Цель - изучение основных проектных решений, заложенных в конструкцию котла ТГМЕ-444, обеспечивающих надежную работу поверхностей нагрева и высокие экономические показатели при сжигании мазута. С 1973 по 1993 г. котлы работали исключительно на мазуте, а с 1993 г. и по настоящее время - только на природном газе. Длительный опыт эксплуатации котлов при сжигании природного газа показал, что по условиям надежности температурного режима ширмоконвективного пароперегревателя опускного газохода котлы не могут работать с нагрузками более ~117 кг/с (420 т/ч). Причины повышенных впрысков при сжигании природного газа обусловлены принятыми в проекте решениями по составу поверхностей нагрева котла. Основные технические решения по тепловой схеме котла принимались по наиболее тяжелому топливу - мазуту. Рассмотрено несколько вариантов тепловых схем, сформированных с учетом возможностей их исполнения в существующих габаритах топки и конвективных газоходов котла с учетом перевода его на сжигание природного газа: замена пароперегревательных топочных ширм на парообразующие с включением их в схему циркуляции котла; увеличение тепловосприятия водосодержащих поверхностей нагрева (при снижении расхода на впрыски) введением в топку газов рециркуляции, отбираемых после экономайзера. Расчеты выполнялись с использованием программ теплового и гидравлического расчета паровых котлов TRAKT, Гидравлика, Boiler Designer. По результатам рассчитанных вариантов было установлено, что изменением конструкции и тепловосприятия пароперегревательных поверхностей нагрева котла можно добиться значительного снижения расходов на впрыски, снизить тепловую разверку и повысить надежность их работы с сохранением высокого уровня экономических показателей; наибольший эффект снижения расходов на впрыски достигается в случаях, когда пароперегревательные топочные ширмы заменяются на парообразующие с включением их в схему циркуляции котла; увеличение тепловосприятия водосодержащих поверхностей нагрева за счет перевода пароперегревательных ширм в топке в парообразующие приводит к увеличению недогрева воды на выходе из экономайзера, что повышает устойчивость его работы.

Цель - обоснование применения активного фильтра гармоник для снижения несинусоидальности напряжения в системе электроснабжения одного из угольных карьеров Вьетнама. Системы электроснабжения угольных шахт и карьеров имеют много уровней напряжения, различных типов нагрузок. Новое электрооборудование работает параллельно с оборудованием, которое морально и физически устарело. В угольных шахтах и карьерах имеются нагрузки большой мощности с нелинейными вольт-амперными характеристиками. Они вносят искажения в электрическую сеть. Поэтому для систем электроснабжения промышленных районов с добычей угля характерно качество электрической энергии, не соответствующее требованиям нормативных документов Вьетнама. Низкое качество электрической энергии вызывает дополнительный экономический ущерб. Для повышения качества электрической энергии необходимо применение специальных технических средств, одним из которых являются активные фильтры гармоник. Оценка качества электрической энергии в системе электроснабжения угольного карьера выполнена инструментальным методом прибором PQ-Box150 для измерения показателей качества электрической энергии и параметров режима. Проведен анализ измеренных показателей качества электрической энергии и параметров несинусоидального режима. Результаты анализа показателей, характеризующих степень искажения формы кривой напряжения, свидетельствуют о превышении ими предела, установленного в нормативных документах Вьетнама. Результаты анализа измеренных параметров несинусоидального режима свидетельствуют также о наличии широкого спектра интергармоник напряжения и тока. Проведен анализ режима реактивной мощности на основной частоте. Анализ показал, что коэффициент мощности нагрузки в одной из фаз меньше значения, установленного в нормативных документах Вьетнама. На основании анализа результатов измерений показателей качества электрической энергии и параметров несинусоидального режима величин коэффициента мощности нагрузки и реактивной мощности основной частоты, характеристик активных фильтров гармоник принято решение о возможности применения активного фильтра гармоник для снижения несинусоидальности напряжения и повышения коэффициента мощности нагрузки в системе электроснабжения угольного карьера.

