Сучасна базова технологія виробництва сталі включає три складові частини: виплавка напівпродукту в сталеплавильному агрегаті з попередньо підготовлених залізовмісних шихтових матеріалів, основним з яких є рідкий чавун; ковшова обробка рідкого розплаву газоподібними, твердими матеріалами і вакуумом; безперервне розливання на МБЛЗ. Енергетичний та екологічний фактори залишаються визначальними при виплавці сталі. Функції агрегатів для виробництва сталі зближуються. зміна структури металошихти в сталеплавильних агрегатах в умовах високих цін на металевий лом і підвищені вимоги до якості металопродукції викликають необхідність збільшення частки чавуну в металошихти і пошуку альтернативних шлакообразующих і залізовмісних матеріалів (наприклад, сідерітових руду).

Анотація наукової статті за технологіями матеріалів, автор наукової роботи - Потапова М.В., Потапов М.Г.


RESTRUCTURING RESULTS ANALYSIS OF METAL STOCK OF STEEL FACILITIES

The modern basic technology of steel production includes three constituent parts: smelting of a semi-finished product in a steel facilities unit from preliminary prepared iron-containing charge materials, the main of which is liquid iron; the ladle treatment of liquid melt by gaseous, solid materials and vacuum; continuous ladling on CC machine. Energy and environmental factors remain decisive in steel smelting. The functions of the aggregates for steel production are approaching. The change in the structure of the metal charge in steelmaking units under the conditions of high prices for scrap metal and increased requirements for the quality of metal products necessitate an increase in the share of pig iron in the metal charge and the search for alternative slag- forming and iron-containing materials (for example, siderite ore).


Область наук:
  • технології матеріалів
  • Рік видавництва діє до: 2017
    Журнал: Міжнародний науково-дослідний журнал
    Наукова стаття на тему 'АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ РЕСТРУКТУРИЗАЦІЇ Металлошихта СТАЛЕПЛАВИЛЬНИХ АГРЕГАТІВ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ РЕСТРУКТУРИЗАЦІЇ Металлошихта СТАЛЕПЛАВИЛЬНИХ АГРЕГАТІВ»

    ?DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.66.136 Потапова М.В.1, Потапов М.Г.2

    1ORCID: 0000-0001-8404-4243, кандидат технічних наук, 2ORCID: 0000-0002-2818-6835, кандидат технічних наук, ФГБОУ ВО «Магнітогорський державний технічний університет ім. Г.І. Носова », м Магнітогорськ АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ РЕСТРУКТУРИЗАЦІЇ Металлошихта СТАЛЕПЛАВИЛЬНИХ

    АГРЕГАТІВ

    Анотація

    Сучасна базова технологія виробництва сталі включає три складові частини: виплавка напівпродукту в сталеплавильному агрегаті з попередньо підготовлених залізовмісних шихтових матеріалів, основним з яких є рідкий чавун; ковшова обробка рідкого розплаву газоподібними, твердими матеріалами і вакуумом; безперервне розливання на МБЛЗ. Енергетичний та екологічний фактори залишаються визначальними при виплавці сталі. Функції агрегатів для виробництва сталі зближуються. Зміна структури металошихти в сталеплавильних агрегатах в умовах високих цін на металевий лом і підвищені вимоги до якості металопродукції викликають необхідність збільшення частки чавуну в металошихти і пошуку альтернативних шлакообразующих і залізовмісних матеріалів (наприклад, сідерітових руду).

    Ключові слова: конвертер, дугова сталеплавильна піч, структура металошихти, частка рідкого чавуну, тепловий режим плавки, сідерітових руда.

    Potapova M.V.1, Potapov M.G.2

    1ORCID: 0000-0001-8404-4243, PhD in Engineering, 2ORCID: 0000-0002-2818-6835, PhD in Engineering, FSBEI of HE Nosov Magnitogorsk State Technical University, Magnitogorsk RESTRUCTURING RESULTS ANALYSIS OF METAL STOCK OF STEEL FACILITIES

    Abstract

    The modern basic technology of steel production includes three constituent parts: smelting of a semi-finished product in a steel facilities unit from preliminary prepared iron-containing charge materials, the main of which is liquid iron; the ladle treatment of liquid melt by gaseous, solid materials and vacuum; continuous ladling on CC machine. Energy and environmental factors remain decisive in steel smelting. The functions of the aggregates for steel production are approaching. The change in the structure of the metal charge in steelmaking units under the conditions of high prices for scrap metal and increased requirements for the quality of metal products necessitate an increase in the share of pig iron in the metal charge and the search for alternative slag- forming and iron-containing materials (for example, siderite ore).

