Высокотемпературное исследование особенностей продувки металлической ванны в LD конвертере через кольцевое коаксиальное сопло

Шрифт:
137

https://doi.org/10.15407/steelcast2019.07.027

Met. litʹe Ukr., 2019, Tom 314-316, №7-9, P.25-30

С.И. Семыкин, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., e-mail: isisemykin@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-7365-2259
Т.С. Голуб, канд. техн. наук, ст. науч. сотр., e-mail: dove@email.ua, https://orcid.org/0000-0001-9269-2953
С.А. Дудченко, науч. сотр., e-mail: s.dudchenko@meta.ua, https://orcid.org/0000-0002-7319-9896
В.В. Вакульчук, мл. науч. сотр., e-mail: vvvakulchuk@gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-7887-284

Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН Украины (Днепр, Украина)

Поступила 13.09.2019

УДК 669.184.244.66

Процесс взаимодействия высокоскоростной газовой струи окислителя, истекающей из верхней продувочной фурмы, при кислородном LD конвертировании с расплавом является определяющим и решающим фактором развития и протекания тепловых и обменных процессов. В работе представлены результаты высокотемпературного исследования характера и особенностей продувки металлического расплава через верхнюю фурму с кольцевым коаксиальным соплом на базе 60-кг лабораторного конвертера в сопоставлении с работой четырехсоплового наконечника. На базе непрерывной видеозаписи скоростной камерой с частотой 300 кадров в секунду и регистрации технологических показателей изучен характер взаимодействия кислородной струи с жидкой ванной и подтверждены полученные на этапе «холодного» моделирования выводы
о более высоком динамическом напоре и глубоком проникновении в расплав струи при применении опытного наконечника. Выявлено более раннее зажигание плавки и значительное повышение уровня температуры подфурменной области, зарегистрированной пирометром, вероятно, за счет создания в подфурменной области зоны интенсивного дожигания СО до СО2. Однако глубокое проникновение струи обусловило более жесткий характер продувки с формированием меньшего количества шлака, вероятно, за счет меньшего поступления окислов железа в шлак, чем на сравнительных плавках. По величине снижения уровня углерода в расплаве в сопоставлении со сравнительными плавками при сопоставимом уровне количества поданного кислорода установлено увеличение доли кислорода, расходуемого на окисление углерода при применении опытного наконечника, с соответствующим повышением скорости окисления углерода по ходу продувки.

Ключевые слова: Кислородно-конвертерный процесс, высокотемпературное моделирование, верхняя кислородная фурма, кольцевое коаксильное сопло.

Литература

1. Vaclav Smil. Transforming the twentieth century: technical innovations and their consequences. Volume 2. Oxford University Press US. ISBN 0-19-516875-5. 2006. 368 р.
2. Toshihiko Emi. Steelmaking Technology for the Last 100 Years: Toward Highly Efficient Mass Production Systems for High Quality Steels. ISIJ Int. 2015. Vol. 55. Iss. 1. Р. 36–66.
3. Сущенко А.В. Совершенствование и оптимизация дутьевых режимов и устройств кислородных конвертеров. Вістник Приазовського державного технічного університету. 2009. Вип. 19. С. 36–40.
4. Лухтура Ф.И. О степени усвоения кислорода металлической ванной при верхнем вдуве в LD-конвертере. Вістник Приазовського державного технічного університету. Технічні науки. 2018. Вип. 36. С. 39–53.
5. Verma S.B., Stark R., Nuerenberger-Genin C., Haidn O. Coldgas experiments to study the flow separation characteristics of a dual-bell nozzle during its transition modes. Shock Waves. 2010. Vol. 20. Iss. 3. P. 191–203.
6. Голуб Т.С., Дудченко С.А., Вакульчук В.В. Изучение на физической модели особенностей продувки сверху через коаксиальное сопло. Материалы Международной научно-технической конференции «Материалы, оборудование и ресурсосберегающие технологии», Могилев, 26–27 апреля 2018. С. 121–122.
7. Чернятевич А.Г. Высокотемпературное моделирование кислородно-конвертерного процесса. Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1991. № 12. С. 16–18.
8. Протопопов Е.В., Фейлер С.В. Теория и технология высокотемпературного моделирования конвертерных процессов. Вестник РАЕН (ЗСО): ЭБ. 2016. № 18. С. 93–105.
9. Чернятевич А.Г. Разработка дутьевого и шлакового режимов конвертерной плавки при верхней кислородной продувке. Сообщение 1. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2015. № 4. С. 24–31.
10. Чернятевич А.Г. Разработка дутьевого и шлакового режимов конвертерной плавки при верхней кислородной продувке. Сообщение 2. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2015. № 5. С. 10–18.
11. Бойченко Б.М., Охотский В.Б., Харлашин П.С. Конвертерное производство стали: теория, технология, качество стали, конструкции агрегатов, рециркуляция материалов и экология. Днепропетровск: Днепр-ВАЛ, 2006. 454 с.