Цель - разработка рекомендаций по выбору математической модели асинхронного генератора в оценивании состояния электроэнергетической системы, т.к. на сегодняшний день распределительные сети недостаточно оснащены измерительными приборами, следствием чего является низкая избыточность измерений. Вместе с техническими мероприятиями по увеличению объемов информации необходимо развивать методы математической обработки данных, к которым принадлежат задачи достоверизации измерений и оценивания состояния. В работе рассматривается проблема выбора математической модели асинхронного генератора, которая получила широкое распространение на ветровых электростанциях в задаче оценивания состояния электроэнергетической системы. В данной работе применяются две математические модели асинхронного генератора: PQ- и RX-модели. Проведены исследования качества полученных оценок активной мощности асинхронного генератора в зависимости от используемой модели генератора, и выданы рекомендации по выбору модели. Выбранная математическая модель должна обеспечить возможность решения задачи достоверизации измерений и не стать причиной потери наблюдаемости узла. Рекомендации разработаны на основе анализа матрицы Якоби, структура которой определяется составом измерений. Расчеты выполнены на 30-узловой тестовой схеме IEEE при использовании смоделированных на базе заданных графиков нагрузки и генерации данных ветровой станции. По результатам исследований разработаны следующие рекомендации: если измерение активной мощности асинхронного генератора принадлежит к группе с низкой избыточностью, то следует использовать RX-модель для возможности решения задачи достоверизации измерений активной мощности асинхронного генератора и перетока активной мощности в линии, отходящей от этого узла; если измерение активной мощности является критическим, то следует использовать PQ-модель для обеспечения наблюдаемости данного узла.

Целью исследования представленной статьи является анализ энергетических показателей импульсных полупроводниковых преобразователей, в т.ч. такой важной характеристики их работы как коэффициент полезного действия. Для достижения данной цели применялись методы имитационного моделирования в среде Simulink программного комплекса MATLAB 7.5, в частности использовались блоки из библиотеки SimPowerSystem. Авторами разработаны модели полупроводниковых преобразователей с широтно-импульсной модуляцией с одним силовым ключом на транзисторе типа IGBT и полупроводникового преобразователя с частотно-импульсной модуляцией с четырьмя силовыми ключами на незапираемых тиристорах типа SCR. Корректность функционирования разработанных авторами моделей доказана с помощью экспериментальных исследований, проведенных на лабораторных макетах импульсных преобразователей, реализованных в лаборатории силовой электроники кафедры электропривода и электрического транспорта. В статье приведены результаты исследований разработанных моделей полупроводниковых преобразователей с широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляцией, сняты динамические и статические характеристики импульсных полупроводниковых преобразователей. Анализ полученных статических характеристик схем импульсных преобразователей показал, что жесткость выходных характеристик преобразователя с частотно-импульсной модуляцией выше, чем у преобразователя с широтно-импульсной модуляцией. Результаты расчетов коэффициента полезного действия импульсных полупроводниковых преобразователей, проведенные на основе анализа статических выходных характеристик, приводят к заключению, что коэффициент полезного действия полупроводникового преобразователя с частотно-импульсной модуляцией более чем на один процент выше коэффициента полезного действия полупроводникового преобразователя с широтно-импульсной модуляцией. Разработанные модели преобразователей с широтно-импульсной и частотно-импульсной модуляцией могут применяться для исследования управления угловой скоростью электроприводов постоянного тока.

