Визначення впливу параметрів газоповітряних потоків на термічний процес виготовлення залізорудних обкотишів

Автор(и)

  • Vyacheslav Lobov Криворізький національний університет вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027, Україна https://orcid.org/0000-0001-6833-2819
  • Karina Lobova Криворізький національний університет вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027, Україна https://orcid.org/0000-0003-3848-6707
  • Oleksandr Mytrofanov Криворізький національний університет вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027, Україна https://orcid.org/0000-0003-4093-8223

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.163278

Ключові слова:

конвеєрна машина, технологічні зони, шар обкотишів, температура, тиск, керування газоповітряними потоками

Анотація

Наведено результати дослідження зміни температури газоповітряних потоків на виході із зони випалювання і рекуперації конвеєрної випалювальної машини. Визначено вплив цих температур на інші технологічні зони.

Показано, що середньооб’ємні значення температур газоповітряних потоків із зон випалювання і рекуперації є експоненціальними залежностями від температур газоповітряних потоків над шаром обкотишів у цих зонах. Встановлено, що збільшення швидкості переміщення випалювальних візків від 0,011 м/с до 0,06 м/с приводить до зменшення у 1,7 рази середньооб’ємного значення температури нагрітого газоповітряного потоку. Збільшення висоти шару обкотишів на випалювальних візках на 30 відсотків при постійній газопроникності цього шару приводить до зменшення по експоненціальному закону середньооб’ємну температуру газоповітряного потоку в 2,5 рази на виході із зон випалювання і рекуперації. При зміні тиску в зоні випалювання на 20 %, постійній швидкості переміщення випалювальних візків 0,049 м/с, висоті шару обкотишів 450 мм і пористості шару обкотишів рівною 0,45 м³/м³ середньооб’ємні температури газоповітряних потоків на виході з шару обкотишів зменшуються до трьохкратної величини.

Для аналізу температурного режиму газоповітряного потоку на виході зони випалювання обкотишів використано математичну модель. В основі математичної моделі враховано, що входи і виходи технологічних зон машини пов’язані рівняннями газодинаміки, теплообміну і масообміну.

Дослідження дозволило розробити і представити автоматизовану систему управління димотягами за середньооб’ємними температурами газоповітряних потоків на виході із технологічних зон випалювання і рекуперації, яка може бути використана в промислових умовах.

У результаті забезпечується покращення термічного процесу та газодинамічної роботи технологічних зон конвеєрної випалювальної машини

Біографії авторів

Vyacheslav Lobov, Криворізький національний університет вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра автоматизації, комп’ютерних наук і технологій

Karina Lobova, Криворізький національний університет вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027

Кафедра автоматизації, комп’ютерних наук і технологій

Oleksandr Mytrofanov, Криворізький національний університет вул. Віталія Матусевича, 11, м. Кривий Ріг, Україна, 50027

