Вступ
Підвищення вимог до якості металопродукції, що випускається, і прагнення збільшити продуктивність існуючих сталеплавильних агрегатів і техніко-економічні показники сталеплавильного виробництва за рахунок виносу частини технологічних операцій у сталерозливний ківш з'явилися, як відомо, основними причинами розвитку внепечной обробки стали, що одержала назва «вторинна» або «ковшова» металургія. Протягом останніх десятиліть у зв'язку із широким впровадженням безперервного розливання стали, що вимагає забезпечення сталості температури й хімічного складу металу, і збільшенням обсягів виробництва стали з низьким змістом домішок внепечная обробка одержала поширення практично на всіх металургійних підприємствах як в Україні, так і в промислово розвинених країнах.
Актуальність роботи.
Розробка прогресивних технологій, що забезпечують підвищення якості й збільшення обсягів металопродукції, що випускається, а також зниження матеріалоємності, є пріоритетним напрямком розвитку сталеплавильного виробництва в сучасних умовах. Рівень показників, що досягаються, поліпшення службових властивостей виплавлюваного металу багато в чому залежить від технологічних приймань, виконуваних на заключних етапах процесу одержання стали, до яких ставиться внепечная обробка.
Необхідність удосконалювання технології внепечной обробки стали вимагає здійснення великих теоретичних і експериментальних досліджень, спрямованих на розробку фізичних і математичних моделей досліджуваних процесів, що забезпечують їхнє успішне практичне застосування. Тому розробка теоретичних і технологічних основ внепечной обробки стали є в цей час актуальним завданням.
Мета роботи
Розробка, удосконалювання й впровадження технологій внепечной обробки стали з метою підвищення якості металопродукції й підвищення техніко-економічних показників виробництва металу. Була зроблена физична модель, яка показана нижче.
Основні завдання:
1. Розробка теоретичних і технологічних основ і дослідження процесів, що протікають при внепечной обробці стали.
2. Дослідження механізму обробки стали газовосходящими потоками при барботировании ванни нейтральними газами.
3. Розробка фізичних моделей для оцінки гідродинаміки ванни, що дозволяють визначити оптимальну тривалість перемішування розплаву для усереднення його по хімічному складу й температурі при продувці металу інертними газами.
4. Розробка встаткування для фізичного моделювання процесів, що дозволяє оцінити гідродинамічні процеси, що протікають у металевій ванні при продувці інертними газами.
5. Впровадження результатів теоретичних і експериментальних досліджень у практику виробництва й внепечной обробки стали.
Основні результати:
Продувка сталі інертним газом, що вигідно відрізняється від інших способів внепечной обробки порівняно низькими витратами, дозволяє успішно вирішувати такі завдання, як зниження неоднорідності металу по температурі й хімічному складу, поліпшення умов видалення з нього неметалічних включень, а також часткова дегазація розплаву. Таким чином, успішне застосування прогресивних технологій підвищення якості виплавлюваної сталі вимагає всебічного вивчення особливостей фізичних процесів, що протікають як у самому рідкому металі, так і в шарі, що граничить із ним, газової або повітряного середовища. Для одержання кількісної інформації про хід розвитку процесів перемішування металу в ковші при вдмухуванні газу були використані методи фізичного й математичного моделювання. Для прискорення проведених у ковші процесів важлива гомогенізація розплаву. Уважається, що для більш повного використання енергії барботирующего розплав газу глибина занурення фурми повинна бути максимальної. Методом фізичного моделювання оцінювали вплив інтенсивності подачі газу й глибини занурення фурми на тривалість гомогенізації в сталерозливному ковші.
Висновки:
Таким чином, на підставі виконаних спостережень характеру руху потоків у верхній частині ковша основні гідродинамічні потоки можна умовно класифікувати на 5 інтегрованих подобластей з однаковими умовами (напрямок векторів швидкостей, величина швидкості, інтенсивність турбулентності) область висхідного газорідинного потоку, що проникає через шару масла (шлакам); область виходу, що вдувається газу в атмосферу, включаючи розбризкування шлаків і металу ( тобто область плями виходу газу на поверхню ковша); область спадних потоків металу, які сковзають уздовж шару шлаків зверху вниз; область горизонтальних потоків металу (з деякою кількістю пухирців газу), які рухаються уздовж поверхні шлаків по напрямкові від висхідного потоку до периферії ковша; область формування суміші металу, шлаків і пухирців, що вдувається газу, яка формується під жужільним шаром у зоні руху висхідних потоків. Розвиток і розміри тієї або іншої з виділених подобластей залежать від ряду факторів, головної з яких є витрата газу, що вдувається, кількість продувних вузлів і їх розташування, а також в'язкість шлаків, яке різне на різних етапах внепечной обробки.
Перелік літератури:
1. Mixing Time and Correlation for Ladles Stirred with Dual Porous Plugs J.Mandal, S.Patil, M.Madan, D.Mazumdar// Metallurgical and Materials Transaction B, Vol.36 B, August, 2005
2. Modeling criteria for flow simulation in gas stirred ladles: experimental study D.Mazumdar, H.B.Kim, R.I.L.Guthrie// Ironmaking and Steelmaking. 2000. Vol.27. No4. P.302-308
3. Modeling of Slag Eye Formation over a Metal Bath Due to Gas Bubbling KRISHNAKUMAR KRISHNAPISHARODY and GORDON A. IRONS// METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B VOLUME 37B, OCTOBER 2006-763
4. Fluid Flow and Mixing through Multi-Tuyere Phenomena the Ladle Stirred by Argon Miao-YongZHU.TakeoINOMOTО. Ikuo SAWADA and Tse-Chiang HSIAO// ISIJ International. Vol. 35 (1995). No. 5, pp. 472-479
5. Transient Fluid Flow Phenomena in a Gas Stirred Liquid Bath with Top Oil Layer-Approach by Numerical Simulation and Water Model Experiments Jeong Whan HAN, Seung Hwan HEO1, Dong Heun KAM1, Byung Don YOU, Jong Jin PAK and Hyo Suk SONG// ISIJ International, Vol. 41 (2001), No. 10, pp. 1165-1173
6. Correlation for Area of Spout Eyes in Ladle Metallurgy (Comments on "Spout Eye Area Correlation in Ladle Metallurgy" by Subagyo, Brooks and Irons) Kimitoshi YONEZAWA and Klaus SCHWERDTFEGER// ISIJ International, Vol. 44 (2004), No. 1, pp. 217-219
7. Transient Flow and Mixing in Steelmaking Ladles during the Initial Period of Gas Stirring Dipak MAZUMDAR, Rishey YADAV and Binod B. MAHATO// ISIJ International, Vol. 42 (2002), No. 1, pp. 106-108
8. Generation of Droplets in Slag-Metal Emulsions through Top Gas Blowing SUBAGYO, G. A. BROOKS, K. S. COLEY and G. A. IRONS// ISIJ International, Vol. 43 (2003), No. 7, pp. 983-989
9. Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. - Металлургические мини-заводы - 2005