Целью данной работы является исследование критериев выбора составов топлив при их сжигании в газотурбинных установках с незначительными переделками топливной системы. При работе и пусках газотурбинных установок все параметры топлива должны удовлетворять требованиям по качеству. Основным видом топлива для газотурбинных установок, входящих в состав парогазовых установок, является природный газ. Однако газотурбинные установки обладают способностью сжигать широкий спектр газообразных топлив. Свойства каждого топлива могут существенно различаться из-за содержания основных компонентов и примесей в составе, что существенно влияет на состав продуктов сгорания, т.е. на его термодинамические свойства. Очевидно, что это влияние оказывается и на интегральные параметры газотурбинной установки. Серьезным параметром в этом случае является расходная характеристика топливного газа, т.к. система автоматического регулирования может устойчиво работать, выполняя свои функции, в определенном пределе этой расходной характеристики. Существуют специальные методики, например, индекс Воббе, который позволяет с определенной точностью рекомендовать применение того или иного топливного газа для данной газовой турбины без перенастройки системы автоматического регулирования. В данной работе в качестве исследуемой турбины выбрана газотурбинная установка GE PG111 6FA. Для исследования влияния топлива на характеристики турбины создана математическая модель. Для исключения повреждений камеры сгорания и тракта горячих газов необходимо выполнять требования по конденсации влаги и углеводородов в топливном газе, поэтому представлены зависимости конденсации углеводородов и влаги в топливном газе. Показано влияние значений индекса Воббе на работоспособность топливных систем газовой турбины, где допустимо использовать топливный газ, удовлетворяющий индексу Воббе. В работе рассмотрено 4 топливных газа, но только газ Степановского месторождения удовлетворяет требованиям индекса Воббе, его можно использовать взамен исходного без модернизации и переделки топливной системы.

Цель работы - рассмотреть вопросы формирования выборки данных, необходимой для обучения и тестирования нейросетевых алгоритмов краткосрочного прогнозирования электропотребления, на основании анализа факторов, влияющих на поведение временного ряда электрической нагрузки потребителей гарантирующего поставщика. В данном исследовании использованы методы математической статистики, корреляционного и факторного анализов. Рассмотрено влияние факторов времени, метеорологических условий, надежности электросетевого оборудования, режима работы крупных потребителей электроэнергии, наличия центрального отопления и водоснабжения в населенном пункте на электрическую нагрузку потребителей гарантирующего поставщика. Осуществлен отбор основных факторов, оказывающих решающее воздействие на поведение временного ряда потребления электроэнергии. Выполнено объединение нескольких факторов в один с целью снижения размерности факторного пространства. Рассмотрены вопросы формирования выборки статистических данных, необходимой для краткосрочного прогнозирования потребления электроэнергии с помощью инструментов искусственного интеллекта и машинного обучения. На основании данной выборки происходит обучение и тестирование прогнозных моделей. Поведение временного ряда потребления электроэнергии в основном определяется временными и метеорологическими факторами. Для временного ряда электропотребления гарантирующего поставщика также определяющими являются факторы: отключение электросетевого оборудования 6-220 кВ; режим работы потребителей электроэнергии с мощностью 670-10000 кВт; наличие центрального отопления и водоснабжения в отдельном населенном пункте, которые считаются незначительными для электрической нагрузки энергосистемы в целом. При рассмотрении группы метеорологических факторов выяснено, что на почасовые объемы электропотребления влияет не только величина температуры наружного воздуха, но и изменения температурного режима, происходящие в предшествующий период.

Целью работы является исследование возможностей повышения надежности электроснабжения отдаленных потребителей в электрических сетях с распределенной малой генерацией путем применения реклоузеров и соответствующего управления. В распределительных электрических сетях растет доля малой генерации на базе возобновляемых источников энергии в локальных районах с собственными потребителями, при этом потребители, находящиеся в отдаленных районах, преимущественно сельских, все еще страдают от поставляемой им некачественной электроэнергии и низкой надежности электроснабжения, хотя, в случае потери основного источника, электроснабжение всех или части потребителей в таких районах может осуществляться от имеющейся в них малой генерации. Отсутствие надлежащей технологии управления сетью с распределенной малой генерацией при потере основного источника не позволяет полноценно использовать эту возможность обеспечения надежного электроснабжения потребителей в таких районах. Предлагается и исследуется способ децентрализованного управления отделением районов сети с собственной генерацией при потере основного источника электроснабжения с последующим восстановлением нормальной схемы и режима на реклоузерах электрической сети. Такие районы приобретают свойства Microgrid, способной работать как автономно, так и параллельно с внешней сетью. Деление и восстановление целостности происходит в автоматических пунктах секционирования с реклоузерами, при этом восстановление целостности сети с параллельной работой источников нуждается в проведении синхронизации частей на удаленных от источников реклоузерах. Для решения данной задачи предлагается добавление синхронизатора в шкаф управления реклоузера.