    Keywords: converter, arc steel-making furnace, structure of metal charge, fraction of liquid iron, thermal melting mode, siderite ore.

    Сучасний етап зростання чорної металургії як і раніше базується на досягненнях в областях створення і експлуатації технічних засобів, енергетики, контролю і наукових знаннях про природу речовин і закономірності їх взаємодій. Досягнення в одній з цих областей завжди сприяють прогресивним рішенням в галузі металургії заліза.

    Історія розвитку чорної металургії говорить про циклічний характер появи нововведень в технологіях металургії чорних металів. Так, середина 19 століття знаменується появою томасівського і мартенівського способів сталеплавильного виробництва, середина 20 століття - застосуванням газоподібного кисню кисню і електричної енергії та способів її перетворення в теплову.

    У межах кожного циклу розвитку спостерігаються відхилення від монотонного і стабільного нарощування обсягів виробництва і споживання продуктів металургії чорних металів. На початку 21 століття спостерігалося стрімке зростання цін на енергію, газ, нафту, вугілля, що коксується, було відзначено загострення екологічної ситуації. Подальше падіння цін на енергоносії, зростання цін на металевий лом і посилення вимог до якості стали невеликих обсягів споживання з погіршенням екологічних факторів, перерозподіл ринків збуту зажадало вносити оперативні заходи по реструктуризації не тільки металургійного виробництва, а й технологічних процесів. У цих умовах конкурентоспроможність виробників металопродукції досягається за рахунок зниження матеріальних і енергетичних витрат на виробництво, підвищення якості продукції та продуктивності праці.

    У 21 столітті двохстадійний спосіб виробництва залізовмісних сплавів: чавуну і сталі залишається домінуючим варіантом технології за обсягами промислового виробництва чорної металургії. При цьому конвертерні процеси отримання стали добре поєднуються з доменним процесом виробництва чавуну. Конвертерні технології щодо просто адаптуються до переробки звичайного передільного, нізкомарганцовістого, фосфористого і ванадієвого чавунів. Рідкий чавун завжди складав основу металошихти конвертерів і як головне джерело заліза і як постачальник фізичного і хімічного тепла. Інші залізовмісні матеріали (металевий лом, техногенні відходи, металлізованние окатиші, залізо прямого відновлення та ін.) Виконують роль охолоджувачів процесу окисного рафінування чавуну. Від їх кількості і якості, і в цілому від структури металошихти, залежать техніко-економічні показники виробництва сталі в конвертерах [1, С. 32].

    У електросталеплавильному виробництві, як відомо, основу металошихти становить металевий лом, на переробку якого потрібні зовнішні джерела тепла: електрична енергія, газоподібне і тверде паливо. Ефективність використання джерел тепла в цих умовах багато в чому буде залежати від співвідношення цін на енергоносії. Підвищені вимоги до якості стали на тлі зниження якості металевого брухту і зростання

    його ціни змушують електрометалургів також збільшувати частку рідкого чавуну в металошихти. Фізичні й хімічні тепло чавуну змінює структуру теплового балансу електроплавкі і підсилює роль окисного рафінування технологічного процесу [2, С. 78].

    Головними системними факторами, що визначають індустріальний розвиток в 21 столітті, залишаються енергетичний і екологічний фактори. У цих умовах склалася базова технологія виробництва сталі. Вона включає три складові частини: виплавка напівпродукту в сталеплавильному агрегаті з попередньо підготовлених залізовмісних шихтових матеріалів, головним з яких є рідкий чавун; позапічна обробка рідкого розплаву газоподібними, твердими матеріалами і вакуумом; розливання готової стали на МБЛЗ.

