Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет), Владикавказ, Россия:

А. Л. Рутковский, проф. кафедры металлургии цветных металлов и автоматизации металлургических процессов, докт. техн. наук, эл. почта: rutkowski@mail.ru
Э. М. Бахтеев, аспирант кафедры металлургии цветных металлов и автоматизации металлургических процессов

Институт проблем управления РАН, Москва, Россия:

З. Г. Салихов, главный научный сотрудник, проф., докт. техн. наук, эл. почта: zuf1940@yandex.ru

Владикавказский филиал «Финансовый университет при Правительстве РФ», Владикавказ, Россия:
М. А. Ковалева, доцент кафедры «Математика и информатика», канд. техн. наук, эл. почта: Mary_kovaleva@list.ru

Рассмотрена задача математического моделирования процесса сушки титановых окатышей в целях оптимизации технологического режима. Для этого построен математический оператор, пере водящий начальну ю изображающую точку в пространстве параметров в конечную вдоль заданной траектории. Исследованы основные закономерности процесса сушки титановых окатышей и определены условия, позволяющие получить минимальное содержание влаги в продукте за промежуток времени, определенный техническим заданием, без дополнительного расхода электроэнергии. Разработаны математическая и компьютерная модели оптимизации теплотехнологического процесса сушки движущейся плотной многослойной массы титановых окатышей, позволившие оптимизировать энергоресурсоэффективность сложной динамической теплотехнологической системы производства титановых окатышей. Полученные результаты применяли для расчета энергоэффективной сушки окатышей в агрегате туннельного типа. Обнаружено, что в оптимальном режиме многослойной сушки окатышей снижается расход энергии и увеличивается качество готового продукта, уменьшается доля возврата, обеспечивая ресурсосбережение, позволяющие получить минимальное содержание влаги в титановых окатышах за промежуток времени, определенный техническим заданием, без дополнительного расхода электроэнергии.

1. Кривоносов В. А., Пирматов Д. С. Математическая модель процесса обжига окатышей по зонам обжиговой машины для оптимизации режима // Вестник ВГТУ. 2010. № 5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskaya-model-protsessaobzhiga-okatyshey-po-zonam-obzhigovoy-mashiny-dlyaoptimizatsii-rezhima (дата обращения: 07.01.2020).
2. Majercak S. Peletizacia jemnozrnnych materialov. — Bratislava : “Alfa” vydavatelstvo technickej a ekonomickej literatary, 1976. — 232 p.
3. Dartnell J. Effect of Burden Productivity and efficiency // J. of the Iron and Steel Inst. 1969. Vol. 27, No. 3. P. 282–293.
4. Кривоносов В. А. Пирматов Д. С. Оптимизация режима термообработки окатышей в АСУ ТП конвейерной обжиговой машины // Инженерный вестник Дона. 2013. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/optimizatsiya-rezhima-termoobrabotkiokatyshey-v-asu-tp-konveyernoy-obzhigovoy-mashiny (дата обращения: 07.12.2019).
5. Лобова К. В. Моделирование влияния термической обработки на массу окатышей по технологическим зонам обжиговой машины // Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2017. № 35. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelirovanie-vliyaniya-termicheskoy-obrabotki-na-massuokatyshey-po-tehnologicheskim-zonam-obzhigovoy-mashiny (дата обращения: 07.01.2020).
6. Korthas B., Hunger I., Pschebezin V. et al. Hearth protection in blast furnace operation by injection of TiO2 materials // Technical Steel Research Series, European Commission. — Luxembourg, 2007. — 140 p.
7. Komiyama K. M., Guo B.-Y., Zoughbi H. Numerical analysis of titanium compounds in blast furnace hearth during titania addition // Steel Research International. 2014. № 6. Р. 592–603.
8. Юрьев Б. П., Гольцев В. А. Изучение теплофизических свойств титаномагнетитовых качканарских окатышей // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2016. Т. 59, № 5. С. 328–333. DOI: 10.17073/0368-0797-2016-5-328-333.
9. Kapelyushin Y. E., Roshchin V. E., Roshchin A. V. Beneficiation of vanadium and titanium oxides by using selective extraction of iron in low-titanium magnetite concentrate // Solid State Phenomena. 2017. Vol. 265. P. 913–918.
10. Gamov P. A., Mal’kov N. V., Roshchin V. E. Thermodynamic modelling of the metals’ reduction process from the suroyam titanomagnetite concentrate // Bulletin of the South Ural State University. Ser. Metallurgy. 2018. Vol. 18, No. 2. P. 21–28.
11. Seplyarskii B. S., Kochetkov R. A. A study of the characteristics of the combustion of Ti + xC (x > 0.5) powder and granular compositions in a gas coflow // Russian Journal of Physical Chemistry B. 2017. Vol. 11, Iss. 2. Р. 793–807.
12. Лебедев П. Д. Расчет и проектирование сушильных установок. — М. : Металлургия, 1964. — 220 с.
13. Лыков М. В. Сушка в химической промышленности. — М. : Энергия, 1966. — 320 с.
14. Пасконов В. М., Полежаев В. И., Чудов Л. А. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена. — М. : Наука, 1964. — 286 с.
15. Арутюнов В. А., Бухмиров В. В., Крупенников С. А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. — М. : Металлургия, 1990. — 239 с.
16. Panchenko S. V., Shirokikh T. V. Thermal hydraulics of moving dispersive layer of process units // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2016. Vol. 50, No. 2. P. 217–224.
17. Bobkov V. I., Borisov V. V., Dli M. I. Approach to a heat conductivity research by fuzzy numerical methods in the conditions of indeterminacy thermal characteristics // Systems of Control, Communication and Security. 2017. No. 3. P. 73–83.
18. Bazhin V. Yu., Savchenkov S. A., Kosov Yu. I. Specificity of the titanium-powder alloying tablets usage in aluminium alloys // Non-ferrous Мetals. 2016. Vol. 2. Р. 52–56. DOI: 10.17580/nfm.2016.12.11.
19. Low J., Cheng B., Yu J. Surface modification and enhanced photocatalytic CO₂ reduction performance of TiO₂: a review // Applied Surface Science. 2017. P. 658–686.
20. Jin Zhang, Aili Wang, Hengbo Yin. Preparation of graphite nanosheets in different solvents by sand milling and their enhancement on tribological properties of lithium-based grease // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2020. Vol. 28, Iss. 4. Р. 1177–1186
21. Elgharbi S., Horchani-Naifer K., Férid M. Investigation of the structural and mineralogical changes of Tunisian phosphorite during calcinations // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2015. Vol. 119, No. 1. P. 265–269.
22. Кусков В. Б., Никитин М. В. Обогащение и переработка полезных ископаемых : учеб. пособие. — СПб. : Санкт-Петербургский горный институт, 2002. — 84 с.