Целью исследования является анализ резонансных режимов в электроэнергетических системах с тяговой нагрузкой, а также изучение взаимного влияния тяговой сети и сети внешнего электроснабжения. Одной из основных причин ухудшения качества электроэнергии в сетях высокого напряжения являются мощные нелинейные нагрузки. К числу таких нагрузок относятся системы тягового электроснабжения, значительное влияние они оказывают на системы электроснабжения с малой мощностью короткого замыкания. Рассмотрена имитационная модель системы электроснабжения с тяговой нагрузкой, реализованная в программном комплексе Matlab. С помощью предложенной модели исследовано влияние на резонансные режимы различных параметров системы электроснабжения, в том числе длину линий, мощность короткого замыкания системы внешнего электроснабжения, а также спектральный состав токов электроподвижного состава на степень искажения напряжений в тяговой и внешней сетях. Получены аналитические выражения, позволяющие определить частоты резонансов системы «внешняя сеть - тяговый трансформатор - тяговая сеть». С помощью имитационной модели проведен анализ резонансных режимов в системе электроснабжения, включающей тяговую сеть переменного тока и внешнюю сеть. Показано, что причиной искажений напряжения в системах электроснабжения с тяговой нагрузкой являются несинусоидальные токи и резонансные режимы тяговой сети, возникающие в системе внешнего электроснабжения. При исследовании резонансных режимов систему тягового электроснабжения и внешнюю сеть следует рассматривать как единую систему. Ее частотные характеристики имеют резонансные максимумы, частота и амплитуда которых зависят как от параметров тяговой сети, так и параметров систем внешнего электроснабжения.

Целью работы является создание алгоритма, на основе которого программное обеспечение позволит спрогнозировать получаемую траекторию снятия припуска, что предоставит возможность создавать точением различные поверхности. Экономические реалии в производственном секторе экономики постоянно подталкивают производителей к снижению затрат на производство продукции, при этом качественные показатели должны только возрастать. Анализ и применение инновационного способа обработки позволяют по-новому взглянуть на использование и модернизацию современного оборудования, имеющегося на производстве, и расширить его технологические возможности за счет сокращения числа операций, выполненных на различных типах металлорежущего оборудования, а также автоматизации процесса получения требуемой конфигурации поверхности с возможностью быстрой переналадки, что ведет к увеличению производительности и расширению номенклатуры выпускаемых изделий. Выполнена схема получения поверхности при токарной обработке вращающимся инструментом, получены формулы для производства сложного несимметричного профиля изделия, составлен алгоритм и разработан программный код в среде Scilab для моделирования с целью получения перемещения режущего инструмента по сложной траектории и его анализа. Рассчитаны перемещения инструмента за один оборот заготовки, построена модель траектории перемещения инструмента. Сформирована таблица данных моделирования профилей, получаемых при различных частотах вращения инструмента и заготовки. Созданные авторами алгоритм и на его основе программное обеспечение позволяют спрогнозировать получаемую траекторию снятия припуска, что даст возможность точением делать различные поверхности, в т.ч. получать эллипсы, многогранники, кулачки в виде плоских спиралей и т.п.

