Разработки
http://www.vniimt.ru//section/_name/about/evelopment/

По всем направлениям деятельности института имеются реализованные или апробированные в промышленности разработки. Основные из них приводятся ниже:

1. Малогабаритный горн облегченной конструкции для зажигания агломерационной шихты.
Горн камерного типа, имеет горизонтальный свод из 2-5 съемных панелей, каждая шириной 1 м. В панелях вертикально установлены горелки с горелочными камнями. С одной стороны к панелям примыкает свод неотапливаемой передней части горна, с другой стороны - укрытие в виде козырька.
Воздух к горелкам подводится воздухопроводом, смонтированным по верху панели в направлении поперек горна. Воздухопровод является одной из основных несущих конструкций панели, к нему крепятся горелки и арматура подвески горелочных камней. Газ к каждой горелке подводится индивидуальным трубопроводом.
Свод передней неотапливаемой части горна набирается из подвесного кирпича, свод козырька может быть выполнен подвесным или арочным. Футеровка боковых стен горна включает 3 слоя: высокоогнеупорный кирпич, легковес и слой теплоизоляционного материала. Футеровка размещена в каркасе из стального проката. Каркас состоит из несущих вертикальных колонн, продольных и поперечных балок и боковых стен. Нижние продольные балки опущены ниже верхней кромки бортов спекательных тележек, выполнены полыми, охлаждаются воздухом и оборудованы рядом сопел для обдува бортов. Поперечная балка также охлаждается воздухом, водяное охлаждение на горне отсутствует.
В передней части горна реализуется режим нагрева шихты, под панелями - режим зажигания и под козырьком - режим дополнительного нагрева спека.
Горн нового образца в составе агломашин МАК-75 с шириной спекательных тележек 3 м, изготовленных ОАО "Южуралмаш", установлен на двух агломашинах ОАО "МЕЧЕЛ" (г.Челябинск) и эксплуатируется с 1999 г.
Масса горна с козырьком - 32 т, в том числе: масса металлоконструкций, включая газо-воздухопроводы в пределах горна, а также горелки - 13 т, масса горелочных камней и балочных кирпичей индивидуального исполнения - 5,5 т, рядового кирпича - 13,5 т. Расход природного газа на горн - 380-420 м3/ч, расход воздуха на горение и охлаждение бортов тележек - 5000-600 и 3000-3500 м3/ч, удельный расход тепла на зажигание около 30 тыс.ккал/т агломерата. Экономия природного газа составила 6 кг у.т/т продукта.

2. Технологическая схема и системы отопления газовых шахтных печей для обжига известняка, позволяющие проводить реконструкцию существующих агрегатов и строительство новых с высокой степенью обжига (СаО+МqО = 92 94%) и низкими удельными расходами топлива.
Столь высокие показатели работы противоточной шахтной печи достигаются за счет двухуровневой подачи греющих газов в слой известняка. Причем, основная часть теплоносителя от выносных топок и природный газ подается непосредственно в зону обжига (верхний ярус), где происходит процесс активной декарбонизации с поглощением большого количества тепла. В нижнюю часть печи (нижний ярус) подается до 40 45% тепла, в этой зоне процесс декарбонизации уже заканчивается и температура теплоносителя ограничивается уровнем 1200-1250
oС.
Вышеприведенная схема реализована (совместно со специалистами УГТУ-УПИ) при реконструкции известково-обжигательных печей Николаевского глиноземного завода. После годовой эксплуатации получены следующие показатели работы: СаОакт. = 92 94%, удельный расход условного топлива 150-155 кг/т извести.

3. Роторно-вихревая (циклонная) сушилка для высоковлажных, вязких, пастообразных материалов.
В устройстве используется циклонный способ обработки материала скоростным потоком теплоносителя в горизонтальном реакторе. Удельный влагосъем 300-700 кг Н2О/м3ч. Реализована в 1998 году на Свердловском госплемзаводе.

4. Установка обезмасливания прокатной окалины.

Используется также циклонный способ обработки материала. Удельная производительность 0,8-1,0 м3/ч. Ведется монтаж на ОАО "Первоуральский новотрубный завод". Предполагаемые сроки пуска - 2003 г. Установка может быть использована для прокалки дисперсных материалов до 900-1000
oС. Технология прошла опытную проверку на Лисаковском ГОКе (Республика Казахстан) в 2001 году.

