250 ÷ 1275 ºС и 1110 ÷ 1150 ºС соответственно  и поддержание температуры залитого в миксер расплава на заданном уровне при любых технологических операциях. Система автоматизации обеспечивает надежную и безопасную работу горелочных устройств, включая розжиг из холодного состояния, работу в  заданных диапазонах температур через регулирование тепловой нагрузки и останова, в том числе по аварийным условиям. При этом  в полном объеме происходит передача и обмен информацией с центральным контроллером АСУ печи Ванюкова посредством интерфейса Profibus DP. Разработанные горелочные устройства полностью соответствуют требованиям технического регламента Таможенного союза ТР  ТС  010/2011 «О безопасности машин и оборудования» и нормам и правилам металлургического производства. Для  газоснабжения горелочных устройств была разработана специальная газовая рампа, представляющая собой компактный (отдельный)  участок газопровода со всей необходимой газовой аппаратурой для эксплуатации основной и запальной горелок как в ручном режиме  управления, так и в автоматическом. В состав газовой рампы включена система газовой безопасности. Наличие такой рампы обеспечивает регулирование давления газа до параметров, необходимых для работы основной горелки, плавное регулирование расхода  топлива в пределах устойчивой работы горелочного устройства, технологический учет расхода газа на отопление миксера, безопасную   эксплуатацию запальной и основной горелок. Для воздухоснабжения горелочного устройства была также разработана воздушная  рампа, представляющая собой компактный участок воздухопровода с установленной на нем запорно-регулирующей арматурой. В состав воздушной рампы входит поворотный узел, позволяющий осуществлять поворот печи-миксера на определенный угол для слива  расплава без отсоединения воздухопровода горелки. 

Как показывает опыт, создание и успешное внедрение в практику работы металлургических предприятий современных автоматизированных информационных систем во многом зависит от используемых технологий разработки и выбора инструментальных средств  их программной реализации. В работе кратко отражены основные технологии и программные средства, используемые для создания программного обеспечения модулей автоматизированных информационных систем – информационно-моделирующих систем решения технологических задач в металлургии. Основой является применение гибкой методологии разработки – Agile-метода, ориентированного на  использование итеративной разработки, динамического формирования требований пользователей и обеспечение их реализации в результате постоянного взаимодействия внутри рабочих групп, состоящих из специалистов различного профиля (пользователей, аналитиков,  программистов, тестировщиков). Итерация представляет собой относительно короткий промежуток времени разработки (как правило,  месяц), после окончания которого пользователям предоставляется очередная протестированная версия программного продукта с новыми  функциональными свойствами. Перечень реализованных функциональных свойств является для пользователей приоритетным и формируется из общего списка требований перед началом каждой итерации. В течение каждой итерации последовательно выполняются следующие  процессы: проверка корректности алгоритма расчета (при необходимости ввода новых расчетных показателей); функциональное моделирование системы; совершенствование структуры подсистемы; концептуальное моделирование базы данных, генерация даталогической  модели базы данных; загрузка тестовых данных в базу данных; создание функциональных диаграмм математической библиотеки; реализация клиентского программного обеспечения подсистемы; тестирование и отладка программного обеспечения; разработка справочной  документации. Управление отдельными задачами и контроль за ходом их реализации в процессе коллективной программной разработки  осуществляется на основе системы Atlassian JIRA. Хранение кода и управление версиями программного обеспечения осуществляется в  удаленном репозитории на платформе Atlassian Bitbucket. Применение современных технологий, средств и методик разработки программных продуктов позволяет создавать функциональные, надежные, удобные в применении, сопровождаемые, интегрируемые системы с  минимальными рисками и в приемлемые сроки.