Цель - разработка установки для повышения твердости поверхностного слоя цилиндрических деталей из низкоуглеродистых сталей. В качестве источника плазменной дуги использован аппарат аргонодуговой сварки. Движения горелки и детали обеспечиваются числовым программным управлением, позволяющим выполнять определенные операции по командам, т.е. установка работает по режимам специально созданной программы в течение рабочего цикла без вмешательства оператора. Поэтому данная установка позволяет обрабатывать детали сложной геометрической формы с заданной точностью. Для осуществления цементации использовали пасту следующего состава: графит, жидкое стекло, вода. Жидкое стекло растворяется в воде, и после сушки образуется коллоидный раствор с порошком графита. Была разработана компоновка установки и выбраны основные узлы. Установка состоит из: персонального компьютера для управления процессом; источника питания TIG 250P; источника плазменной дуги; направляющих, с расположенными на них механизмами обеспечения движения столов и горелки; стола для закрепления плоской детали; стола, снабженного кулачковым патроном для закрепления и вращения цилиндрической детали. Важным элементом в работе на установке является ПК персональный компьютер, контролирующий весь технологический процесс повышения твердости. Приведены результаты исследования образцов после обработки на спроектированной установке. Установка обеспечивает контролируемый процесс нагрева поверхностного слоя металла. На поверхности упрочненного металла наблюдается темно-белый слой повышенной твердости. Твердость данного слоя достигается до 50-55 HRC, шероховатость находится в пределах 3-10 мкм. Разработанная установка позволяет автоматизировать процесс плазменной цементации с высокой точностью, следовательно, можно значительно сократить время цементации и обеспечить равномерное качество свойств цементируемых слоев.

В авиастроении для получения необходимой формы длинномерных панелей и обшивок успешно используется технология дробеударного формообразования с последующей зачисткой лепестковым кругом, включающая в себя последовательно выполняемые операции дробеударного формобразования, зачистки и дробеударного упрочнения. Для реализации этой технологии была спроектирована и изготовлена специальная установка УДФ-4 (дробеударного формообразования - 4 вариант модернизации). Для оптимизации операции зачистки последний вариант этой установки оснащен системой числового программного управления и револьверной зачистной головкой с 4 лепестковыми кругамии. Зачистка поверхностей двойной кривизны предусматривает использование как цилиндрических, так и профилированных кругов. В представленной работе рассмотрен вариант использования цилиндрических лепестковых кругов. Возможность выбора в процессе зачистки в зависимости от кривизны и ширины панели или обшивки необходимого по ширине и форме круга заметно расширили технологические возможности установки. В то же время возникла проблема выбора конкретного лепесткового круга для текущих условий обработки. Цель работы - выбор ширины цилиндрического лепесткового круга для револьверной головки при зачистке поверхностей двойной кривизны. В работе приведены результаты исследования влияния кривизны зачищаемой поверхности для четырех значений ширины круга при различной величине осадки (величина деформации круга от его прижатия к обрабатываемой поверхности). Приведены аналитические и графические зависимости связи величины осадки и кривизны панели для конкретных значений ширины выбранных кругов, позволяющие оценить возможности успешной по производительности зачистки крупногабаритных обводообразующих деталей. Исходя из приведенных данных, лепестковый круг шириной 100 мм может применяться для обработки панелей с радиусом кривизны от 2,5 м и более при любой величине осадки лепестков (от 0,5 до 3,5 мм). Круг шириной 200 мм может использоваться для обработки панелей с радиусом кривизны более 10 м в рассматриваемом диапазоне деформации лепестков, а круг шириной 300 мм - для обработки панелей с радиусом кривизны свыше 22,5 м.

Цель - обнаружение внутренних дефектов (тонкие пустоты, непроклей, дефекты пайки и сварки) в многослойных конструкционных материалах (металлических многослойных изделиях, углепластиках, пластмассовых и тонкопленочных изделиях) с использованием современных средств тепловизионного контроля и эффективных программ обработки данных. В статье приведены результаты изучения метода динамической тепловой томографии в задачах выявления внутренних дефектов многослойных и однородных изделий. С использованием высокопроизводительного метода динамической тепловой томографии проведены исследования по обнаружению тонких внутренних дефектов в виде пустот, некачественной склейки слоев в многослойных изделиях. При проведении экспериментов использовались тепловизор FLIR E60, программная среда FLIR Tools и программное обеспечение ThermoFit Pro. Динамическая тепловая томография позволяет более точно оценивать параметры внутренних дефектов. В тепловом контроле максиграммы и таймограммы зависимы от глубины и толщины дефектов и, следовательно, могут быть применены в дефектометрии. Используется одномерный алгоритм определения параметров дефектов, при котором не учитываются поперечные размеры дефектов. Алгоритм основан на комбинировании максиграмм и таймограмм. Получены результаты тепловизионного контроля в виде последовательности инфракрасных изображений. Данная последовательность обработана в программе ThermoFit Pro для получения таймограмм и максиграмм. На основании полученных результатов были сформулированы преимущества и недостатки исследуемой методики и программного обеспечения тепловизионного контроля. Метод динамической тепловой томографии может широко применяться для контроля многослойных изделий из различных материалов, в частности, в авиастроении при изготовлении и контроле композитных материалов.