5. Продувочные устройства для газопорошковых металлургических технологий:
а) газопорошковой продувки металла через донные фурмы;
б) заглубленной инжекции порошков в расплав через погружаемую фурму;
в) подачи нескольких видов порошков в дуговую электропечь через верхнюю фурму;
г) вдувания пылеугольного топлива в горн доменной печи.
Продувочные устройства конструкции ВНИИМТ обеспечивают:
1) одновременный ввод в агрегат через одну фурму нескольких порошков при независимом управлении расходом каждого порошка; 2) быстрое смешение нескольких порошков перед их вводом в технологический агрегат в гомогенизаторе аэрофонтанного типа; 3) стабильную выдачу и безынерционное регулирование расхода каждого порошка с помощью аэрационных питателей; 4) транспорт порошков без пульсаций расходов и давлений, в том числе и при высоких концентрациях; 5) равномерное или регулируемое распределение порошков по фурмам с использованием делителя потока газовзвеси; 6) разгон твердых частиц в соплах продувочных фурм до скоростей, необходимых для безусловного их внедрения в жидкость или металл; 7) заглубленную инжекцию больших порций порошка и газа без раскачки жидкости или металла и выноса частиц порошков на поверхность.
Виды транспортируемых порошков - известь, шпат, кварцит, уголь, железная руда, силикокальций. Характеристики транспортируемых порошков - угол естественного откоса до 350; размер частиц до 2 мм; плотность частиц до 4500 кг/м. Производительность по порошку - 1-3000 кг/мин. Глубина регулирования производительности по порошку - 2-5 раз. Режим дозирования - периодический, непрерывный. Транспортирующий газ - аргон, азот, воздух, кислород. Массовая концентрация порошка в транспортирующем газе - 1-300 кг/кг. Дальность транспортирования - от нескольких метров до трех километров. Погрешность гомогенизации смесей порошков перед их вдуванием в агрегаты - менее 10%. Неравномерность распределения порошка по фурмам - 5%. Скорость частиц на выходе из разгонных сопел фурм - до 350 м/с.
Одна из самых сложных проблем пылевдувания - проблема равномерного или регулируемого распределения порошка фурмам - решается в продувочных комплексах ВНИИМТ с помощью газодинамической системы, включающей в себя делитель потока газовзвеси. Вариант равномерного распределения порошка с погрешностью до 5% реализуется с помощью устройства, самонастраивающегося на требуемую точность распределения, в том числе и тогда, когда имеет место неравенство гидравлических сопротивлений отводящих пылепроводов или когда возникает различное противодавление в фурмах. Вариант регулируемого (заданного) распределения реализуется с помощью устройства, обеспечивающего изменение расхода порошка в каждом пылепроводе путем впуска в него дополнительных порций технологического газа, рассчитываемых компьютером. Погрешность регулирования расхода порошка при этом не превышает 10%.
Продувочные комплексы ВНИИМТ внедрены на 250-тонных конвертерах меткомбината им.Дзержинского (1986 г.), доменной печи объемом 2000 м3 Западно-Сибирского металлургического завода (1968 г.), установках по доводке плавки в ковшах меткомбината "Азовсталь" (1985 г.), "Северсталь" (1988 г.) и на металлургическом заводе в Аджаокуте (Нигерия, 1990 г.).

6. Малогабаритные установки припечной грануляции жидкого металла, шлаков и других видов расплавов.
Одной из последних разработок является установка припечной грануляции шлаков обеднительных печей Надеждинского металлургического завода ОАО "ГМК "Норильский никель" (2000 г.). Она является аналогом ранее внедренных установок припечной грануляции доменных шлаков у крупнейших доменных печей: № 9 "Криворожстали" (1974 г.), № 6 Ново- липецкого комбината (1978 г.), № 5 Череповецкого меткомбината (1982 г.) и в ряде других зарубежных объектах. В состав установки входит гранбассейн с вытяжной трубой, эрлифтная камера с шлаковым эрлифтом, камера осветленной воды с водяным эрлифтом либо перекачивающим насосом, обезвоживатель карусельного типа и транспортеры.
Технические характеристики:
Годовая производительность по шлаку: более 1 млн.т.
Интенсивность приема жидкого шлака:
номинальная - 3 5 т/мин
максимальная - 10 15 т/мин (кратковременно)
Влажность обезвоженного граншлака - менее 10%
Расход оборотной воды - 3 5 т на 1 т жидкого шлака
Давление грануляционной воды - 0,2 0,3 МПа
Расход воздуха на эрлифт - 3 5 тыс.м3/час
Давление воздуха на эрлифт - 120 140 кПа
Кроме того, разработаны: малогабаритная установка грануляции шлака барабанного типа с механическим гранулятором на интенсивность приема жидкого шлака до 2-3 т/мин для доменных печей объемом до 2000 м3; установка для получения шлакопемзового гравия из доменных шлаков; несколько типов установок для использования тепла шлака с получением мелкого шлакового щебня.

