Область применения газлифтных реакторов в металлургии.
В условиях современногометаллургического производства , характеризующегося
резким увеличением единичной мощности основных технологических агрегатов и использованием
высокоинтенсивных методов их эксплуатации , обеспечение высокого качества выплавляемого
металла во многом зависит от того , насколько успешно организована его доводка вне основного
агрегата .
В условиях металлургического завода , для контроля качества используют результаты анализа
по содержанию отдельных элементов в стали и данные о механических характеристиках готового
металла . В целом ряде случаев , помимо основных компонентов , существенное влияние на свойства
готовой стали оказываетсодержание в ней кислорода , водорода и азота , количество , состав и форма
неметаллических включений , содержание микропримесей цветных металлов и другие параметры ,
подвергаемые контролю.
Учитывая , что внепечная обработка , задуманная вначале как средство повышения производительности
основных металлургических агрегатов , стала решающей в обеспечении качества металла , совместное
рассмотрение факторов , определяющих разрушение материала и металлургических операций , осуществляемых
в процессе внепечной обработки , может в значительной мере способствовать более эффективному
использованию ее .
Повышение чистоты стали по содержанию вредных примесей и газов , и снижение за счет этого общего
количества неметаллических включений , обеспечение наиболее благоприятной (с позиции предотвращения
разрушения металла) формы и структуры (природы) включений , создание путем микролегирования или
модифицирования наиболее устойчивой к образованию трещин металлической основы - вот основные задачи
внепечной обработки на металлургических предприятиях .
Наиболее характерной операцией практически всех способов внепечного рафинирования металла является
перемешивание . Начиная от усреднения химического состава и температуры металла по объему ковша и кончая
самыми сложными процессами ввода модифицирующихи микролегирующих реагентов , - во всех случаях
перемешивание оказывает решающее влияние на результаты внепечной обработки . С увеличением интенсивности
перемешивания сокращается время усреднения химического состава и температур металла , улучшается подвод
реагурующих веществ в зону реакции , в ряде случаев увеличивается поверхностьреагента с металлом .
В зависимости от видарасходуемой энергии перемешивание в процессах внепечной обработки может быть
механическим , пневматическим , электромагнитным .
Способ внепечной обработки в вибрационных ковшах был предложен в 1959 году С.Екеторпом и В.Каллингом .
После экспериментов с сосудом , наполненным водой , вместимостью 308 л была сооружена первая установка для
внепечной десульфурации чугуна на базе вибрационного ковша вместимостью 3 т .
На сегоднешный день сведений о применении в промышленных услових внепечной обработки в вибрационных
ковшах нет , их заменили более эффективные способы перемешивания .
Ширкого использования перемешивание с вибрационным воздействием на ковш не получило из-за больших
инерционных нагрузок , действующих на футеровку ковша , несущую ковш платформу и увеличенного расхода
энергии на перемешивание .
Наиболее эффективным с точки зрения использования энергии является применение для перемешивания
жидкости мешалок (при проведении гидродинамического моделирования) . Один из первых способов внепечной
обработки с применением мешалок был предложен в 1966 году И.Э. Остбергом . Главный недостаток - быстрый
износ мешалок при повышенных температурах и агрессивном шлаке , возможность загрязнения металла включениями ,
образовавшимися при разрушении футеровки мешалки .
Наиболее распространенным в металлургии является пневматическое перемешивание , т.е. перемешивание за счет
энергии предварительно сжатого газа . С достаточной степенью условности его можно разделить на барьотажное ,
газлифтное и пульсационное .
Барботажное перемешивание металла осуществляют , пропуская газ через расплав непосредственно в объеме
ковша . При этом возбуждается и циркуляционное движение металла (часть металла поднимается в потоке пузырьков ,
опускаясь затем в вниз у стен ковша) . С увеличением расхода газа интенсивности циркуляции возрастает , однако
темп возрастания интенсивности перемешивания всегда отстает от темпа увеличения расхода газа . В целом барботажное
перемешивание для процессов внепечной обработки является наиболее простым в реализации . Основными недостатками
его являются повышение окисленности металла , возможность загрязнения металла шлаковыми включениями , потери
металла , связанные с выбросами , ограниченная интенсивность ввода газа .
Газлифтное перемешивание осуществляют за счет подвода газа в объем металла , ограниченный стенками канала ,
по которому газометаллическая смесь движется в одном направлении , не взаимодействуя с остальным объемом металла
в ковше (в отличие от барботажного перемешивания , где газометаллический поток непрерывно взаимодействует с остальным
объемом металла) .Наиболее широко в настоящее время газлифтное перемешивание используют при вакуумировании по способу
RH (циркуляционное вакуумирование) . Основной недостаток газлифтного перемешивания по сравнению с барботажным -
необходимость применения устройств , более громоздких , чем фурма для подвода газа . С учетом этого , оправданным
применение газлифтного перемешивания на сегодняшний день можно считать в сочетании с другими видами обработки -
вакуумированием , что , как было отмечено , достаточно широко уже используется , или с одновременным вводом в газлифт
реагентов . Рассмотрению последней возможности , т.е. использованию газлифтов в качестве металлургических реакторов ,
и посвящена настоящая работа .
|
|
![[ На главную страницу ]](sprock1.gif)