Цель - разработать рекомендации по выбору инструментальных покрытий, рациональных при токарной обработке коррозионностойкой специализированной нержавеющей стали марки 09Х17Н7Ю. Для имитационного моделирования использована программная среда Deform. Моделирование выполнено по нескольким параметрам, в т.ч. по параметрам «температура», «напряжение», «деформация». Результаты моделирования сопоставлены с эксплуатационными параметрами (величиной износа инструментального материала). Имитационное моделирование проведено для различных 11 видов покрытий на твердосплавном субстрате марки ВК8. В качестве базового инструментального материала взят инструментальный твердый сплав марки ВК8, остальные инструментальные материалы отличаются лишь архитектурой (конструкция, состав, структура и метод нанесения) покрытий, нанесенных на субстрат ВК8. Инструментальные материалы распределены в последовательности по рациональности применения для обработки коррозионностойкой специализированной нержавеющей стали марки 09Х17Н7Ю, не имеющей аналогов по своим физико-механическим характеристикам и эксплуатационным свойствам. Область применения данной стали постоянно расширяется. Установлено, что для продольной токарной обработки стали марки 09Х17Н7Ю наиболее рациональны многослойные инструментальные покрытия TiCN (5 мкм) + (TiAl)N (3 мкм) + Аl₂O₃ (5 мкм) + TiС (5 мкм); Аl₂O₃ (2 мкм) + (Ti)CN (5 мкм) + (TiAl)N (3 мкм) + TiN (3 мкм); (TiAl)N (3 мкм) + Al₂O₃ (3 мкм) + (TiAl)N (3 мкм) + Al₂O₃ (3 мкм). Результаты, полученные имитационным моделированием, были проверены экспериментально. Достигнуто хорошее совпадение результатов (коэффициент регрессии изменялся в пределах от 0,9806 до 1,0). В результате имитационного компьютерного моделирования выявлены и подтверждены экспериментально наиболее рациональные инструментальные покрытия, необходимые при токарной обработке специализированной нержавеющей стали марки 09Х17Н7Ю.

Цель работы - расчет ожидаемой экономической эффективности производства первичного алюминия (на примере АО «РУСАЛ Красноярск») за счет увеличения применения глинозема, получаемого из нефелинового сырья методом спекания на Ачинском глиноземном комбинате. Была проведена серия экспериментов по определению оптимальных условий охлаждения нефелиновых спеков с использованием лабораторной муфельной печи SNOL 6,7/1300. В качестве объекта исследований использовали промышленной образец известняково-нефелино-содовой шихты. Для определения фазового состава спеков использовался дифрактометр ДРОН-6 (Россия). Условия спекания шихт: скорость нагрева навески шихты - 10,4°С/мин, выдержка при температуре 1250°С - 15 мин. Установлено, что влияние скорости охлаждения на содержание α'-модификации в 2CaO^.SiO₂ спека носит обратный характер. По данным фазового анализа не отмечено изменений качественного и количественного состава по другим фазам (алюминат натрия, феррит кальция, карнегиит), составляющих структуру спека. Это указывает на то, что при охлаждении происходит развитие только твердофазных реакций перекристаллизации 2CaO^.SiO₂. Из полученных зависимостей изменения содержания модификаций при охлаждении спеков c различными скоростями видно, что наблюдается характерное изменение наклона кривой, отражающей содержание α'-, β-форм 2CaO^.SiO₂ в спеках при температуре 1000°С для всех скоростей охлаждения. Было установлено, что достаточно медленно (со скоростью не более 15°С/мин) охладить нефелиновый спек только до 1000°С, чтобы процесс перехода из α'- в β-модификации 2CaO^.SiO₂ полностью завершился. По результатам проведенного технологического выщелачивания полученных спеков и обработки экспериментальных данных охлаждения (при 1250-1000°С) спеков на содержание α'-формы 2CaO^.SiO₂ в спеке установлено, что снижение содержания данной модификации на каждый 1% приводит к повышению извлечения глинозема на 0,2%. Ожидаемый годовой эффект от снижения себестоимости получения 1 т первичного алюминия за счет экономии на приобретение глинозема импортного производства составил 55830 тыс. руб.