    Завдання першої частини виплавки стали полягають в отриманні металевого розплаву із заданим хімскладу і температурою з мінімальними витратами матеріальних і енергетичних ресурсів, що не залежать від типу сталеплавильного агрегату. У зв'язку з цим спостерігається тенденція зміни структури металошихти як при виробництві конвертерної сталі, так і при випоавке металу в електричних дугових печах в бік збільшення частки чавуну як в рідкому, так і в твердому вигляді. Чавун стає домінуючим железосодержащим сировиною для отримання стали.

    На сьогоднішній день виробництво сталі в кисневому конвертері зберегло свою основу - окисне рафінування металу газоподібним киснем. Під час продувки в конвертерної ванні активно взаємодіють кисневе дуття, що знаходяться там металеві шихтові матеріали, футерування та додаткові реагенти. Вметаллургіческой промисловості реалізується кілька варіантів подачі кисневого дуття в робочий простір конвертера: зверху, знизу, збоку, комбіновано в різних поєднаннях з іншими реагентами. Продування, як правило, ведеться через водоохолоджувальну фурму зверху з питомою інтенсивністю 2,5 - 4,0 м3 / (т.мін).

    Накопичений досвід світових виробників конвертерної сталі дозволяє уточнювати і розвивати знання про механізм процесів окисного рафінування і використовувати їх в інших агрегатах в порівнянних умовах [1, С. 50], [3, С. 82].

    Стан конвертерної ванни перед продувкою і ступінь її нагретости залежать від співвідношення між завантаженими шихтових матеріалів, їх температур, температури поверхні футеровки і часу проведення технологічних операцій. При надходженні кисню починається активна взаємодія високошвидкісних газових струменів з ванною в окремих локаціях. Кожна струмінь дуття формує свою реакційну зону, що складається принаймні з двох частин: первинної і вторинної .

    Первинна реакційна зона - це область безпосередньої взаємодії струменя кисню з розплавом. Елементи металевого розплаву (залізо, кремній, марганець, вуглець і ін.) Перетворюються в оксиди, основу яких складають оксиди заліза. У первинній реакційній зоні спостерігаються найвищі температури (2500 - 2600 оС), близькі до температури кипіння металевого розплаву. Це сприяє розчиненню в металі значних кількостей газів, в тому числі і кисню. При цих температурах відбувається інтенсивне випаровування речовин.

    За рівнем температур вторинна реакційна зона - це перехідна область між основною масою металу і первинної реакці-ційної зоною. Тому тут поряд з оксидами заліза в окислювальних процесах бере участь і кисень, що виділяється з переокислення металу при більш низьких температурах. Тут переважно окислюється вуглець.

    За межами вторинної реакційної зони в обсязі конвертерної ванни формується циркуляційний рух рідкого розплаву (зона циркуляції), де відбувається масо-і теплообмін між рухомими потоками реакційної зони і іншим обсягом конвертерної ванни. Тут надлишковий кисень реакційної зони бере участь в окислювальних процесах там, де є сприятливі фізико-хімічні умови.

    Корольки металу в шарі шлаку також зазнають окислювального впливу оксидів заліза.

    Енергійна циркуляція металу і шлаку в межах реакційної зони, газовиділення в ній і на поверхні корольків, високі градієнти температур і пов'язані з ними зміни щільності і в'язкості рідких фаз утворюють газо-шлако-металеву емульсію. Ця емульсія заповнює більшу частину робочого простору і в моменти інтенсивного окислення вуглецю піднімається до рівня горловини конвертера. Інтенсивність газовиділення під час продувки залежить від швидкості окислення вуглецю і змінюється по ходу продувки. Будь-які зміни в розподілі кисню між взаємодіючими фазами і елементами металу призводять до змін швидкості окислення вуглецю. Оксиди заліза, що утворюються в реакційній зоні, служать посередником у передачі кисню від дуття до елементів металу, а в шлаку - активним розчинником вапна.

    Швидкості і повнота протікання масообмінних процесів, умови перемішування ванни, склад газів, що утворюються і характер пиловиділення помітно змінюються при подачі кисневого дуття знизу або збоку. Збільшення кількості реакційних зон і інтенсифікація зон циркуляції підвищують ефективність процесів окисного рафінування.

