МОДЕЛЮВАННЯ ПЛАВЛЕННЯ МЕТАЛОБРУХТУ РІЗНОЇ ЩІЛЬНОСТІ У КИСНЕВО-КОНВЕРТЕРНІЙ ПЛАВЦІ

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.