Цель - актуальная проблема утилизации накопленных медьсодержащих промпродуктов обогащения. Определяли равновесное раcпределение Pb, Zn, S в системе «Cu-Zn промпродукт-CaCO₃-C-сульфидно-металлический продукт-газовая фаза (возгоны Pb, Zn)», соответствующей условиям прокалки медно-цинкового сульфидного промпродукта. Для решения поставленной задачи использовали метод термодинамического моделирования с применением пакета прикладных программ «HSC Chemistry 6» (Финляндия). В качестве исходных реагентов принимали сульфидный медно-цинковый промпродукт с содержанием, % масc.: Cu - 10,14; Zn - 22,70; Pb - 0,49; Fe - 21,00; S - 36,29; CaO - 0,51; SiO₂- 2,49; Al2O3 - 5,47; кокс с содержанием - 80,0% масc. С и известняк - с 94,91% масс. CaCO₃. Также моделировалось равновесное распределение компонентов медно-цинкового промпродукта между исходными реагентами и продуктами прокалки в зависимости от температуры, характерной для твердофазных реакций. Выполнено термодинамическое моделирование твердофазного равновесного распределения компонентов изучаемой смеси при температуре 1150^оС. Показана возможность извлечения цинка в газовую фазу более 90%, металлизации железа и образования CaS. Твердый остаток после обесцинкования содержит, % масс.: CaS - 48,7; Fe_мет - 15,0; С - 3,4. И может быть использован для обеднения шлаков автогенной плавки в плавильном агрегате «Победа». Выполненное термодинамическое моделирование металлургических систем, в частности, прокалки медно-цинковых материалов в смеси с известняком и коксом, свидетельствует о возможности решения оптимизационных задач с применением информационных технологий. Технологическая эффективность применения сульфидно-металлического продукта доказана на примере электропечного обеднения конвертерных шлаков состава, % масс.: Cu - 3,75; Zn - 6,64; Fe - 43,79; SiO₂ - 21,88. Достигнуто извлечение меди в штейн 96%, были получены штейн (>20% Сu) и отвальный шлак (0,3% Cu). Расход сульфидно-металлического продукта при этом составил 15% от массы шлака.

Цель работы - получение новых сведений о поведении окисленных и сульфидных руд Озерного месторождения при термическом разложении. Основной сырьевой базой свинцовой и цинковой промышленности являются комплексные полиметаллические свинцово-цинковые руды, обычно содержащие и другие полезные компоненты, такие как медь, серебро. В Российской Федерации и на мировом рынке сохраняется дефицит цинка и свинца. В этой связи освоение крупнейшего Озерного полиметаллического месторождения (Республика Бурятия) позволило бы полностью покрыть дефицит страны по цинку и частично снизить его по другим цветным металлам. Однако руды месторождения по минеральному и фазовому составам являются неоднородными и сложными, характеризуются увеличением доли труднообогатимых руд с более тонкой вкрапленностью сульфидных минералов и повышенным содержанием окисленных форм. Эффективность переработки тонковкрапленных сульфидных и окисленных свинцово-цинковых руд может быть достигнута новым методом, включающим комбинированные методы на основе парогазовой технологии, позволяющей в одном аппарате реализовать процессы селективного вскрытия и активирования сложных минеральных комплексов. Дифференциальный термический анализ проводился на приборе Netzsch STA 449 F1 Jupiter. Термограммы снимали в платиновом тигле, в атмосфере аргона и линейном нагреве до 850^оС. По результатам проведенного термического анализа технологических проб руд Озерного месторождения установлено, что термическое разложение окисленной руды относительно потери массы происходит в два этапа (при 246-318^оС - дегидратация гетита; свыше 360^оС - разложение карбонатов и плюмбоярозита), а разложение сульфидной руды - в три (последовательное разложение различных карбонатов, термическая диссоциация пирита с образованием магнетита и выделением серы). Были определены тепловые эффекты реакций и температурные интервалы разложения основных соединений исследуемых образцов.