    У комбінованих процесах кисень дуття повністю або в більшій його частині подають зверху, а газоподібні, тверді, рідкі реагенти або їх суміші в різних поєднаннях - знизу. При цьому зберігається можливість управління процесом розподілу кисню між металевою, шлакової і газовою фазами в робочому просторі конвертера, змінюючи режим подачі кисневого дуття, і додатково інтенсифікувати процеси в обсязі конвертерної ванни різними реагентами.

    Технічний стан конвертера, надійність його систем обслуговування, кваліфікація персоналу багато в чому визначають кінцеві результати плавки. Однак до сих пір немає надійних засобів для безперервного вимірювання температури і складу металу і шлаку в конвертерної ванні. По ходу продувки стан конвертерної ванни і характер протікають в ній процесів можна оцінити за непрямими показниками: зовнішній вигляд, поведінка і склад газу над горловиною конвертера, рівень шуму дуття, вібрації корпусу конвертера і кисневоїфурми,

    інтенсивність освіти і форма іскор, рівень підйому шлако-металевої емульсії, електроопір в робочому просторі і ін. Зазвичай газоотводящий тракт конвертерів обладнується засобами контролю складу газу, інформація про який безперервно передається на пост управління. Однак ця корисна інформація надходить із запізненням і відображає процеси, одночасно протікають в конвертері і в газовідвідними тракті.

    Останнім часом при виплавці сталі розширюється практика проміжного видалення шлаку з конвертера під час продувки. Це пов'язано з необхідністю поліпшення процесів шлакоутворення (кількості і складу шлаку) з метою підвищення якості і виходу придатного металу, економії матеріальних ресурсів. Очевидно, що зі збільшенням частки рідкого чавуну в металошихти проміжний спуск шлаку стане необхідною технологічною операцією.

    На ВАТ «Магнітогорський металургійний комбінат» (ВАТ «ММК») з початку другого десятиліття 21 століття активно тривають роботи по введенню нових потужностей з виробництва сталі і вдосконалення технологічних процесів. Киснево-конвертерний цех ВАТ «ММК» (ККЦ) є одним з основних ланок у структурі виробництва готової металопродукції акціонерного товариства, орієнтованої на сортамент трубних, суднових і автомобільних марок сталі для нових прокатних станів «5000» гарячої та «2000» холодної прокатки, побудованих в 2009 - 2012 рр. У злектросталеплавільном цеху ВАТ «ММК» знаходяться в експлуатації дві 180-т ДСП. Особливістю виплавки стали в цих печах є використання рідкого чавуну в кількостях від 20 до 40% в металошихти. При витраті чавуну 20 - 25% питома витрата електроенергії становить 270 - 290 кВт ^ ч / т, цикл плавки - 42 - 48 хв. Потужність трансформатора - 150 МВА (вторинна напруга 800 - 1236 В). У цеху працює двохванний сталеплавильний агрегат з використанням в металошихти рідкого чавуну і забрудненого скрапу [4, С. 35].

    Зміна структури металошихти в сталеплавильних агрегатах в умовах високих цін на металевий лом викликає необхідність пошуку альтернативних шлакообразующих і залізовмісних матеріалів. Так, при виплавці сталі в конвертерах представляє інтерес застосування сирого сідеріта. У цьому матеріалі основний рудний мінерал представлений у вигляді карбонату заліза БеСО3 [5, С. 34]. Крім цього в сирій руді містяться карбонати магнію, кальцію і марганцю. Так, в кусковий руді фракції 13 - 60 мм Бакальського родовища, що надходить на збагачення, в середньому міститься 29,73% Бе, 11,0% М ^, 4,8% СаО, 1,5% МпО, 8,4% 81О2 , 33,9% п.п.п. Таку руду можна використовувати як шлакоутворювальні матеріал і охолоджувач в якості замінника вапняку, сирого доломіту, металевого брухту і озалізнілого доломіту.

