Розглянуто питання розробки нових ефективних пристроїв (способів) для вторинного допалювання CO-вмісних відхідних газів в агрегатах конверторного типу. Розроблено статичну математичну модель конверторної плавки з вторинним допалюванням даних газів, яка допомагає в першому наближенні встановити діапазони оптимальних значень керуючих параметрів процесу допалювання залежно від варіанту підведення дуття, шихтовки плавок та зони організації процесу в агрегаті. Описано комплексну функціонально-детерміновану динамічну математичну модель допалювання газів у порожнині кисневого конвертора з урахуванням макрокінетики плавки. Проведено аналітичні дослідження процесу вторинного допалювання газів та визначено основні закономірності для раціональної організації в конверторах з верхнім та комбінованим дуттям. Висвітлено нові ефективні пристрої (способи) для вторинного допалювання газів у порожнині конверторів.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання розробки математичної моделі процесу дуття конвертерної плавки. Розроблено модель керування процесом дуття конвертерної плавки, доведено можливість суттєвого підвищення якості керування за рахунок введення зворотного зв'язку за непрямими методами вимірювання параметрів процесу. Проведено порівняльний аналіз математичних моделей процесу дуття у режимах статичного, динамічного та замкненого керування. Розроблено критерій і розв'язано задачу зниження собівартості сталі за рахунок зміни параметрів режиму дуття.

  Скачати повний текст

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

Наведено результати аналітичних та експериментальних досліджень тепло-масообмінних, фізико-хімічних і гідродинамічних процесів у реакційній зоні кисневого конвертора, взаємозв'язків між ними. На даній основі розроблено дуттьові режими і пристрої кисневих конверторів, що забезпечують поліпшення техніко-економічних показників виплавки сталі.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне й експериментальне дослідження фізико-хімічних процесів у кисневих конверторах з метою вдосконалення умов служби їх вогнетривкої футеровки. Розв'язано науково-технічну задачу використання периклазовуглецевої футеровки за вітчизняних технологій конверторного виробництва сталі. Формалізовано вплив пористості вогнетриву, діаметра його пор, концентрації розчинників у шлаку, міжфазного натягу, змочуваності вогнетриву рідкими фазами плавки на швидкість внутрішніх масообмінних процесів, що визначають зношування футеровки у конверторах. На підставі одержаних результатів і вперше виконаних досліджень тонкої структури периклазовуглецевих вогнетривів, що експлуатувалися у конусній і шлаковій зонах конвертора, описано механізм зношування вогнетривів у найбільш зношуваних зонах. Рекомендовано шляхи вдосконалення технології плавки. У конверторному цеху ВАТ "ДМЗ ім. Петровського" освоєний комплекс технологічних параметрів, що забезпечує підвищення стійкості футеровки агрегатів більше 200-от плавок. Комплекс грунтується на запропонованих шихтовому, шлаковому та дуттьовому режимах, нових схемах використання різних вогнетривів у футеровці та льоточних вузлах конверторів, пуску агрегатів у роботу без попереднього випалу їх футеровки. Одержаво економічний ефект від зниження витрат на вогнетриви у 2,5 раза.

  Скачати повний текст