РОЗПОДІЛ МЕТАЛЕВИХ КРАПЕЛЬ МІЖ ГАЗОВОЮ ТА ШЛАКОВОЮ ФАЗАМИ ПРИ ПРОДУВАННІ КОВШОВОЇ ВАННИ

Автор(и)

  • Є.М. Сігарьов Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Ukraine
  • Д.В. Єськов Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Ukraine
  • А.А. Похвалітий Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Ukraine
  • Т.А. Манукян Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31319/2519-2884.41.2022.1

Ключові слова:

ківш, установка десульфурації чавуну, чавун, шлак, краплі, продувка, корольки

Анотація

Метою роботи є дослідження особливостей винесення у оточуючий простір металевих крапель, сформованих після розриву газових пузирів при виході на поверхню ковшової ванни. Для реалізації поставленої мети в умовах лабораторії кафедри МЧМОМТ ДДТУ проведено серію високотемпературних експериментів з моделюванням продувки ванни при ковшовій десульфурації чавуну. Вивченням особливостей винесення та втрат чавуну з краплями при переливах останнього показано, що тільки певна частина крапель при досягненні  критичного діаметру, у польоті вибухає з виділенням бурого диму та утворенням крапель менших розмірів ніж «материнська» крапля. Частина крапель, незважаючи на сприятливі умови, досягає поверхні ванни або вилітає за її межі без вибуху. З використанням отриманих експериментальних даних запропоновано модель виходу газових пузирів на поверхню ванни та алгоритм розрахунку показників переміщення металевих крапель, що сформовані з металевої плівки на поверхні газових пузирів після їх розриву. Визначено, що найбільш вірогідним для умов продувки ванни у 230-т ковші є виліт крапель металу з поверхні ванни під кутами у діапазоні 35…45 град. Підтверджено визначальну роль фізико-хімічних властивостей шлакового покрову та доцільність подальшого удосконалення дуттьового і шлакового режиму ковшової десульфурації переробного чавуну.

Посилання

Brodrick C. : Proc. 7th Int. Heavy Minerals Conf. on ‘What next’, The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, Johannesburg, South Africa, 2009. P. 141–147.

Chevrier V.F. , Cramb A.W. X-ray fluoroscopy observations of bubble formation and separation at a metal-slag interface. Metallurgical and Materials Transactions B. 31. 2000. P. 537–540. URL: https://doi.org/10.1007/s11663-000-0159-z

Han Z. Holappa L. Mechanisms of Iron Entrainment into Slag due to Rising Gas Bubbles. ISIJ International, № 3(43). 2003. P. 292–297. URL: https://doi.org/10.2355/isijinternational.43.292

Оценка влияния технологии внепечной десульфурации чугуна на параметры шлакообразования в ковше А.Ф. Шевченко та iн. Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2008. № 17, С.116–123.

Сігарьов Є.М., Похвалітий А.А., Довженко О.В. та ін. Закономірності масообміну між ковшовою ванною та покривним шлаком. Збірник наукових праць ДДТУ (технічні науки). 2018, № 2 (33), С. 3–8.

Desulfurization of hot metal by the injection of disperse magnesium through a submerged rotating. / E.N. Sigarev, A.G. Chernyatevich, K.I. Chubin [е.a.] // Steel in Translation, 2011. № 6, Р. 487–491.

Desulfurization of iron using magnesium / E.N. Sigarev, A.G. Chernyatevich, K.I. Chubin // Steel in Тranslation, 2002, Vol. 32, № 2, Р. 7–9.

Сігарьов Є.М., Довженко О.В., Похвалітий А.А. Закономірності формування та переміщення металевих крапель у ковшовому шлаку. Збірник наукових праць ДДТУ (технічні науки). 2020. № 1(36), С. 14–21.

Сігарьов Є.М., Крячко Г.Ю., Довженко О.В. та ін. Особливості формування зони хвиль та сплесків на поверхні ковшової ванни. Збірник наукових праць ДДТУ (технічні науки). 2021. №2 (39). С. 3–10.