    Розрахунки показують, що при виплавці сталі марки 08пс в 370-тонному конвертері ККЦ ВАТ «ММК» при завантаженні близько 50 т власного оборотного металобрухту і заливці 360 т рідкого чавуну з температурою 1390 С потрібно 8 т сідерітових руди [6, С. 9-10]. У цьому випадку на випуску напівпродукт масою близько 365 т матиме температуру близько 1660 С і середній хімічний склад: 0,043% С, 0,045% Мп, 0,016% 8, 0,008% Р, 0,022% Сг, 0,023% N1, 0,046% Сі. Склад шлаку: 39,5% СаО, 15,8% 81О2, 10,7% М $ О, 2,6% МпО, 22,3% Бео, 4,6% Бе2О3, 1,4% А12О3, 1,0 % Р2О5, 0,3% Сг2О3, 1,9% У2О5. При цьому 8 т сідерітових руди можуть замінити 8,3 т вапняку і 7,6 т озалізнілого доломіту. За рахунок додаткового приходу заліза з сідерітових руди вихід рідкого металу на кожній плавці підвищується на 3 т [7, С. 24].

    Були визначені охолоджуючі ефекти використовуваних шихтових матеріалів: 1% сідеріта від маси металошихти (4 т) знижує температуру металу приблизно на 37 С, в той час як вапняк - на 28 С, сирої доломіт - на 31 С, озалізнений доломіт і лом - на 14 З ° [8, 35-37].

    Цікаві результати виплавки стали в ДСП з підвищеною часткою рідкого чавуну в металошихти отримані на металургійному підприємстві «Уральская Сталь» (м Новотроїцьк, Оренбурзька область), яке випускає понад сто марок вуглецевої легованої і низьколегованої сталі; товстолистового, універсального широкосмугового і сортового прокату [9, С. 44; 10, С. 93].

    До складу ЕСПЦ цього комбінату входять дві дугові електропечі місткістю 120 т і потужністю трансформаторів 95 МВт. Розливання сталі здійснюється на слябовой одноручьyoвой МБЛЗ радіального типу (близько 80% від виплавленої сталі) і в виливниці. За чинною технології в ЕСПЦ при виробництві стали поточного сортаменту в ДСП застосовується рідкий чавун, що містить в середньому 0,58% 81, 0,33% Мп, 0,07% Р, 0,01% 8, 0,08% Сг і 0 , 02% Т1. Заливка чавуну в піч проводиться зверху через 5-10 хвилин після початку розплавлення металошихти.

    Спочатку маса заливається в ДСП чавуну становила від 15 до 24 т, потім витрата чавуну збільшили до 30 - 40 т, а в листопаді-грудні 2015 р збільшили масу чавуну до 100 т на плавку.

    Аналіз результатів роботи ДСП з таким витратою чавуну показав, що зі збільшенням витрати заливається в піч чавуну загальна тривалість плавки збільшується, а витрата електроенергії зменшується. Так, середня тривалість плавки в ДСП при витраті рідкого чавуну 36 - 44 т на плавку склала 42 хв, а при 95 - 105 т -55 хвилин. Витрата електроенергії при заливці 36 - 44 т чавуну склав 236 кВт ^ ч / т, а при 95 - 105 т - 139 кВт ^ ч / т. Однак, спостерігається деяке збільшення вміст фосфору в металі через зниження окислення шлаку в ДСП, додаткового надходження фосфору з чавуном, а також більш швидкого нагріву металу за рахунок фізичного і хімічного тепла рідкого чавуну. Хімічний склад стали перед випуском з ДСП показаний в таблиці.

    Таким чином, на сучасному етапі розвитку сталеплавильного виробництва спостерігається тенденція до зміни структури металошихти конвертерів і дугових сталеплавильних печей на підприємствах з повним металургійним циклом: збільшується частка рідкого чавуну.

