Статья

Наименование	Физическое моделирование пульсационного перемешивания металла в сталеразливочном ковше
Авторы	Куберский С. В., к. т. н., проф. Романчук Я. А., асс. Саратовский Р. Н., к. т. н., директор
Раздел	Металлургия и материаловедение
Год	2021	Выпуск	66	Страницы	47 - 55
УДК	669.18
Аннотация	В работе приведены результаты физического моделирования процесса перемешивания металла в сталеразливочном ковше при его продувке аргоном, подаваемым через два донных продувочных устройства в виде стационарной и пульсирующей струи. Проанализирована динамика и определена площадь раскрытия зеркала воды, а также установлено влияние интенсивности продувки и частоты пульсаций на время усреднения модельной жидкости при стационарной и пульсирующей подаче газа. Показаны преимущества пульсационного перемешивания в сравнении с барботажным.
Реферат	Цель. Разработка эффективных решений для усовершенствования технологии гомогенизации и рафинирования стали при продувке ее инертными газами в сталеразливочном ковше. Методика. С использованием критерия геометрического подобия разработана и создана холодная физическая модель сталеразливочного ковша для изучения особенностей перемешивания жидкости в ковше при ее продувке газом через специальные продувочные блоки, установленные в днище. Для обеспечения гидродинамического подобия процессов, происходящих в модели и промышленном агрегате, в работе использован модифицированный критерий Фруда. Модель позволяет визуализировать гидродинамику процессов, протекающих при аргонной продувке, и оптимизировать основные технологические параметры (интенсивность продувки, частота пульсаций, количество и расположение продувных пробок и т. п.), имеющие место при стационарной и пульсационной подаче газа, для обеспечения высокой степени гомогенизации и рафинирования расплава за минимально возможное время с минимальным расходом продувочного газа и огнеупорных материалов. Результаты. Проанализирована динамика усреднения воды и определена площадь раскрытия ее зеркала при различных способах продувки (барботажное и пульсационное), расходах продувочного газа и частоте пульсаций. Полученные данные свидетельствуют о том, что использование пульсирующей подачи воздуха в сравнении со стационарной обеспечивает более интенсивное и менее длительное усреднение модельной жидкости после ввода в нее солевого раствора при одинаковых расходах продувочного газа. Анализ технологических параметров гомогенизации жидкости продувкой ее газом с использованием стационарной и пульсирующей струи показал большую эффективность пульсационного перемешивания в сравнении с барботажным с точки зрения степени оголения зеркала воды, времени ее усреднения и расхода продувочного газа. Научная новизна. Впервые получены зависимости, описывающие влияние интенсивности продувки и частоты пульсаций на время усреднения модельной жидкости, а также площадь раскрытия зеркала воды при пульсирующей подаче газа. Практическая значимость. Показаны технологические преимущества пульсационного перемешивания стали в сталеразливочном ковше исследованной конструкции. Рекомендовано использовать такой метод для обработки любых марок стали при удельной интенсивности продувки 0,33-3,67 л/т · мин, а при обработке сталей, склонных к вторичному окислению, пульсирующая подача может быть эффективнее и при более высоких значениях этого параметра.
Ключевые слова	сталеразливочный ковш, сталь, шлак, физическая модель, продувка, инертный газ, барботажное перемешивание, пульсационное перемешивание, стационарная струя, пульсирующая струя, интенсивность, расход, зеркало, усреднение.
Полный текст