7. Регенеративная система отопления камерных нагревательных и плавильных печей, позволяющие экономить до 50% природного газа и получать, при необходимости, факел с температурой 2000
oС и выше.
Устанавливается как вместо существующих традиционных систем отопления на реконструируемых печах, так и на вновь сооружаемых. Может использоваться для сжигания отходов, нагрева воды, получения пара и т.д. Включает в себя: компактные керамические регенераторы, специальные горелочные блоки, вентилятор, дымосос, воздушные, дымовые и газовые клапаны. Компоновка регенераторов с горелочными блоками осуществляется по месту.
Принцип работы. Может работать на газообразном и жидком топливе в короткоцикловом режиме переключения, за счет чего достигается компактность регенераторов.
Преимущества по сравнению с традиционными системами отопления заключаются в следующем:
экономия топлива до 50% и более, вследствие глубокой утилизации тепла за счет подогрева воздуха горения и низкой температуры уходящих газов;
- снижение времени нагрева за счет увеличения лучистой составляющей теплообмена вследствие повышения светимости факела;
- повышение равномерности нагрева металла за счет интенсивной циркуляции продуктов сгорания в печи вследствие высокой скорости газа на выходе огнеупорного канала горелки;
- отсутствие проблем с заменой трубчатых регенераторов вследствие прогара труб и утечек воздуха;
- исключение футерованных газоходов и трубопроводов;
- перекидной клапан работает при относительно низких температурах и для его изготовления не требуется специальных жаропрочных материалов;
- возможность использования избыточного воздуха с минимальным снижением теплового КПД печи, что особенно важно для установок по сжиганию горючих отходов.
Система отопления с компактными регенеративными насадками прошла испытания на 25-тонной печи для плавки алюминия и внедрена на печи с выкатным подом для нагрева под прокатку титановых слябов ВСМПО.

8. Оборудование воздушного охлаждения катанки
Оборудование для термообработки катанки в линиях STELMOR, находящееся в эксплуатации в проволочных линиях мелкосортных станов (стандартный Stelmor), как правило, не всегда удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым к качеству и сортаменту производимой металлопродукции. Для расширения технологических возможностей проволочных агрегатов разработано новое оборудование воздушного охлаждения катанки, движущуюся после виткообразователя по роликовому транспортеру.
Линия термообработки включает:
- секции интенсивного охлаждения;
- секции термостата;
- секции окончательного охлаждения.
Секция интенсивного охлаждения катанки состоит из дутьевого вентилятора (Q = 80000 м3/ч; Нп = 4400 Па; Nэл. = 160 кВт), диффузора, напорного короба, соплового аппарата и системы воздухораспределения.
Секции термостата оборудованы энергетическими модулями, состоящими из циркуляционного вентилятора (Q = 5000 м3/ч, Нп = 500 Па, Nэл. = 5 кВт), электронагревателя (Nэл. = 50 кВт) и воздухораспределительной системы.
Секция окончательного охлаждения включает дутьевой вентилятор (Q= 55000 м3/ч, Нп = 2000 Па, Nэл. = 55 кВт), диффузора, напорного короба и соплового аппарата.
Количество каждых секций определяется производительностью и специализацией агрегата. Длина каждой секции 4000 мм.
Управление приводами вентиляторов секций интенсивного охлаждения производится посредством частотных преобразователей; напорные короба секционированы, предусмотрено регулирование интенсивности воздушных потоков по ширине рольганга. Скорость охлаждения катанки составляет 50 
oС/с, что в сочетании с изотермической выдержкой металла в термостате дают возможность реализации процесса воздушного патентирования.

В секциях термостата циркулирует воздух при температуре выдержки металла 650oС. В каждой секции температура циркулирующего воздуха поддерживается автоматически.
Представленное оборудование расширяет технологические возможности проволочных станов в особенности при производстве проволоки специальных сталей. Внедрено на Белорецком меткомбинате.