Аспірант

Кафедра автоматизації, комп’ютерних наук і технологій

Посилання

  1. Krivonosov, V. A., Pirmatov, D. S. (2011). Kontrol' temperatury okatyshey v zone sushki obzhigovoy mashiny na osnove nablyudatelya sostoyaniya. Gorniy informacionno-analiticheskiy byulleten', 8, 189–194.
  2. Yur'ev, B. P., Bruk, L. B., Spirin, N. A., Sheshukov, O. Yu., Gol'cev, V. A., Shevchenko, O. I., Metelkin, A. A. (2018). Osnovy teorii processov pri obzhige zhelezorudnyh okatyshey. Nizhniy Tagil: NTI (filial) UrFU, 310.
  3. Markov, A. V. (2014). Primenenie UML-diagramm i setey Petri dlya proektirovaniya PO tekhnologicheskogo processa obzhiga okatyshey. Sb. nauch. tr. NGTU, 3 (77), 99–118.
  4. Abzalov, V. M., Kleyn, V. I., Leushin, V. N., Shavrin, S. V. (2003). Gazodinamika sloya syryh okatyshey na obzhigovoy mashine. Stal', 1, 17–20.
  5. Krivonosov, V. A., Pirmatov, D. S. (2013). Thermal processing mode optimization within an automated control system of technological process of a horizontal-grate machine. Inzhenerniy vestnik Dona, 3.
  6. Mnyh, A. S. (2015). To the question of synthesis thermal model of heat treatment of iron ore pellets. Energosberezhenie. Energetika. Energoaudit, 7, 14–20.
  7. Kopot’, N. N., Vorob’ev, A. B., Goncharov, S. S., Butkarev, A. A., Butkarev, A. P. (2010). Comparison of heating systems in conveyer roasting machines. Steel in Translation, 40 (3), 233–238. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091210030095
  8. Lobov, V. Y., Lobova, K. V. (2017). Fuzzy control of the iron ore pellets thermal treatment on a conveying car. Visnyk Pryazovskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu, 34, 182–191.
  9. Lobov, V., Lobova, K., Koltiar, M. (2015). Investigation of temperature distribution along the height of the layer of pellets on conveyor roasting machine. Metallurgical and Mining Industry, 4, 34–38.
  10. Abzalov, V. M., Gorbachev, V. A., Kleyn, V. I. (2000). Metodika operativnogo opredeleniya koefficienta gazodinamicheskogo soprotivleniya sloya okatyshey. Stal', 12.
  11. Mayzel', G. M., Butkarev, A. A., Butkarev, A. P., Nekrasova, E. V., Doshchicin, N. F. (2000). Opyt razrabotki i promyshlennogo primeneniya matematicheskih modeley dlya upravleniya processom proizvodstva okatyshey na konveyernoy mashine. Gornaya Promyshlennost', 5, 45–47.
  12. Butkarev, A. A. (2011). Improving the control of pellet heat treatment in conveyer roasting machines. Steel in Translation, 41 (5), 395–399. doi: https://doi.org/10.3103/s0967091211050056
  13. Bokovikov, B. A., Bragin, V. V., Malkin, V. M. et. al. (2010). Matematicheskaya model' obzhigovoy konveyernoy mashiny kak instrument dlya optimizacii teplovoy skhemy agregata. Stal', 9, 84–87.
  14. Spirin, N. A., Lavrov, V. V., Rybolovlev, V. Yu. (2014). Matematicheskoe modelirovanie metallurgicheskih processov v ASU TP. Ekaterinburg: OOO «UIPC», 558.
  15. Pirmatov, D. S. (2010). Matematicheskaya model' teplovoy obrabotki okatyshey v obzhigovoy mashine. Sbornik trudov vserossiyskoy konferencii: Novye tekhnologii v nauchnyh issledovaniyah, proektirovanii, upravlenii, proizvodstve NT – 2010. Voronezh, 88–89.
  16. Lobov, V. I., Kotliar, M. O. (2015). Temperature distribution model of the iron ore pellets layer inside the combustion chamber of the belt kiln burning zone. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, 109–117.
  17. Mnyh, A. S. (2015). Issledovanie segregacii granul po vysote sloya obespechivayushchey isklyuchenie neravnomernoy teplovoy obrabotki okatyshey. Zbіrnik naukovih prac' DDTU, 2 (27), 148–153.
  18. Shvydkii, V. S., Yaroshenko, Y. G., Spirin, N. A., Lavrov, V. V. (2017). Mathematical model of burning process of coal-ore pellets on conveyor machine. Izvestiya Visshikh Uchebnykh Zavedenii. Chernaya Metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy, 60 (4), 329–335. doi: https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-4-329-335
  19. Barati, M. (2008). Dynamic simulation of pellet induration process in straight-grate system. International Journal of Mineral Processing, 89 (1-4), 30–39. doi: https://doi.org/10.1016/j.minpro.2008.09.008
  20. Krivonosov, V. A., Pirmatov, D. S. (2010). Mathematical model of pellet roast in zones of roast machines for optimization the regime. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta, 5, 128–132.
  21. Panic, B., Janiszewski, K. (2014). Model investigations 3D of gas-powder two phase flow in descending packed bed in metallurgical shaft furnaces. Metalurgija, 53 (3), 331–334.
  22. Dai, C., Lei, Z., Li, Q., Chen, B. (2012). Pressure drop and mass transfer study in structured catalytic packings. Separation and Purification Technology, 98, 78–87. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2012.06.035
  23. Liu, H., Jonsson, L. T. I., Olofsson, U., Jönsson, P. G. (2016). A Simulation Study of Particles Generated from Pellet Wear Contacts during a Laboratory Test. ISIJ International, 56 (11), 1910–1919. doi: https://doi.org/10.2355/isijinternational.isijint-2016-328
  24. Yur’ev, B. P., Gol’tsev, V. A. (2017). Change of equivalent layer porosity of pellets along the length of burning conveyor machine. Izvestiya Visshikh Uchebnykh Zavedenii. Chernaya Metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy, 60 (2), 116–123. doi: https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-2-116-123
  25. Guo, L., Morita, K., Tobita, Y. (2012). Numerical Simulation of Three-Phase Flows With Rich Solid Particles by Coupling Multi-Fluid Model With Discrete Element Method. 2012 20th International Conference on Nuclear Engineering and the ASME 2012 Power Conference. Vol. 4, 371–382. doi: https://doi.org/10.1115/icone20-power2012-54053
  26. Croft, T. N., Cross, M., Slone, A. K., Williams, A. J., Bennett, C. R., Blot, P. et. al. (2009). CFD analysis of an induration cooler on an iron ore grate-kiln pelletising process. Minerals Engineering, 22 (9-10), 859–873. doi: https://doi.org/10.1016/j.mineng.2009.03.011
  27. Pomerleau, D., Desbiens, A., Hodouin, D. (2003). Optimization of a simulated iron-oxide pellets induration furnace. 11th Mediterranean Conference on Control and Automation.
  28. Todd, R. S., Webley, P. A. (2005). Pressure Drop in a Packed Bed under Nonadsorbing and Adsorbing Conditions. Industrial & Engineering Chemistry Research, 44 (18), 7234–7241. doi: https://doi.org/10.1021/ie050378b
  29. Ruban, S. A., Lobov, V. Y. (2008). Rozrobka pryntsypiv keruvannia temperaturnym rezhymom protsesu vypaliuvannia obkotyshiv z vykorystanniam prohnozuiuchykh ANFIS-modelei. Radioelektronika. Informatyka. Upravlinnia, 1, 69–74.
  30. Ksendzovskiy, V. R. (1971). Avtomatizaciya processov proizvodstva okatyshey. Moscow: Metallurgiya, 216.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-04-09

Як цитувати

Lobov, V., Lobova, K., & Mytrofanov, O. (2019). Визначення впливу параметрів газоповітряних потоків на термічний процес виготовлення залізорудних обкотишів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(2 (98), 43–54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.163278

Номер

Том 2 № 2 (98) (2019): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Vyacheslav Lobov, Karina Lobova, Oleksandr Mytrofanov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.