ФОРМУВАННЯ ГАЗОМЕТАЛЕВОГО ПОТОКУ В УМОВАХ «ХІМІЧНОГО» ВАКУУМУ У СТАЛЕВИПУСКНОМУ КАНАЛІ

Анотація

Наведено результати дослідження гідрогазодинамічних закономірностей формування газометалевого потоку на випуску з кисневого конвертера у стальківш за рахунок вдування у потік розплаву дозвукових струменів аргону крізь сопла, розташовані у сталевипускному каналі.

З використанням методики низькотемпературного моделювання визначено вплив конструктивних параметрів запропонованої конструкції двокамерного сталевипускного каналу (довжини «реакційної зони», кількості і місця розташування газових сопел) і витрати газу на ступені організації і захисту газорідинного потоку (ГРП) при вдуванні газу у робочий простір сталевипускного каналу.

Отримано математичну залежність, що характеризує взаємний вплив відносної довжини «реакційної зони» (х) і витрат газу крізь сопло на кут розкриття ГРП. Показано, що при зменшенні довжини «реакційної зони» екстремум настає при менших витратах газу, а значення «докритичної» витрати газу мають більший діапазон. Так, при х = 0,25 і питомій витраті газу у 0,05 м³/хв. на одне сопло формується газорідинний потік з кутом розкриття α = 3°, а при х = 0,75 є можливість для підвищення витрат газу вдвічі зі збереженням показників ступеня організації ГРП з розвиненою міжфазною поверхнею.

Доведено можливість утримання кута розкриття газорідинного потоку (α) у межах до 5° при відносній довжині реакційної зони 0,75. Показано, що при збільшенні α з 1…3° до 10° коефіцієнт ефективності захисної дії аргону (к) знижується з 0,99 до 0,72. При х = 0,75 коефіцієнт к знаходиться у діапазоні 0,89…0,99. Встановлено, що при перевищенні критичної витрати газу та х = 0,25 величина α підвищується до недопустимих 10…15°.

Запропоновано класифікацію режимів продувки потоку розплаву у сталевипускному каналі у залежності від кута нахилу газових струменів відносно осі останнього (γ), у відповідності з якою виділено: режим «розімкнення» (γ > 78°), при якому газові струмені розімкнуті, формування газорідинного потоку не відбувається; режим «змикання» (0 < γ < 78°), при якому газові потоки об’єднані, формується газорідинний потік з розвиненою міжфазною поверхнею і високим ступенем організації, та режим «пробою» (γ = 0°), при якому подальше збільшення витрати газу, що перевищує критичну, призводить до пробою і руху газорідинного потоку у дисперсно-кільцевому режимі із зменшенням ступеня організації потоку.