ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ ОГНЕУПОРОВ В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОМ
КОВШЕ
Жемеров С.Г.
Сборник студенческих работ ДонНТУ 2010г.
Одной из основных
задач, которые решаются в металлургической промышленности, является улучшение качества
уже существующих или получение принципиально новых огнеупорных материалов,
которые позволяют повысить эффективность эксплуатации сталеплавильного
оборудования и снизить материальные и капитальные затраты при производстве
металла.
Существующие теоретические
и практические данные о механизме взаимодействия материалов огнеупоров с
расплавами шлака и металла не позволяют в полной мере оценить и
проанализировать протекающие процессы для выявления каких-либо системных
закономерностей. Это вызывает сложности при решении исследовательских задач,
связанных с изучением физико-химических процессов, которые возникают при работе
основной огнеупорной футеровки с металлургическими расплавами.
Было выявлено, что
не только взаимодействие огнеупоров со шлаком и металлом влияют на износ
футеровки, но и расположение продувочных узлов является немаловажным аспектом и
в значительной мере влияет на износ. С учетом этого взаимодействия была сделана
плоская и объемная водная модель ковша. В
связи с тем, что кинематическая вязкость жидкой стали и воды практически
одинакова, было принято решение, что моделирующей жидкостью будет вода. Для
более детальной оценки процессов, происходящих в сталеразливочном ковше,
исследования заключали в себе моделирование с различными положениями
барботирующих устройств и с разными углами между ними, а так же различные
высоты налива, что обеспечило более обширный подход к данной проблеме (рис.
1.1)
Рис 1.1 – Износ
футеровки при различных положениях продувочных устройств
В результате
выполненных с помощью водного моделирования работ было определенно, что при
расположении двух продувочных узлов на 0,7 радиуса днища значительно уменьшает
износ огнеупорного слоя. Так же было определено, что при отношении высоты к
диаметру приблизительно 1,25 и расположение
одного барботирующего узла на 0,5 радиуса днища ковша, значительно увеличивает
размыв футеровки в уровне шлакового пояса.
Были проведены
опыты на объемной водной модели, с различными высотами налива, расходами
продувочного газа и различным расположением барботирующих устройств. Была
подтверждена критериальная связь между плоской и объемной моделью, так как
места размыва огнеупорного слоя на плоской и объемной модели находились в одних
и тех же местах, процентное отношение износа футеровки с учетом одного и того
же временного отрезка были аналогичными (рис. 1.2).
Рис 1.2 – Зоны размыва на плоской и
объемной моделях
Проанализировав данные износа огнеупорного слоя на
металлургических заводах Украины с данными полученными на плоской и объемной
моделях можно сделать вывод, что результаты полученные
при экспериментах достоверны и можно учитывать их значение при производственных
задачах (рис 1.3).
Рис 1.3 – Износ футеровки в объемной модели и в
сталеразливочном ковше
В дальнейшем планируется проведение исследований с
подогревом моделирующей жидкости и с применением силиконового масла в качестве
аналога шлака, так как отношение вязкость силиконового масла и воды при 40ºС аналогично отношению вязкости металла и шлака при
1560ºС.