Дослідження формування лунки в зоні горіння електричної дуги при позапічній обробці сталі

Автор(и)

  • Володимир Олександрович Рубан Український державний університет науки і технологій , Україна https://orcid.org/0000-0002-6617-296X
  • Олександр Миколайович Стоянов Український державний університет науки і технологій , Україна https://orcid.org/0000-0002-7136-7403
  • Костянтин Георгійович Niziaiev Український державний університет науки і технологій , Україна https://orcid.org/0000-0002-9260-0964
  • Євген Володимирович Синегін Товариство з обмеженою відповідальністю "Технічний університет "Метінвест політехніка", Україна https://orcid.org/0000-0002-9983-3971
  • Світлана Валеріївна Журавльова Український державний університет науки і технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-8519-5155
  • Христина Василівна Малій Товариство з обмеженою відповідальністю "Технічний університет "Метінвест політехніка", Україна https://orcid.org/0000-0002-9046-4268

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.284884

Ключові слова:

фізичне моделювання, установка «ківш-піч», графітований порожнистий електрод, геометричні параметри лунки

Анотація

Об’єкт дослідження – зона взаємодії графітованого порожнистого електрода (ГПЕ) з металевою ванною на установці «ківш-піч».

Встановлення закономірностей формування геометричних параметрів лунки за різних умов роботи установки «ківш-піч» з метою подальшої оцінки теплообміну під електродом в зоні горіння дуги.

Розроблено методику експерименту та створено лабораторну установку для проведення фізичного моделювання на холодній моделі. Розраховані значення геометричних параметрів лунки утвореної від електродугового розряду в піделектродній зоні. Зокрема, площа криволінійної поверхні лунки дорівнює близько 0,2 м2 при глибині 40 мм. Встановлено закономірності формування геометрії лунки при вдуванні газу каналом ГПЕ, зокрема щодо площі і глибини лунки. Так, при витрат газу 3–20 м3/год і висоті шлакового покрову 100 мм площа сягає 0,28–0,5 м2, при цьому глибина лунки склала від 5 см до 19 см відповідно. Встановлені раціональні витрати газу, що подається каналом графітованого порожнистого електрода, які для шлакового покрову 100 мм складають 3–6 м3/год і для шлакового покрову 200 мм – 6–10 м3/год.

Досліджено особливості формування лунки металу в піделектродній зоні за умов подачі газу каналом графітованого порожнистого електрода при позапічній обробці сталі на установці «ківш-піч».

Закономірності формування геометрії лунки в зоні горіння дуги, які отримано за допомогою холодного моделювання, в подальшому дадуть змогу виконати розрахунки передачі теплоти від електродугового розряду до металевої ванни. Визначити частку теплоти поглинутої шлаком і металом за умов використання звичайного електрода, та порожнистого з подачею газу його каналом при позапічній обробці сталі на установці «ківш-піч»

Біографії авторів

Володимир Олександрович Рубан, Український державний університет науки і технологій

Аспірант

Кафедра металургії чавуну і сталі

Олександр Миколайович Стоянов, Український державний університет науки і технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра металургії чавуну і сталі

Костянтин Георгійович Niziaiev, Український державний університет науки і технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра металургії чавуну і сталі

Євген Володимирович Синегін, Товариство з обмеженою відповідальністю "Технічний університет "Метінвест політехніка"

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра металургії, матеріалознавства та організації виробництва

Світлана Валеріївна Журавльова, Український державний університет науки і технологій

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра металургії чавуну і сталі

Христина Василівна Малій, Товариство з обмеженою відповідальністю "Технічний університет "Метінвест політехніка"