    Таблиця 1 - Хімічний склад стали перед випуском

    Витрата чавуну на плавкут Число плавок, шт Середня витрата рідкого чавуну, т Хімічний склад стали,%

    З Mn P S Cr Ni Cu N

    36-44 50 40 0,06 0,065 0,003 0,018 0,03 0,067 0,082 0,0076

    95-105 35 100 0,06 0,055 0,004 0,020 0,01 0,015 0,03 0,0058

    При цьому функції сталеплавильних агрегатів зблизилися: отримання рідкого напівпродукту з заданими параметрами [8, С. 36]. У конвертерної плавці в якості додаткового охолоджувача, шлакоутворювальні матеріалу і джерела заліза можна використовувати сиру сідерітових руду. У приелектроплавке необхідно використовувати досвід проведення дутьевого режиму конвертерів з верхньою подачею дуття. Очевидно, в умовах значної зміни структури металошихти сталеплавильних агрегатів можливий подальший розвиток двухкорпусних їх конструкцій типу CONARC.

    Список літератури / References

    1. Колесников Ю.А. Металургійні технології в високопродуктивному конвертерному цеху: навч. посібник / Б.А. Буданов, А.М.Столяров; під ред. В.А. Бігеева. - Магнітогорськ: Изд-во Магнітогорськ. держ. техн. ун-ту ім. Г.І. Носова, 2015. - 379 с.

    2. Рощин В.Є. Електрометалургія і металургія стали: підручник / А.В. Рощин. - 4-е изд., Перераб. і доп. -Челябінськ: Видавничий центр ЮУрГУ, 2013. - 572 с

    3. Потапова М.В. Виробництво сталі в кисневих ковертерах: навч. посібник / Макарова І.В., Пісчаскіна А.В., Потапов М.Г. Магнітогорськ: Изд-во Магнітогорськ. держ. техн. ун-ту ім. Г.І. Носова, 2016. - 94 c.

    4. Бігеев. В.А. Від двохванного сталеплавильного агрегату до агрегатів типу CONARC / Ю.А. Колесніков, І.А. Агзамов // Сучасні проблеми електрометалургії стали: матеріали XVI Міжнародної конференції: в 2 ч. Під ред. В.Є. Рощина. - Челябінськ: Видавничий центр ЮУрГУ, 2015. - Ч. 1. С. 35-41.

    5. Колесніков Ю.А. Аналіз технологічних параметрів виплавки стали в конвертері з використанням сідерітових залізної руди / Б.А. Буданов, Д.С. Сергєєв // Теорія і технологія металургійного виробництва: межрегіон. зб. науч. тр. Під ред. В.М. Колокольцева. - Магнітогорськ: Изд-во Магнітогорськ. держ. техн. ун-ту ім. Г.І. Носова, 2014. Вип. 1. З 34-36.

    6. Вусіхіс А.С. Застосування сідерітових руд Бакальського родовища у виробництві чавуну і сталі / Леонтьєв Л.І., Кудінов Д.З. // Металург. 2017. № 2. С. 27-31.

    7. Рощин В.Є. Технологія і обладнання для прямої комплексної переробки кусковий сідерітових руди при виробництві сталі / Бриндін С.А., Саліхов С.П., Рощин А.В. // Проблеми чорної металургії і матеріалознавства. 2016. № 1. С. 22-27.

    8. Бігеев. В.А. Зближення технологій виплавки сталі в кисневому конвертері і дугової сталеплавильної печі / Ю.А. Колесніков, А.Н. Федянін, М.В. Потапова, А.В. // Теорія і технологія металургійного виробництва: межрегіон. зб. науч. тр. Під ред. В.М. Колокольцева. - Магнітогорськ: Изд-во Магнітогорськ. держ. техн. ун-ту ім. Г.І. Носова, 2015. Вип. 2. З 35-39.

    9. Глиніна А.В. Оптимізація технології виплавки сталі в умовах ЕСПЦ ВАТ «Уральська Сталь» / Шаповалов О.М. // Наука і виробництво Уралу. 2010. № 6. С. 43-48.

    10. Солодилов Д.Ю. Оцінка формування собівартості продукції і аналіз резервів її зниження (на прикладі електросталеплавильного цеху ВАТ «Уральська Сталь») / Жантлісова Е.А. // Наука і виробництво Уралу. 2013. № 9. С. 193-196.