Sigarev E., Manukian T., Yeskov D. Melt bubble behavior in a ladle with the usage of rotating lance // Trends in science and practice of today. Proceedings of the ХХIX International Scientific and Practical Conference. Stockholm, Sweden. 2022. Р. 298–302. DOI: 10.46299/ISG.2022.1.29

Sigarev E., Dovzhenko O., Lobanov Y., Chernyatevich I., Chubina O. Дослідження впливу технологічних факторів на втрати чавуну при видаленні сірки у ковші / Theoretical foundations of engineering. Tasks and problems: collective monograph / Boiko T., Boiko P., – etc. – Іnternational Science Group. – Boston : Primedia eLaunch, 2021, № 485, Р. 375–383. DOI- 10.46299/ISG.2021.MONO.TECH.III

Ефимова В.Г. Формирование металлических капель в шлаковой фазе при продувке стали инертным газом в промежуточном ковше МНЛЗ. Металл и литье Украины, 2014, №1 (248), С. 20–24.

Study of Slag–Metal Reactions in an LD–LBE Converter / C. Cicutti, M. Valdez, T. Perez, J. Petroni, A. Gomez, R. Donayo, L. Ferro // Proc. Slag Conf., Stockholm, 2000, P. 79–88.

M. Magnelow, J. Eriksson, J. Drugge, J. Bjorkvall and B. Bjorkmann: Ironmaking Steelmaking, 40 (2013), No. 6, 436.

Смирнов А.Н., Ефимова В.Г., Кравченко А.В. Исследование условий всплытия неметаллических включений при продувке аргоном жидкой ванны промежуточного ковша МНЛЗ. Сообщение 2 // Изв. Вузов. Черная металургия. 2014. №1. С. 19–25.

Сігарьов Є.М., Похвалітий А.А., Довженко О.В., Чубіна О.А. Характеристика металевих корольків у шлаку після десульфурації чавуну за схемою коінжекції реагентів. Збірник наукових праць ДДТУ. 2019. №2 (35). С. 10–16.

Кравец В.А., Лоцман А.А., Попов А.Л. Фазовые превращения, приводящие к выбросам графита, монооксида углерода и бурого дыма при переливах чугуна. Вісник Донбаської національної академії будівництва і архітектури. 2013. № 4 (102), С. 144–150.

Brodrick, С. (2009). Desulphurization of pig iron using calcium carbide based reagents. Proceedings of the Heavy Minerals Conference «What next?». (pp. 141-147). Johannesburg: The Southern African Institute of Mining and Metallurgy.

Chevrier, V.F., Cramb, A.W. (2000). X-ray fluoroscopy observations of bubble formation and separation at a metal-slag interface. Metallurgical and Materials Transactions B, 31, 537–540. Retrieved from https://doi.org/10.1007/s11663-000-0159-z

Han, Z., Holappa, L. (2007). Mechanisms of Iron Entrainment into Slag due to Rising Gas Bubbles. ISIJ International, 3 (43), 292-297, Retrieved from https://doi.org/10.2355/isijinternational.43.292

Shevchenko, A.F., Kurilova, L.P., Kislyakov, V.G., Bashmakov, A.M., Rudenko A.L. (2008). Otsenka vliyaniya tekhnologii vnepechnoy desul'furatsii chuguna na parametry shlakoobrazovaniya v kovshe [Evaluation of the effect of out-of-furnace iron desulfurization technology on the parameters of slag formation in the ladle]. Fundamental'nyye i prikladnyye problemy chernoy metallurgii – Fundamental and Application Problems of Iron and Steel Industry, 17, 116-123. Retrieved from http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/22352 (In Russian).

Sigarev, Ye.M., Pokhvalityi, A.A., Dovzhenko, O.V. [et al.]. (2018). Zakonomirnosti masoobminu mizh kovshovoyu vannoyu ta pokryvnym shlakom [Patterns of mass transfer between the ladle bath and the covering slag]. Zbirnik naukovykh prats DDTU (tekhnichni nauky) – Collection of scholarly papers of DSTU (Technical Sciences), 2 (33), 3–8. (in Ukrainian).

Sigarev, E.N., Chernyatevich, A.G., Chubin, K.I. [еt al.]. (2011). Desulfurization of hot metal by the injection of disperse magnesium through a submerged rotating. Steel in Translation, 6, 487–491.

Sigarev, E.N., Chernyatevich, A.G., Chubin, K.I. (2002). Desulfurization of iron using magnesium. Steel in Тranslation, 2 (32), 7–9.

Sigarev, Ye.M., Dovzhenko, O.V., Pokhvalityi, A.A. (2020). Zakonomirnosti formuvannya ta peremishchennya metalevykh krapel u kovshovomu shlaku [Patterns of formation and movement of metal drops in ladle slag]. Zbirnik naukovykh prats DDTU (tekhnichni nauky) – Collection of scholarly papers of DSTU (Technical Sciences), 1(36), 14–21. (in Ukrainian).

