RUS | UKR | ENG | ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ

Актульность работы

Мировая автомобилестроительная промышленность является динамически развивающейся отраслью, потребляющей заметную часть производимого тонкого стального листа. Детали из такого листа изготавливают путем холодной пластической деформации (штамповкой, глубокой вытяжкой) и они могут составлять до половины массы современного автомобиля. Основное требование к листовым сталям для вытяжки – обеспечение высокой деформируемости при изготовлении деталей сложной формы; высокое качество поверхности после глубокой вытяжки, которая необходима для нанесения защитного покрытия. Метод глубокой вытяжки также широко применяют и при изготовлении других бытовых и промышленных изделий - холодильников, газовых плит, посуды и т.д. Прочность готового изделия не имеет существенного значения. Поэтому в качестве материала для изготовления тонкого листа для автомобильной промышленности и других машиностроительных производств используют IF стали, имеющие высокую пластичность и подвергающиеся деформации без опасности разрушения и с минимальными энергозатратами. Применение таких сталей требует десульфурации чугуна до уровня 50 …100 ррm и дополнительной десульфурации во время внепечной обработки до [S]=0,0025%.

Кроме того Украина является крупнейшим производителем нефтегазовых труб высокого давления, при изготовлении которых используется сталь с особо низким содержанием вредных примесей. Однако, из-за низкого качества, используемого металлического лома и применения высокосернистого кокса, массовая доля серы в начале внепечной обработки составляет 0,050 – 0,080% (до 0,130%).

Из вышеперечисленного видно, что перед производителями стали встают вопросы, связанные с требованиями рынка металлопродукции; т.е. металлургическое предприятие должно иметь в своем арсенале технологии и оборудование, позволяющие: производить сталь широкого сортамента; оперативно реагировать на изменение спроса на металлопродукцию; снижать энергоемкость продукции; повышать качество продукции соответственно конкурентоспособности. Все эти требования вызвали необходимость внедрения в сталеплавильных цехах установок внепечной обработки стали.

В процессе обработки на установке комплексной доводки стали (агрегат ковш-печь), производят продувку металла аргоном через пористую пробку (-ки) в днище ковша. При этом основными факторами, определяющими эффективность десульфурации стали в ковше с основной футеровкой, являются состав и количество рафинировочного шлака, степень раскисленности металла, расход вдуваемого аргона способствующему экстракционному рафинированию. А оптимизация указанных технологических факторов способствует повышению эффективности процесса десульфурации.

Однако решение многих задач технологии внепечной обработки стали требует достаточно полного представления о механизмах формирования структур:

-газовой фазы в восходящем газожидкостном потоке («султане») над газоподводящим соплом;

-распределение направления потоков жидкости и величины их скоростей;

-области «открытого газа»;

-поведение границы раздела фаз шлак-металл в воде перемешивания.

Данная работа посвящена исследованию поведения границы раздела фаз шлак-металл.

Реакции на поверхности шлак-металл играют решающую роль в современных ковшевых процессах. В результате перемешивания обеспечивается достаточно высокая скорость тепло – и массообмена в сталеразливочном ковше. Скорость этих реакций определяет продолжительность технологической операции и следовательно потребляемой энергии.


КРАТКО О РАБОТЕ

Данная работа посвящена исследованию поведения (эмульгирования) границы раздела фаз шлак-металл при внепечной обработке стали на УКП при продувке стали аргоном

Работа состоит из двух частей: моделирование и экспериментальная часть.

В разделе моделирования указываются важность физического моделирования при исследовании ковшевых рафинировочных процессов, некоторые особенности при проектировании и конструировании холодных физических моделей.

Представлено описание физической модели применяемой при исследовании, а также результаты наблюдений касающихся структурных образований, которые натолкнули на вторую часть исследования- промышленный эксперимент.

Во второй части исследовательской работе предложена специальная конструкция пробоотборника, осуществлялся промышленный эксперимент. В этом же разделе приводятся результаты эксперимента их анализ в том числе с применением ПК. На основании анализа экспериментальных данных осуществлена оценка вклада процесса эмульгирования в конечный результат десульфурации


РЕЗУЛЬТАТЫ

Разработана методика отбора пробы металла и шлака на границе раздела фаз, проведен промышленный эксперимент. На основании проведенного эксперимента установлено, что при продувке стали инертным газом в сталеразливочном ковше в зоне выхода газовых пузырей имеет место как прямое (металл в шлаке), так и обратное (шлак в металле) эмульгирование. Установлены параметры диспергирующих частиц. Так, размеры частиц металла в шлаке составляют от 50 до 6000 мкм, причем частицы от 50 до 270 мкм имеют преимущественно шарообразную форму, а более крупные – плоские. Капли шлака в металле имеют шарообразную форму и диаметр до 50 - 60 мкм.

Оценено количество частиц металла в шлаковой фазе и шлака в металле при возникновении эмульгирования при продувке расплава в сталеразливочном ковше инертным газом. По известной методике рассчитана продолжительность пребывания частиц металла в шлаке и шлака в металле. На основании оценки продолжительности пребывания частиц проведена оценка количество шлака попадающего в сталь и металла проходящего через шлак в период продувки в течение 60 мин обработки. Согласно оценке, ориентировочное количество шлака попадающего в сталь составляет 80 кг, а металла, проходящего через слой шлака – 23 т.

Оценка показала, что вклад эмульгирования металла и шлака в конечный результат десульфурации довольно весом и составляет около 15 – 20%. При этом, несмотря на существенную разницу массы принимаемого в процессах прямого эмульгирования металла и рафинировочного шлака при обратном эмульгировании вклад каждого в суммарный процесс десульфурации практически одинаков.

Email: Proskurenko2008@yandex.ru


ДонНТУ | Портал магистров ДонНТУ | Библиотека |Главная