    Список літератури англійською мовою / References in English

    1. Kolesnikov Yu.A. Metallurgicheskiye tekhnologii v vysokoproizvoditel'nom konverternom tsekhe [Metallurgical technologies in high-efficiency converter shop] / В.А. Budanov, A.M. Stolyarov // Uchebnoye posobiye [Training Manual]. -2015. - 379 P. [in Russian]

    2. Roshchin V.Ye. Elektrometallurgiya i metallurgiya stali [Electrometallurgy and metallurgy of steel] / A.V. Roshchin // Uchebnik [Textbook]. - 2013. - 572 p. [In Russian]

    3. Potapova M.V. Proizvodstvo stali v kislorodnykh koverterakh [Production of steel in oxygen koverterah] / Makarova I.V., Pischaskina A.V., Potapov M.G. // Uchebnoye posobiye [Training Manual]. - 2016. - 94 P. [in Russian]

    4. Bigeyev V.A. Ot dvukhvannogo staleplavil'nogo agregata k agregatam tipa CONARC [From double-bath open-hearth furnace to the CONARC type units] / Yu.A. Kolesnikov, I.A. Agzamov // Sovremennyye problemy elektrometallurgii stali: Materialy XVI Mezhdunarodnoy konferentsii [Modern problems of electrometallurgy of steel materials of the XVI International Conference]. - 2015. - P. 35-41. [In Russian]

    5. Kolesnikov Yu.A. Analiz tekhnologicheskikh parametrov vyplavki stali v konvertere s ispol'zovaniyem sideritovoy zheleznoy rudy [Analysis of the technological parameters of steel smelting in a converter using siderite iron ore] / B.A. Budanov, D.S. Sergeev // Teoriya i tekhnologiya metallurgicheskogo proizvodstva: mezhregional'nyy sbornik nauchnykh trudov [Theory and technology of metallurgical production: interregional collection of scientific papers]. - 2014. V. 1. P. 3436. [in Russian]

    6. Vusihis A.S. Primeneniye sideritovykh rud bakal'skogo mestorozhdeniya v proizvodstve chuguna i stali [Application of siderite ores of the baskal deposit in the production of iron and steel] / Leontiev L.I., Kudinov D.Z. // Metallurg [Metallurgist]. - 2017. № 2. P. 27-31. [In Russian]

    7. Roshchin V.Y. Tekhnologiya i oborudovaniye dlya pryamoy kompleksnoy pererabotki kuskovoy sideritovoy rudy pri proizvodstve stali [Technology and equipment for direct complex processing of lumpy siderite ore in steelmaking] / Bryndin S.A., Salikhov S.P., Roshchin A.V. // Problemy chernoy metallurgii i materialovedeniya [Problems of ferrous metallurgy and materials science]. - 2016. № 1. P. 22-27. [In Russian]

    8. Bigeyev V.A. Sblizheniye tekhnologiy vyplavki stali v kislorodnom konvertere i dugovoy staleplavil'noy pechi [Convergence of steelmaking technologies in an oxygen converter and an electric arc furnace] / Kolesnikov Yu.A., Fedyanin A.N., Potapova M.V. // Teoriya i tekhnologiya metallurgicheskogo proizvodstva: mezhregional'nyy sbornik nauchnykh trudov [Theory and technology of metallurgical production: interregional collection of scientific papers]. - 2015. V. 2. P. 35-39. [In Russian]

    9. Glynina A.V. Optimizatsiya tekhnologii vyplavki stali v usloviyakh ESPTS OAO «Ural'skaya Stal '» [Optimization of the technology of steel smelting in conditions of EAF Plant of OJSC "Ural Steel"] / Shapovalov A.N. // Nauka i proizvodstvo Urala [Science and production of the Urals]. 2010. № 6. P. 43-48. [In Russian]

    10. Solodilov D.Yu. Otsenka formirovaniya sebestoimosti produktsii i analiz rezervov yeye snizheniya (na primere elektrostaleplavil'nogo tsekha OAO «Ural'skaya Stal '») [Evaluation of the formation of production costs and analysis of reserves for its reduction (by the example of the electric steelmaking plant of OJSC "Ural Steel")] / Zhantlisova EA // Nauka i proizvodstvo Urala [Science and production of the Urals]. 2013. № 9. P. 193-196. [In Russian]

    DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2017.66.145 Пукса А. Про.