Sigarev, Ye.M., Kryachko, H.Yu., Dovzhenko O.V. [et al.]. (2021) Osoblyvosti formuvannya zony khvyl ta spleskiv na poverkhni kovshovoyi vanny [Features of the formation of the zone of waves and splashes on the surface of the bucket bath]. Zbirnik naukovykh prats DDTU (tekhnichni nauky) – Collection of scholarly papers of DSTU (Technical Sciences), 2 (39), 3–10. (in Ukrainian).

Sigarev, E., Manukian, T., Yeskov, D. (2022). Melt bubble behavior in a ladle with the usage of rotating lance // Proceedings of the ХХIX International Scientific and Practical Conference « Trends in science and practice of today». (рр. 298–302). Stockholm, Sweden. Retrieved from https://doi.org/10.46299/ISG.2022.1.29

Sigarev, E., Dovzhenko, O., Lobanov, Y., Chernyatevich, I., Chubina, O. (2021). Doslidzhennya vplyvu tekhnolohichnykh faktoriv na vtraty chavunu pry vydalenni sirky u kovshi [Study of the influence of technological factors on iron loss during the removal of sulfur in the ladle]. T. Boiko, P. Boiko (Eds.), Theoretical foundations of engineering. Tasks and problems: collective monograph. Boston : Primedia eLaunch, 485, 375–383. Retrieved from https://doi.org/10.46299/ISG.2021.MONO.TECH.III

Yefimova, V.G. (2014) Formirovaniye metallicheskikh kapel' v shlakovoy faze pri produvke stali inertnym gazom v promezhutochnom kovshe MNLZ [Formation of metal drops in slag phase at steel blowing inert gas in the tundish of CCM]. Metall i lit'ye Ukrainy – Metal and casting of Ukraine, 1 (248), 20–24. (in Russian).

Cicutti, C., Valdez, M., Perez T. [et al.]. (2000) Study of Slag–Metal Reactions in an LD–LBE Converter. Molten Slags, Fluxes and Salts: Proceedings of the Sixth International Conference. (pp. 79–88). Stockholm, Sweden. Retrieved from https://pyrometallurgy.co.za/MoltenSlags2000/ pdfs/111.pdf

Magnelöw, M., Eriksson, J., Drugge, J., Bjorkvall J., Bjorkmann, B. (2013). Investigation of iron losses during desulphurisation of hot metal utilising nepheline syenite. Ironmaking & Steelmaking, 6 (40), 436–442. Retrieved from https://doi.org/10.1179/1743281212Y.0000000067

Smirnov, A.N., Yefimova, V.G., Kravchenko, A.V. (2014). Issledovaniye usloviy vsplytiya nemetallicheskikh vklyucheniy pri produvke argonom zhidkoy vanny promezhutochnogo kovsha MNLZ. Soobshcheniye 2 [Study conditions of non-metallic inclusions flotation during argon injection of liquid bath tundish CCM. Report 2]. Izvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya – Izvestiya. Ferrous Metallurgy, 1 (57), 19–25. Retrieved from https://doi.org/10.17073/0368-0797-2014-1 (in Russian).

Sigarev, Ye.M., Pokhvalityi, A.A., Dovzhenko, O.V., Chubina, O.A. (2019). Kharakterystyka metalevykh korolʹkiv u shlaku pislya desulʹfuratsiyi chavunu za skhemoyu koinzhektsiyi reahentiv [Characteristics of metal balls in slang after desulfurization of cast iron according to the co-injection scheme of reagents]. Zbirnik naukovykh prats DDTU (tekhnichni nauky) – Collection of scholarly papers of DSTU (Technical Sciences), 2019, no. 2 (35), pp. 10–16. Retrieved from https://doi.org/10.31319/2519-2884.35.2019.36 (in Ukrainian).

Kravets, V.A., Lotsman, A.A., Popov, A.L. (2013) Fazovyye prevrashcheniya, privodyashchiye k vybrosam grafita, monooksida ugleroda i burogo dyma pri perelivakh chuguna [Phase transformations leading to emissions of graphite, carbon monoxide, and red fume (brown smoke) at pig-iron overflow]. Visnyk Donbasʹkoyi natsionalʹnoyi akademiyi budivnytstva i arkhitektury – Proceeding of the Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, 4 (102), 144–150. (in Russian).

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-19

Номер

Розділ

Металургія