КОМПЛЕКСНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ОСОБЛИВОСТЕЙ ПЕРЕБІГУ ОКИСНЕННЯ ВУГЛЕЦЮ В СТАЛЬКОВШІ ПРИ ДОННОМУ БУЛЬБАШКОВОМУ ПРОДУВАННІ СУМІШШЮ ГАЗІВ СИСТЕМИ «КИСЕНЬ — НЕЙТРАЛЬНИЙ ГАЗ»
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.45.2024.2Ключові слова:
позапічна обробка сталі, донна продувка, газова суміш кисень — інертний газ, вільна енергія Гіббса, фізичне моделюванняАнотація
У роботі представлені результати дослідження особливостей окиснювального процесу у сталь-ковші за умов донної подачі суміші газів «кисень — нейтральний газ» через пористий блок. Встановлено, що за показником вільної енергії Гіббса з урахуванням особливостей перебігу процесу найбільшу пріоритетність отримують реакції окиснення вуглецю за участю газоподібного кисню. За результатами низькотемпературного моделювання відмічено, що для проведення ефективного окиснення вуглецю необхідно збільшити частку ванни, що охоплюється бульбашками продувного газу, і час їх перебування у ванні, які відповідають інтенсивності донної продувки фізичної моделі близько 1 м3/т год.
Посилання
Найдек В.П. Повышение эффективности металлургических технологий внепечной обработки металлургических расплавов. Материалы международной н.–т. конференции «Производство стали в XXI веке. Прогноз, процессы, технология, экология». К.: КПИ 2000. С. 16–25.
Смирнов А.Н., Зборщик А.М. Внепечное рафинирование чугуна и стали. Донецк: Изд-во «Ноулидж», 2012. 179 с.
Дюдкин Д.А., Бать С.Ю., Гринберг С.Е., Маринцев С.Н. Производство стали на агрегате ковш-печь. Донецк: ОООЮго–Восток, 2003. 300 с.
Pehlke R.D. An Overview of contemporary steelmaking processes. JOM. 1982. vol. 34. P. 56 – 64
Fandrich R., Lüngen H.–B. and Wuppermann C.–D. Actual review on secondary metallurgy. Rev. Met. Paris. 2008. vol. 105 (7 – 8). P. 364–374.
Лухтура Ф.И. О критической концентрации углерода в расплаве конвертера. Вісник Приазовського державного технічного університету. Технічні науки. 2012. вип. 24. С. 49–56.
Сущенко А.В. Определение критической концентрации углерода в конвертере с верхней продувкой. Вісник Приазовського державного технічного університету. Технічні науки. 2003. вип. 13. С. 56–62.
LiY., ZhuH., WangR., RenZ., HeY. BubblebehaviorandevolutioncharacteristicsintheRHrisertube – vacuumchamber. International Journal of Chemical Reactor Engineering. 2022, vol. 10. P. 1053–1064.
Cho S.M., Thomas B.G and Kim S.H. Bubble behavior and sizedistributions in stopper-rod nozzle and mold during continuouscasting of steel slabs. ISIJ International, 2018. vol.58 (08). P. 1443– 1452.
Stolte G. Secondary metallurgy: fundamentals, processes, applications. Stahleisen, Düsseldorf, Germany, 2002. 216 p.
Lele A.B. & Dutta S.K. Metallurgical Thermodynamics Kinetics and Numericals. S Chand Publishing. 2012. 200 p.
Upadhyaya G.S., Dube R.K. Problems in metallurgical thermodynamics and kinetics: international series on materials science and technology. Pergamon.1977. 270 p.
Shamsuddin M. Physical chemistry of metallurgical processes. John Wiley & Sons, Inc. 2016.
Rao Y. K. Stoichiometry and thermodynamics of metallurgical processes. 2 volume. Cambridge University Press. 2009. 1013 p.
Singh V., Kumar J, Bhanu C., Ajmani S.K., Dash S.K. Optimization of the bottom tuyeres configuration for the BOF vessel using physical and mathematical modeling. ISIJ Int. 2007. vol. 47(11). P. 1605–1612.
Mazumdar D., Kim H.B., Guthrie R. I. L. Modelling criteria for flow simulation in gas stirred ladles: experimental study. Ironmak. Steelmak., 2000, vol. 27, P. 302–309.
Krishnapisharody K., Ballal N.B., Sinha P.K., Sardar M.K., Jha K.N. Water model experiments on mixing phenomena in a VOD ladle. ISIJ Int.1999. vol. 39. P. 419–25.
Mandal J., Patil S., Madan M., Mazumdar D. Mixing time and correlation for ladles stirred with dual porous plugs. Metall. Mater. Trans. B. 2005.vol. 36B. P. 479–487.