Цель - влияние способа осуществления технологических операций загрузки сырья на колошник печи и его распределение по поверхности на показатели процесса восстановления кремнезема углеродом в печах с погруженной электрической дугой. Применяли прямое физическое моделирование. Эксперименты проводились в крупнолабораторных условиях на одноэлектродной печи мощностью 200 кВ·А Химико-металлургического института им. Ж. Абишева (Казахстан). Также производили активный промышленный эксперимент в печи мощностью 30 МВ·А ТОО «Tau-Ken Temir». В крупнолабораторной печи проведено две кампании плавок с различным подходом к обработке колошника: в первый период - без соблюдения баланса энергетического и материального потоков в системе с принудительной осадкой шихты неконтролируемой интенсивностью подачи шихты, во втором - с обеспечением указанного баланса. Аналогичная работа проводилась в течение 3 суток в промышленных условиях. Были рассчитаны фактически достигнутые технологические показатели: удельный расход электроэнергии, средняя активная мощность и производительность печи, мощность на единицу площади пода печи. Составлен материальный баланс плавки по Fe, Al, Ca, Si. Впервые для оценки сбалансированности загрузки использовали понятие избытка шихты по отношению к потребности в шихте при текущей мощности печи. Принимали эту величину как отношение фактически загруженных в печь навесок к теоретически рассчитанному количеству навесок, обеспечивающему гармонизацию материального и энергетического потоков в печи. В процессе исследований было доказано, что увеличение интервала между обработками колошника до 30 мин и достижение гармонизации между материальным и тепловым потоками в рудно-термической печи позволяют увеличить извлечение кремния минимум на 10-15%. Стабилизируются колебания фазного тока. Установлено, что на основе концепции балансирования возможно в краткие сроки вывести промышленную печь из сложных кризисных состояний.

Цель работы - исследовать некоторые физико-химические закономерности гидрохимического окисления сульфидных минералов цветных металлов в азотнокислых средах для установления термодинамической вероятности протекания тех или иных взаимодействий и определения наиболее выгодных условий ведения процессов в заданных режимах. Для оценки возможности протекания тех или иных реакций между азотной кислотой и основными минералами, присутствующими в сульфидном сырье цветных металлов, рассчитаны значения изменений энергии Гиббса и логарифмы констант равновесия реакций при различных температурах процесса. Для наглядного отображения термодинамически устойчивых соединений при изменении окислительных условий изучаемых гетерогенных систем построены диаграммы Пурбэ Eh-pH. Для наиболее точного прогноза получения необходимых продуктов взаимодействия азотной кислоты и исследуемых сульфидных минералов произведены расчеты равновесного распределения компонентов изучаемых систем для жидкой и твердой фаз. Все термодинамические расчеты проводили в программе «HSC Chemistry» (Финляндия). В результате расчетов изменения энергии Гиббса и логарифмов констант равновесия реакций взаимодействия сульфидных минералов с азотной кислотой установлена достаточно большая термодинамическая вероятность их протекания с образованием искомых соединений. Построением диаграмм Пурбэ установлены условия протекания тех или иных взаимодействий и стабильного состояния обнаруживаемых продуктов в широких диапазонах значений потенциалов и рН рассматриваемых гетерогенных систем. Проведенные расчеты равновесного распределения компонентов изучаемых систем дали возможность подтвердить результаты термодинамических расчетов и привязать их к реальным гидрохимическим условиям азотнокислотного выщелачивания по расходу кислоты для получения искомых продуктов. Выполненные исследования позволяют судить о ходе протекающих реакций и образовании тех или иных продуктов при взаимодействии основных компонентов сырья с азотной кислотой с т.зр. термодинамических закономерностей изучаемых процессов.