9. Водовоздушная система для регулируемой закалки проката и стальных изделий массового производства.
Может монтироваться как в потоке стана, так и за отдельно стоящими печными агрегатами. Конструкция, габаритные размеры и параметры охладителя уточняются в каждом конкретном случае с учетом сортамента, требований технологии и производительности линии. В зависимости от технологических требований в качестве распылителя может использоваться воздух или защитный газ. Для запитывания устройства водой могут быть использованы существующие в цехах магистрали или же должна быть создана автономная система водоснабжения.
Устройство имеет по сравнению с традиционной технологией закалки в масле следующие преимущества.
Достигается стабильная оптимальная структура изделия различного сортамента и химического состава при минимальных термических напряжениях и отсутствии трещин, что позволяет в 1,5-2,0 раза повысить уровень механических и служебных характеристик. Это становится возможным благодаря регулированию в широком интервале скорости охлаждения в различных температурных диапазонах. Появляется возможность внедрения эффективных и экономичных технологий, таких как термоциклирование, закалка с самоотпуском и т.д., получение деталей со светлой поверхностью.
Данная технология контролируемого охлаждения внедрена как при производстве мелких изделий (рельсовых скреплений на метзаводе в г.Н.Салда), так и толстого листа (стан "5000" ОАО "Северсталь").

10. Установки производства технологических газов для печей с защитной атмосферой:
- генераторы эндотермического газа серии ЭГМ (модульный) производительностью 35, 70 или 105 м3/ч;
- газо-эндогенератор производительностью до 100 м3/ч;
- установки для получения водорода чистотой не менее 90% производительностью свыше 1000 м3/ч;
- установки для производства углекислоты;
- оснащение существующих газогенераторов системами контроля и регулирования состава газа.
Установки обеспечивают производство технологических газов заданного состава и углекислоты пищевого качества.
Благодаря конструктивным особенностям узла каталитической конверсии природного газа и строгому поддержанию режимных параметров исключено выделение сажи в слое катализатора и снижена рабочая температура конструктивных элементов установок, что определяет их высокую ресурсность, сравнительно низкую энерго- и материалоемкость. Автоматизированные системы контроля и управления (АСКУ), входящие в состав установок, обеспечивают их безопасность, удобства в эксплуатации и гарантированное качество технологических газов.

11. Установки для выделения особо чистого водорода производительностью от 0,25 до 250 м3/ч из водородсодержащих газовых смесей
обеспечивают:
- финишную очистку водорода до 99,99999%;
- получение особо чистого водорода из диссоциированного аммиака, коксового газа и продуктов конверсии природного газа;
- повторную очистку водорода после агрегатов, использующих водородсодержащие газы.
Уникальная чистота водорода достигается применением метода селективной диффузии водорода через палладийсодержащие сплавы. Наивысшие в мире удельные показатели установок обусловлены использованием сплавов оптимального состава и организацией массообмена в диффузионных аппаратах.
В состав установок входит диффузионный аппарат, состоящий из набора диффузионных элементов, блок подготовки водородсодержащего сырья, блок утилизации сбросного газа и автоматизированная микропроцессорная система контроля и управления.
Гарантированная чистота водорода и высокая надежность установок обеспечены оригинальной конструкцией мембранных диффузионных элементов и технологий их сварки, отработанных в процессе десятилетней эксплуатации головной установки на Синарском трубном заводе в г. Каменск-Уральском Свердловской области.
Несмотря на высокие капитальные вложения, связанные в основном, с использованием драгметаллов, установки обладают низкими эксплуатационными затратами, многолетним ресурсом работы и ремонтоспособностью.

12. Универсальная огнетехническая установка для переработки промышленных и бытовых отходов (без сортировки).
Представляет собой комбинацию циклонной и вращающейся печей. В циклонном агрегате происходит сжигание жидких отходов, во вращающейся - обжиг твердых материалов. Пиролизный газ, отходящий из вращающейся печи дожигается в циклонном агрегате при высоких температурах 1300-1500
oС. Обеспечивается многократная циркуляция продуктов сгорания, уничтожение диоксинов и фуранов. Заканчивается монтаж установки на АООТ "Ревдинский завод ОЦМ" (г.Ревда). Пуск намечается в первой половине 2003 г.
Кроме того, в институте на базе производственных подразделений налажена разработка и выпуск вентиляторов и дымососов специального назначения (высокие температуры, запыленные и агрессивные среды); дутьевых фурм доменных печей с термоизоляционным покрытием из оксидов алюминия, обладающих высокой термостойкостью; медных холодильников (кессонов) для систем водяного и испарительного охлаждения металлургических агрегатов; изготовление, сертификация и паспортизация горелочных устройств различных типоразмеров и другого нестандартизированного газоиспользующего оборудования.
Поставка оборудования проводится с полным комплексом пуско- и режимно-наладочных работ и гарантийного обслуживания.

Получить более подробную информацию об институте и его разработках можно в нашей брошюре

или в кратком информационном листке: http://www.vniimt.ru/pdf/VNIIMT_072014.pdf 

 



© ОАО «ВНИИМТ» импортозамещение, энергоэффективные технологии в металлургии и машиностроении