Mazumdar N., Mahadevan A., Madan M., Mazumdar D. Impact of ladle desing on bath mixing. ISIJ Int. 2005. vol. 45. P. 1940–1942.
Liu Z.Q., Li L.M., Li B.K. Modeling of gas – steel – slag three-phase flow in ladle. Metallurgy: Part I. Physical Modeling. ISIJ Int. 2017. vol. 57. P. 1971–1979.
Naidek V. P. (2000) Povishenie efectivnosti metalurgicheskih tehnologij vnepechnoj obrabotki metallurgicheskih rasplavov. [Increasing the efficiency of metallurgical technologies of non-furnace processing of metallurgical melts]. Materials of the international science and technology conference “Steel production in the XXI century. Forecast, processes, technology, ecology”. Кyiv: КPI. P. 16 – 25. [in Russian].
Smirnov А. N., Zborshik А. M. (2012) Vnepechnoe rafinirovanie chuguna i stali [Out-of-furnace refining of cast iron and steel]. Donetsk: Knowlidge Publishing House, 2012. 179 p. [in Russian].
Dudkin D. А., Bat S. Yu., Grinberg S. Ye., Marintsev S. N. (2003) Proizvodstvo stali na aggregate kovsh-pech [Steel production on a ladle-furnace unit]. Donetsk: Yugo — Vostok LLC. 300 p. [in Russian].
Pehlke R. D. (1982) An overview of contemporary steelmaking processes. JOM. vol. 34. P. 56–64.
Fandrich R., Lüngen H.-B. and Wuppermann C.-D. (2008) Actual review on secondary metallurgy. Rev. Met. Paris. vol. 105 (7 – 8). P. 364–374.
Lukhtura F.I. (2012) О kriticheskoj koncentracii ugleroda v rasplave konvartera [About critical concentration of carbon in the converter melt]. Bulletin of the Azov State Technical University. Technical sciences. vol. 24. P. 49–56. [in Russian]
Sushenko А.V. (2003) Opredelenie kriticheskoj koncentracii ugleroda v konvertere s verhnej produvkoj [Determination of the critical carbon concentration in a top-blow converter]. Bulletin of the Azov State Technical University. Technical Sciences. vol. 13. P. 56–62. [in Russian]
Li Y., Zhu H., Wang R., Ren Z., He Y. (2022) Bubble behavior and evolution characteristics in the RH riser tube-vacuum chamber. International Journal of Chemical Reactor Engineering. vol. 10, P. 1053–1064.
Cho S. M.,. Thomas B. G and Kim S. H. (2018) Bubble Behavior and Size Distributions in Stopper-Rod Nozzle and Mold during Continuous Casting of Steel Slabs. ISIJ International. vol.58 (08). P.1443–1452.
Stolte G. (2002) Secondary metallurgy: fundamentals, processes, applications. Stahleisen, Du’sseldorf, Germany. 216 p.
Lele A.B. & Dutta S.K. (2012) Metallurgical Thermodynamics Kinetics and Numericals. S Chand Publishing. 200 p.
Upadhyaya G. S., Dube R. K. (1977) Problems in Metallurgical Thermodynamics and Kinetics: International Series on Materials Science and Technology. Pergamon. 270 p.
Shamsuddin M. (2016) Physical Chemistry Of Metallurgical Processes. John Wiley & Sons, Inc.
Rao Y. K. (2009) Stoichiometry and Thermodynamics of Metallurgical Processes. 2 Volume. Cambridge University Press. 1013 p.
Singh V., Kumar J, Bhanu C., Ajmani S.K., Dash S.K. (2007) Optimization of the bottom tuyeres configuration for the BOF vessel using physical and mathematical modeling. ISIJ Int. vol. 47(11). P.1605–1612.
Mazumdar D., Kim H.B., Guthrie R.I.L. (2000) Modelling criteria for flow simulation in gas stirred ladles: experimental study. Ironmak. Steelmak. vol. 27, P. 302–309.
Krishnapisharody K., Ballal N.B., Sinha P.K., Sardar M.K., Jha K.N. (1999) Water model experiments on mixing phenomena in a VOD ladle. ISIJ Int. vol. 39. P. 419–25.
Mandal J., Patil S., Madan M., Mazumdar D. (2005) Mixing time and correlation for ladles stirred with dual porous plugs. Metall. Mater. Trans. B. vol. 36B. P. 479–487.
Mazumdar N., Mahadevan A., Madan M., Mazumdar D. (2005) Impact of ladle design on bath mixing. ISIJ Int. vol. 45. P. 1940–1942.
Liu Z.Q., Li L.M., Li B.K. (2017) Modeling of gas – steel – slag three-phase flow in ladle. Metallurgy: Part I. Physical Modeling. ISIJ Int. vol. 57. P. 1971–1979.
