МОДЕЛЮВАННЯ ПЛАВЛЕННЯ МЕТАЛОБРУХТУ РІЗНОЇ ЩІЛЬНОСТІ У КИСНЕВО-КОНВЕРТЕРНІЙ ПЛАВЦІ

MODELING THE MELTING OF SCRAP METAL OF DIFFERENT DENSITY IN A BOF SMELTING

Автор(и)

  • Є.М. Сігарьов Дніпровський державний технічний університет
  • Ю.С. Лобанов Дніпровський державний технічний університет
  • С.В. Семірягін ТОВ «Метінвест Політехніка»
  • А.А. Похвалітий

DOI:

https://doi.org/10.31319/2519-2884.37.2020.1

Ключові слова:

металобрухт, підігрів, конвертер, плавлення, вуглець, тепловий баланс, динаміка, енергоефективність

Анотація

Представлені результати математичного моделювання процесу плавлення металобрухту у ванні кисневого конвертера. Досліджений вплив відносної кількості металобрухту у шихті киснево-конвертерної плавки та його щільності на динаміку температури ванни по ходу плавки, окисленість шлаку та вихід рідкого металу. Показано, що у зв’язку зі зміною форми металобрухту по ходу його плавлення, класичний підхід до визначення реакційно-активної площі поверхні останнього потребує уточнення. Запропоновано математичні описи плавлення металобрухту у конвертерній плавці за лінійною залежністю та з використанням поліномів четвертого ступеня, у яких врахований вплив початкової та поточної концентрації вуглецю у ванні. Досліджено вплив щільності та частки металобрухту, що входить до складу металошихти, на тривалість його розплавлення у ванні кисневого конвертера, вміст оксидів заліза в шлаку, температурний режим процесу та вихід рідкого металу. Показано, що збільшення маси металобрухту у металошихті до 40%, при відсутності його попереднього підігріву, суттєво змінює вигляд як кривих окиснення вуглецю, так і динаміку температури ванни у початковий період плавки. Останнє може бути пов’язано зі збереженням реакційно-активної площі поверхні металобрухту при зміні його маси. Додаткові витрати теплоти на розплавлення збільшеної кількості попередньо не підігрітого («холодного») металобрухту призводять до зменшення температури рідкої ванни, що підтверджує доцільність застосування технології ведення плавки з попереднім підігрівом збільшеної кількості брухту. Показано, що з точки зору забепечення раціонального ходу конвертерної плавки доцільним є використання рівних часток великовагового та легковагового металобрухту у незалежності від частки останнього у металошихті. У разі використання, у розглянутих умовах, «холодного» металобрухту максимізація виходу рідкого металу забезпечується при кількості брухту до 22% від загальної маси металошихти.

Посилання

Сігарьов Є.М., Лобанов Ю.С. Енергоефективність конвертерного процесу із замін-никами сталевого брухту у шихті. Monografia pokonferencyjna «SCIENCE, RE-SEARCH, DEVELOPMENT. №32», Berlin, 30-31 серпня 2020 р. Warszawa: Sp.z.o. «Diamond trading tour», 2020. С. 48-61.

Сігарьов Є.М. , Полєтаєв В.П. , Вовк О.А. Удосконалення методики визначення металургійної цінности окускованих відходів. Зб. наукових праць Дніпровського державного технічного університету (технічні науки). Кам’янське, 2019. Вип. 1 (34). С. 15-23.

Чернятевич И.В., Сигарев Е.Н., Чернятевич А.Г. Современное состояние и направ-ления совершенствования конструкций кислородных фурм для продувки конвертер-ной ванны. ОАО Черметинформация. Бюллетень «Черная металлургия». Москва. 2008. № 12. С. 23-27.

Разработка конструкции двухъярусной фурмы и режима продувки ванны 160-т кон-вертеров ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог» с ее использованием / А.Г. Чернятевич, Е.Н. Сигарев, И.В. Чернятевич и др. / Теория и практика металлургии. 2012. № 5-6. С. 76-85.

Чернятевич А.Г., Сигарев Е.Н., Чернятевич И.В. Новые разработки конструкций ки-слородных фурм и способов продувки ванны 160-т конвертеров ОАО «АрселорМит-тал Кривой Рог». Теория и практика металлургии. 2009. № 2. С. 31-38.

Сігарьов Є.М., Лобанов Ю.С., Полєтаєв В.П. Вплив якості металобрухту при його попередньому підігріві на енергоефективність конвертерної плавки. Зб. наукових праць Дніпровського державного технічного університету (технічні науки). Кам’янське, 2020. Вип. 1 (36). С. 21-27.

Сигарев Е.Н., Недбайло Н.Н. , Гуржий Д.О. Энергосберегающий технологический маршрут выплавки стали для ПАО «ДМКД». Зб. наукових праць Дніпродзержинського технічного університету: (технічні науки). Кам’янське, 2015. Вип. 1 (26). С. 3-10.

Баптизманский В.И., Бойченко Б.М., Третьяков Е.В. Металлолом в шихте кислородных конвертеров. Москва : Металлургия, 1982. 136 с.

Brotzmann K. Progress in increasing scrap rates in converted steelmaking. Iron and Steelmaking. 1980. V. 7. № 5. P. 249-252.

Бойченко Б.М. , Охотский В.Б. , Харлашин П.С. Конвертерное производство стали: теория, технология, качество стали, конструкция агрегатов, рециркуляция материалов и экология: учебник. Днепропетровск : РВА «Дніпро-ВАЛ», 2006. 454 с.

Техника высокотемпературного моделирования продувки конвертерной ванны. А.Г. Чернятевич, А.С. Бродский, Е.Н. Сигарев и др. : Труды восьмого конгресса сталепла-вильщиков, г. Нижний Тагил, 18-22 октября, 2004 г. Москва : ОАО «Черметинформация», 2005. С. 175-180.

Сигарев Е.Н., Чернятевич А.Г., Селищев В. Н. Исследование температурной неоднородности конвертерной ванны. Системні технології. Дніпропетровськ : НМетАУ, 2001. № 1(12). С. 81-85.

Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. Москва : Наука, 1987. 502 с.

Математическая модель обезуглероживания в ванне кислородного конвертера / Е.Н. Сигарев, Ю.Н. Яковлев, Л.М. Учитель и др. Известия вузов. Черная металлур-гия. 1991. № 12. С. 64-67.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-05

Номер

Розділ

Металургія