On penetration depth of an oxidizing agent jet into the melt of LD-converter
DOI:
https://doi.org/10.31498/2225-6733.30.2015.51694Keywords:
a tuyere, nozzle, supersonic flow, melt, penetration depthAbstract
The influence of discharge regime parameters (full pressure differential, surplus impulse, consumption etc.) through the tuyere nozzles and their design on change of the subsonic jet with natural initial degree of turbulence penetration depth and the supersonic jet under discharge conditions without acoustic-feedback into the melt through the nozzles with various Mach numbers, the generatrix and the supersonic widening nozzle forming an angle, at different distances from the melt surface and the slag layer have been analyzed. The received relations agree very closely with experimental data received both from models and in practice. Thus the penetration depth is peak at the nozzle, in which pressure differential given gas expansion being maximum. However penetration depth functional dependence on Mach number is such that Mach number decreasing substantially, the penetration depth decreasing little. With the nozzle expansion angle increase the jet penetration depth decreases over the total range of the pressure differential drop. degree off-design). From the analysis of the received data it should be noted, that the dimensions of the interaction zone decrease both in width (the crater diameter) and in penetration depth if there is a slag layer. It also points to the fact that if there is a slag layer the degree of the oxygen assimilation by the melt decreases as well as the metal mass joining the downward jet of the oxidizer while the carbon critical concentration grows. The received dependences of the jet penetration depth into the melt on such various factors as: discharge regime parameters, blowing devices design etc., can be used to select the design peculiarities of nozzles in blowing devices and proper blowing regimes. The given results must be taken into account to design, improve and operate blowing devicesReferences
Казанцев И.Г. Механика газовой струи в бессемеровской ванне / И.Г. Казанцев // Сталь. – 1940. – № 1. – С. 16-18.
Banks H.B. Hydrodynamic behavior during top blowing / H.B. Banks, Р.V. Сhаndrаsеkhаrа // J. Fluid Месhanics. – 1963. – V. 10, № 19. – Р. 64-69.
Марков Б.Л. Методы продувки мартеновской ванны / Б.Л. Марков. – М. : Металлургия, 1975. – 280 с.
Явойский В.И. Теория продувки сталеплавильной ванны / В.И. Явойский, Г.А. Дорофеев, И.Л. Повх. – М. : Металлургия, 1974. – 496 с.
Капустин Е.А. К моделированию продувки жидкой ванны кислородом / Е.А. Капустин // Известия ВУЗов СССР. Черная металлургия. – 1972. – № 11. – С. 186-187.
Марков Б.Л. Физическое моделирование в металлургии / Б.Л. Марков, А.А. Кирсанов. – М. : Металлургия, 1984. – 118 с.
Баптизманский В.И. К вопросу холодного моделирования продувки металла / В.И. Баптизманский, Ю.С. Паниотов // Известия ВУЗов СССР. Черная металлургия. – 1989. – № 6. – С. 26-30.
Баптизманский В.И. Теория кислородно-конвертерного процесса / В.И. Баптизманский. – М. : Металлургия, 1975. – 378 с.
Баптизманский В.И. Физико-химические основы кислородно-конвертерного производства / В.И. Баптизманский, В.Б. Охотский. – Киев; Донецк : Вища школа, 1981. – 184 с.
Охотский В.Б. Развитие теории процессов взаимодействия газовой струи с ванной / В.Б. Охотский // Вопросы теории и практики сталеплавильного производства : Науч. тр. / ММИ. – М. : Металлургия, 1991. – С. 94-103.
Яковлев Ю.И. Физическое и математическое моделирование сталеплавильных процессов / Ю.И. Яковлев // Вопросы теории и практики сталеплавильного производства : Науч. тр. / ММИ. – М. : Металлургия, 1991. – С. 32-44.
Баптизманский В.И. Конвертерные процессы производства стали : Теория, технология, конструкция агрегатов / В.И. Баптизманский, М.Я. Меджибожский, В.Б. Охотский. – Киев; Донецк: Вища школа, 1984. – 343 с.
Kleinstein G. Mixing in turbulent axially symmetric free jets / G. Kleinstein // J. Spacecraft. – 1964. – V.1, № 4. – P. 403-408.
Lukhtura F.I. One-dimensional theory of off-design supersonic gas jets / F.I. Lukhtura // Fluid Dynamics. – 1993. – V. 28, № 1. – P. 35-40.
Кибель Н.Е. Теоретическая гидромеханика / Н.Е. Кибель, И.А. Кочин, Н.В. Розе. – М. : Физматгиз, 1963. – Ч. 2. – 727 с.
Сурин В.А. Моделирование вторичного газовыделения в сталеплавильной ванне / В.А. Сурин, Е.А. Капустин, В.Н. Евченко // Известия ВУЗов СССР. Черная металлургия. – 1983. – № 5. – С. 113-118.
Давидсон В.Е. Элементы технологической гидрогазодинамики / В.Е. Давидсон. – Днепропетровск : ДГУ, 1987. – 84 с.
Просвирин К.С. Структура и параметры реакционной зоны прпи донной продувке металла кислородом / К.С. Просвирин, В.И. Трубавин, Г.А. Щедрин // Тепло- и массообмен в сталеплавильных агрегатах. – М. : Металлургия, 1979. – С. 95-99.
Капустин Е.А. Одномерная теория струй / Е.А. Капустин, Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. праць / ПДТУ. – Маріуполь, 2001. – Вип. 11. – С. 243-249.
Лухтура Ф.И. О критической концентрации углерода в расплаве конвертера / Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. праць / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2012. – Вип. 24. – С. 49-56.
Downloads
How to Cite
Issue
Section
License
The journal «Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences» is published under the CC BY license (Attribution License).
This license allows for the distribution, editing, modification, and use of the work as a basis for derivative works, even for commercial purposes, provided that proper attribution is given. It is the most flexible of all available licenses and is recommended for maximum dissemination and use of non-restricted materials.
Authors who publish in this journal agree to the following terms:
1. Authors retain the copyright of their work and grant the journal the right of first publication under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). This license allows others to freely distribute the published work, provided that proper attribution is given to the original authors and the first publication of the work in this journal is acknowledged.
2. Authors are allowed to enter into separate, additional agreements for non-exclusive distribution of the work in the same form as published in this journal (e.g., depositing it in an institutional repository or including it in a monograph), provided that a reference to the first publication in this journal is maintained.