    ORCID: 0000-0003-2964-8081, аспірант, ФГБОУ ВО «Омський державний технічний університет» ЗМЕНШЕННЯ ПІК-фактора OFDM СИГНАЛА ЗА ДОПОМОГОЮ МЕТОДІВ, ЗАСНОВАНИХ НА

    ОБМЕЖЕННЯ СИГНАЛОВ

    Анотація

    Розглянуто питання зменшення пік-фактора OFDM сигналу за допомогою методів, заснованих на обмеження сигналів. Розроблено програму в MatLab для моделювання передачі OFDM сигналу через канал з адитивним білим Гауссовским шумом. При прийомі сигналу проводиться розрахунок його параметрів, будується спектр. Для прийнятого сигналу розроблені алгоритми м'якого обмеження, за допомогою вагових функцій і жорсткого обмеження. Виконано імітаційне моделювання для 12 віконних функцій. Розрахована величина енергетичного виграшу.

    Ключові слова: OFDM модуляція, пік-фактор, віконна функція, м'яке обмеження, жорстке обмеження сигналу.

    Puksa A.O.

    ORCID: 0000-0003-2964-8081, Postgraduate student, FSBEI of HE Omsk State Technical University REDUCTION OF PEAK-FACTOR OF OFDM SIGNAL BY METHODS BASED ON SIGNAL LIMITATION

    Abstract

    The problem of reduction of the peak-factor of OFDM signal with the use of methods based on signal constriction is considered in the paper. The appliation for simulating the transmission of OFDM signal via the channel with additive white Gaussian noise is developed in MatLab environment. When the signal is received, its parameters are calculated, and the spectrum is constructed. Soft constriction algorithms are developed for the received signal, which use the weight functions and strict constraints. Simulation modeling is performed for 12 window functions. The value of the energy gain is calculated.

    Keywords: OFDM simulation, peak-factor, window function, soft limit, hard limit of signal.

    В даний час OFDM є одним з популярних способів формування сигналу, який

    використовується для проектування систем високошвидкісної передачі даних. Технологія була винайдена досить давно, в 1966 році Робертом Ченг і запатентована в 1970 році [9]. Не дивлячись на це, OFDM використовується у великій кількості діючих стандартів зв'язку, таких як DVB-C2 (стандарт цифрового кабельного мовлення), IEEE 802.11 (набір стандартів бездротового зв'язку), DVB-T і DVB-T2 (стандарти цифрового ефірного телебачення), DVB -H і DVB-H2 (стандарти мобільного телебачення), DRM (система цифрового радіомовлення), LTE (стандарт безпровідного зв'язку 4 покоління), IEEE 802.16 і IEEE 802.20 (бездротові системи зв'язку) і ін. [7, С. 36] [3 , C. 242].

    Метод OFDM використовується для модемних / ADSL додатків, в яких він співіснує з телефонною лінією. Для використання ADSL, канал, телефонна лінія, фільтрується, щоб забезпечити високе відношення сигнал / шум (SNR).

    Таке поширення OFDM модуляції пов'язано з її достоїнствами:

    - Висока ефективність використання радіочастотного спектру;

    - Проста апаратна реалізація;

    - Висока стійкість до межсимвольной інтерференції;

    - Можливість застосування різних схем модуляції для кожної піднесе.

    Однак, крім переваг даний метод формування сигналу не позбавлений і деяких недоліків. Найбільш істотний з них це нераціональне, в порівнянні з послідовними формами сигналів, використання потужності передавача. Це пов'язано з використанням захисного інтервалу для захисту від межсимвольной


    Ключові слова: кОНВЕРТЕР / CONVERTER / Електродугова піч / ARC STEELMAKING FURNACE / СТРУКТУРА Металлошихта / STRUCTURE OF METAL CHARGE / ДОЛЯ РІДКОГО чавуну / FRACTION OF LIQUID IRON / ТЕПЛОВОЇ РЕЖИМ ПЛАВКИ / THERMAL MELTING MODE / сідерітових РУДА / SIDERITE ORE

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити