Висвітлено результати теоретичних і експериментальних досліджень процесів перемішування й утворення сплесків рідкої фази в конвертерах з різними способами продувки. Із застосуванням сучасних методик холодного та високотемпературного моделювання одержано нову достовірну інформацію щодо гідродинаміки конвертерної ванни й особливості взаємодії в об'ємі ванни кисневих і газопорошкових струменів у разі зміни способів і параметрів дуття, варіантів розміщення та кількості продувних пристроїв. Установлено можливість істотного збільшення інтенсивності продувки без збільшення втрат металу з викидами в конвертерах комбінованого дуття, AOD-агрегатах і за організації продувки через двох'ярусні багатоцільові фурми. Встановлено, що найбільш раціональним варіантом комбінованої верхньо-донної продувки є подача основного кисневого дуття через верхню фурму. Експериментально з використанням дослідного, на підставі техногенних відходів виробництва, порошкоподібного "чорного вапна" підтверджено ефективність розробленого дуттєвого режиму комбінованої верхньо-донної продувки. Визначено, що уведення дослідного реагенту через донну фурму в зону реагування верхнього та донного кисневих потоків забезпечує раннє утворення активних основних шлаків, а регульоване співвідношення компонентів суміші - більш повне видалення фосфору та сірки, а за необхідності - ефективне підвищення вуглецю в металі. Уточнено схему перемішування ванни та механізм утворення сплесків рідкої фази, розроблено безрозмірний критерій перемішування, одержано вираження для розрахунку висот сплесків вільного простору конвертера.

  Скачати повний текст

З використанням сучасних методик фізичного та чисельного моделювання одержано нову достовірну інформацію про механізм, гідрогазодинамічні та тепломасообмінні процеси, що супроводжують продувку конвертерної ванни спеціально орієнтованими рядами над- і дозвукових кисневих струменів і подальшу роздувку шлакового розплаву азотними струменями, що переміщуються, з одночасним вдуванням порошкоподібних магнезіальних шлакоутворювальних матеріалів у нанесений на стіни конвертера шлаковий гарнісаж. Розроблено та запропоновано до промислової експлуатації на 160-т конвертерах ВАТ "АрселорМіттал Кривий Ріг" нові конструкції цільноточених головок кисневих фурм з оптимізованою системою охолодження та технологія продувки конвертерної ванни, що забезпечують прискорене формування шлаку з кінцевим вмістом оксиду магнію 5 - 7 %, покращання процесів дефосфорації та десульфурації металу, зниження інтенсивності заметалювання фурми та горловини конвертера. Встановлено та впроваджено у виробництво зі значним ресурсо- й енергозберігальним ефектом нові технологія гарячого ремонту футеровки 160-т конвертерів і конструкція гарнісажної торкрет-фурми, що забезпечують нанесення шлакового гарнісажу за допомогою роздувки кінцевого шлаку, який містить 5 - 7 % MgO, з одночасним факельним торкретуванням футерівки шляхом вдування до гарнісажного шару порошкоподібного невипаленого доломіту.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблеми розробки математичних моделей і системи керування процесом шлакоутворення. Вперше встановлено функціональні зв'язки пульсаційних параметрів (частоти й амплітуди) газу, що відходить, а також зміни маси фурми в процесі продувки зі шлакоутворенням в плавці, що суттєво розширило сферу застосування інформації газової фази, зокрема дозволило здійснити безперервний контроль рівня ванни. Досліджено новий підхід до побудови моделі керування шлакоутворенням у конвертері, який базується на системному розгляді процесів знесіркування до, під час продувки, додувки та в агрегаті доводки сталі. Удосконалено підхід до проблеми побудови математичної моделі процесу шлакоутворення, заснованого на сукупному застосуванні детермінованих, імовірних та евристичних методів з наступною ідентифікацією моделі в процесі експлуатації за плавками позитивного досвіду. Вперше вирішено проблему оптимізації процесу видалення сірки в конвертерному виробництві. Розвинуто методи контролю рівня ванни та ходу шлакоутворення, що враховують параметри роботи водоохолоджуючого устаткування, газу, що відходить і футерівки.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено теоретичну модель динаміки процесу окиснення кремнію за умов продування чавуну у конвертері, яка базується на дифузійному режимі процесу та враховує зміну лімітуючої ланки в ході продування. Модель адекватно описує зміну вмісту кремнію в металі залежно від витрат кисню. Експериментально визначено константу моделі процесу окиснення кремнію у 60-тонному конвертері, яка складає 0,038. Розраховано охолоджувальний ефект вапна залежно від міри недопала та температури вапни. Встановлено, що зростання недопалу на 1 % збільшує охолоджувальний ефект вапна на 26,81 кДж/кг. Розроблено методику розрахунку та модель динамічного теплового балансу коверторної ванни, яка базується на динаміці окиснення кремнію та вуглеця. Запропоновано універсальний алгоритм розрахунку маси домішків вапна з різною мірою недопалу, що відповідають динамічному тепловому балансу ванни та забезпечують одержання заданої основності кінцевого шлаку.

  Скачати повний текст