Кандидат технічних наук

Кафедра металургії, матеріалознавства та організації виробництва

Посилання

  1. Zhan, D. P., Zhang, H. S., Jiang, Z. H., Gong, W., Li, H. B., Chen, Z. P. (2011). Influence of Hollow Electrode Ar-CO2 Injection on Carbon Content in Ladle Furnace. Advanced Materials Research, 250-253, 3864–3867. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.250-253.3864
  2. Zhan, D. P., Zhang, H. S., Jiang, Z. H., Gong, W., Chen, Z. P. (2011). Influence of Electrode Argon-Hydrogen Co-Injection on Carbon Content in a Alternating Current Ladle Furnace. Advanced Materials Research, 239-242, 2361–2364. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amr.239-242.2361
  3. Bigelow, L. K., Flemings, M. C. (1975). Sulfide inclusions in steel. Metallurgical Transactions B, 6 (2), 275–283. doi: https://doi.org/10.1007/bf02913570
  4. Payandeh, Y., Soltanieh, M. (2007). Oxide Inclusions at Different Steps of Steel Production. Journal of Iron and Steel Research International, 14 (5), 39–46. doi: https://doi.org/10.1016/s1006-706x(07)60072-7
  5. Okhotskiy, V. B. (2010). Non-metallic inclusions in steel in the process of deoxidation. Theory. Metallurgical and Mining Industry, 2 (4), 260–261. Available at: https://www.metaljournal.com.ua/assets/Uploads/attachments/Okhotskiy261.pdf
  6. Gubenko, S. I., Parusov, V. V., Derevyanchenko, I. V. (2005). Nemetallicheskie vklyucheniya v stali. Dnepropetrovsk: ART-PRESS, 536.
  7. Pribulová, A., Futáš, P., Bureš, R. (2007). Influence of steel blowing with inert gas on steel cleanness. Acta Metallurgica Slovaca. 13 (4), 133–136.
  8. Hudzieczek, Z., Michalek, K., Gryc, K. (2010). Methodology development and first results of transfer processes results between metal and slag. In Theory and Practice of steel production and processing. Ostrava: TANGER.
  9. Strasäk, P. (2009). Numerical Modelling of liquid steel behaviour in the ladle during the argon blowing through the three hole lance. Technical report for V§B-TU Ostrava, FMME, Department of Metallurgy, TechSoft Eng.
  10. Michalek, K., Tkadleôkovâ, M., Gryc, K., Klus, P., Hudzieczeka, Z., Sikoraa, V., Strasâk, P. (2011). Optimization of argon blowing conditions for the steel homogenization in a ladle using numerical modelling. Metal.
  11. Jardón Pérez, L. E., Amaro-Villeda, A., Conejo, A. N., González-Rivera, C., Ramírez-Argáez, M. A. (2017). Optimizing gas stirred ladles by physical modeling and PIV measurements. Materials and Manufacturing Processes, 33 (8), 882–890. doi: https://doi.org/10.1080/10426914.2017.1401722
  12. Haida, O., Brimacombe, J. K. (1985). Physical-model study of the effect of gas kinetic energy in injection refining processes. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan, 25 (1), 14–20. doi: https://doi.org/10.2355/isijinternational1966.25.14
  13. Conejo, A. N., Mishra, R., Mazumdar, D. (2019). Effects of Nozzle Radial Position, Separation Angle, and Gas Flow Partitioning on the Mixing, Eye Area, and Wall Shear Stress in Ladles Fitted with Dual Plugs. Metallurgical and Materials Transactions B, 50 (3), 1490–1502. doi: https://doi.org/10.1007/s11663-019-01546-8
  14. Nizyaev, K. G., Dusha, V. M., Kernitskiy, V. V. (2002). Osobennosti nagreva stali nezavisimoy elektricheskoy dugoy. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost', 7, 147–149.
  15. Yachnikov, I. M., Portnova, I. V., Bystrov, M. V. (2018). Modelirovanie teplovogo sostoyaniya grafitirovannogo elektroda pri podache gaza v osevoy kanal. Kongress Staleplavil'schikov: Magnitogorskiy gosudarstvennyy tekhnicheskiy universitet im. G.I. Nosova, 180–186.
  16. Egorov, A. V. (1985). Elektroplavil'nye pechi chernoy metallurgii. Moscow: Metallurgiya, 280.
  17. Shtapura, E. V., Zhavoronkov, Yu. I., Boychenko, B.M., Nizyaev, K. G., Kharchenko, S. V. (2008). Modelirovanie produvki zhidkoy stali v kovshe neytral'nym gazom. Novosti nauki Pridneprov'ya, 1, 112–114.
  18. Kazantsev, I. G. (1952). Issledovanie dinamiki gazoobraznoy strui vtekayuschey v zhidkost'. Termicheskaya i plasticheskaya obrabotka metallov: Sb. nauch. tr. Zhdanovskogo metallurgicheskogo instituta. V. 2. Moscow: Metallurgizdat, 56–68.
  19. Efimov, L. M. (1957). Trudy nauchno-tekhnicheskogo obschestva chernoy metallurgii. Materialy vsesoyuznogo soveschaniya staleplavil'schikov. Vol. XVIII, Ch. 1. Moscow: Metallurgiya, 40–57.
  20. Baptizmanskiy, V. I., Schedrin, G. A., Prosvirin, K. S. (1975). Razmery reaktsionnoy zony pri produvke metalla kislorodom sverkhu. Izv. VUZov. Chernaya metallurgiya, 10, 44–48.
Дослідження формування лунки в зоні горіння електричної дуги при позапічній обробці сталі

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Рубан, В. О., Стоянов, О. М., Niziaiev К. Г., Синегін, Є. В., Журавльова, С. В., & Малій, Х. В. (2023). Дослідження формування лунки в зоні горіння електричної дуги при позапічній обробці сталі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (124), 134–142. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.284884

Номер

Том 4 № 1 (124) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Volodymyr Ruban, Oleksandr Stoianov, Kostiantyn Niziaiev, Yevhen Synehin, Svitlana Zhuravlova, Khrystyna Malii

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.