Сборник научных трудов ДонГТУ

Статья

Наименование Исследование массообменных процессов при обработке металла инертным газом в сталеразливочном ковше
Авторы Куберский С. В., к. т. н., проф.
Романчук А. Н., к. т. н., доц.
Романчук Я. А., асс.
Раздел Металлургия и материаловедение
Год 2020 Выпуск 62 Страницы 52 - 60
УДК 669.18
Аннотация В работе приведены результаты физического моделирования процесса перемешивания металла со шлаком в ходе продувки аргоном через одно и два продувочных устройства. Установлены зоны, оказывающие влияние на образование неметаллических включений в стали и срок службы сталеразливочного ковша. Получены зависимости площади раскрытия зеркала металла от расхода модельного газа при продувке через один и два продувочных узла.
Реферат Цель. Разработка эффективных решений для совершенствования процесса внепечной обработки стали при продувке инертными газами.
Методика. Разработана и создана холодная физическая модель сталеразливочного ковша, основной задачей которой является изучение особенностей перемешивания жидкости в ковше при ее продувке газом через специальные продувочные блоки, установленные в днище. Модель позволяет изучать возможности оптимизации основных рабочих параметров вдувания газа (интенсивность, количество продувных пробок, расположения продувных пробок и т. п.) для обеспечения процесса перемешивания рациональной интенсивности.
Результаты. Показаны результаты исследований, выполненных на холодной физической модели. Установлено, что вдувание инертного газа в металл оказывает существенное влияние на поведение шлакового слоя, что находится в прямой взаимосвязи с динамикой вторичного окисления стали и вовлечения шлаковой фазы в металлическую ванну. Использование в ковше одного и двух продувочных устройств, расположенных на определенном удалении друг от друга, приводит в движение части шлака у стенки ковша, что может служить причиной повышенного износа огнеупоров в зоне шлакового пояса. Наличие двух продувочных узлов способствует увеличению вероятности захвата частиц шлака металлом и перемещения их вглубь металла в ковше. Это явление обусловливается интенсивным перемешиванием области жидкости, расположенной между продувочными узлами. Получена зависимость изменения площади раскрытия зеркала металла от расхода модельного газа.
Научная новизна. Получили дальнейшее развитие представления о влиянии параметров продувки расплава инертным газом на характер его гомогенизации, процессы вторичного окисления и удаления неметаллических включений.
Практическая значимость. Результаты исследований дают возможность применять полученные данные для оценки степени раскрытия зеркала металла во время продувки инертными газами, вероятности и интенсивности образования неметаллических включений при внепечной обработке стали в промышленных условиях.
Ключевые слова шлак, сталь, физическая модель, неметаллические включения, сталеразливочный ковш, агрегат «ковш-печь», окисление, инертный газ.
Полный текст