О степени усвоения кислорода металлической ванной при верхнем вдуве в LD-конвертере

F. I. Lukhtura

doi:10.31498/2225-6733.36.2018.142513

Автор(и)

F. I. Lukhtura ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь, Україна

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.36.2018.142513

Ключові слова:

фурма, сопло, надзвуковий потік, кисень, конвертерні гази, ежекція, розплав

Анотація

Розглянуто причини та ступінь існуючого засвоєння конвертерною ванною дуттєвого потоку окисного газу (кисню) для рафінування розплаву в період продувки. Показано, що ступінь засвоєння кисню дуття металевою ванною пов'язана з фактом відображення периферійної частини кисневого струменя на її довжині від вихідного перетину сопла до поверхні металевого розплаву через наявність зустрічних потоків конвертерних газів в газовій порожнині конвертера і шару шлаку. При цьому ступінь засвоєння кисню через зазначені чинники зменшується на 5-35% в залежності від режимних параметрів, конструкції дуттєвих пристроїв, переносних властивостей надзвукових струменів високотемпературної газової порожнини конвертера із зустрічними потоками конвертерних газів і розплавів, від висоти розташування фурми над металевим розплавом та ін. На процес засвоєння також впливає режим взаємодії газового струменя з рідким розплавом при верхньому дутті, який різний при різній інтенсивності дуття і висоти розташування фурми – ламінарний, перехідний або турбулентний. Показано, що на режим взаємодії газу з розплавом, в свою чергу, впливає існуюча можливість передачі збурень з навколишньої атмосфери в струмінь. Наведено відповідні аналітичні співвідношення для визначення та приклади розрахунку ступеня засвоєння кисню металевим розплавом в 160-т і 350-т конвертерах верхнього дуття при взаємодії потоків окислювача з конвертерними газами і шлакометалевим розплавом. Встановлено, що в основний час продувки ступінь засвоєння кисню збільшується з ростом інтенсивності дуття, швидкості окислювача в ефективному (ізобаричному) перерізі, при збільшенні характерних розмірів (діаметрів) сопел і зменшенні їх числа, опусканні фурми і зниженні відстані від кореня струменів, які витікають, до поверхні металевої ванни

Біографія автора

F. I. Lukhtura, ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет», м. Маріуполь

Старший викладач

Посилання

Список использованных источников:

Совершенствование методики и разработка прикладной программы для расчета баланса кислорода конвертерной плавки / А.В. Сущенко, Е.С. Попов, Р.С. Сидорчук, М.П. Орличенко, А.С. Кучерявенко, А.С. Гриценко // Университетская наука-2013 : в 3 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (Мариуполь, 14-16 апреля 2013 г.) / ДВНЗ «ПГТУ». – Мариуполь, 2013. – Т. 2. – С. 48-50.

Бигеев А.М. Металлургия стали / А.М. Бигеев. – М. : Металлургия, 1988. – 480 с.

Сущенко А.В. Совершенствование дутьевых режимов и устройств кислородных конвертеров на основе исследования процессов в реакционной зоне : автореф. дис. …канд. техн. наук : 05.16.02 / Сущенко Андрей Викторович; Приазов. техн. ун-т. – Мариуполь, 2002. – 20 с.

Бойченко Б.М. Конвертерне виробництво сталі / Б.М. Бойченко, В.Б. Охотський, П.С. Харлашин. – Дніпропетровськ : РВА «Дніпро-ВАЛ», 2004. – 454 с.

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.

Lukhtura F.I. One-dimensional theory of off-design supersonic gas jets / F.I. Lukhtura // Fluid Dynamics, 1993. – V. 28, № 1. – P. 35-40.

Капустин Е.А. Одномерная теория струй / Е.А. Капустин, Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ПДТУ. – Маріуполь, 2001. – Вип. 11. – С. 243-249.

Лухтура Ф.И. О закономерностях затопленных струйных течений / Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2015. – Вип. 30, т. 1. – С. 202-212. – (Серія : Технічні науки).

Лухтура Ф.И. Исследование параметров сверхзвуковых нерасчетных струй газа / Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2015. – Вип. 30, т. 1. – С. 192-202. – (Серія : Технічні науки).

Лухтура Ф.И. Длина потенциального ядра осесимметричных свободных струйных течений / Ф.И. Лухтура // Университетская наука-2013 : в 3 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (Мариуполь, 14-16 апреля 2013 г.) / ГВУЗ «ПГТУ». – Мариуполь, 2013. – Т. 2. – С. 72-73.

Лухтура Ф.И. О закономерностях течения незатопленных струй / Ф.И. Лухтура // Университетская наука-2016 : в 4 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (Мариуполь, 19-20 мая 2016 г.) / ГВУЗ «ПГТУ». – Мариуполь, 2016. – Т. 2. – С. 166-168.

Лухтура Ф.И. О влиянии спутного потока на распространение турбулентных струй / Ф.И. Лухтура // Университетская наука-2016 : в 4 т. : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. (Мариуполь, 19-20 мая 2016 г.) / ГВУЗ «ПГТУ». – Мариуполь, 2016. – Т. 2. – С. 168-170.

Лухтура Ф.И. О критической концентрации углерода в расплаве конвертера / Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету: Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь,. – 2012. – Вип. 24. – С. 49-56. – (Серія : Технічні науки).

Лухтура Ф.И. О глубине внедрения струи окислителя в расплав кислородного конвертера / Ф.И. Лухтура, А.В. Линник // Вісник Приазовського державного технічного університету: Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2015. – Вип. 30, т. 1. – С. 122-135. – (Серія : Технічні науки).

Лухтура Ф.И. О степени дожигания конвертерных газов в конвертерах верхнего дутья / Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського Державного технічного університету: Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2015. – Вип. 30, т. 1. – С. 111-121. – (Серія : Технічні науки).

Капустин Е.А. О газовой струе, истекающей в жидкость / Е.А. Капустин, В.Е. Давидсон, В.Н. Евченко // Гидроаэромеханика и теория упругости. – Днепропетровск : ДГУ, 1981. – Вып. 27. – С. 85-95.

Kleinstein G. Mixing in turbulent axially symmetric free jets / G. Kleinstein // J. Spacecraft. – 1964. – V. 1, № 4. – Pр. 403-408.

Сущенко А.В. Моделирование процесса дожигания монооксида углерода в кислородном конвертере при различных вариантах подвода дутья / А.В. Сущенко, А.С. Безчерев // Вісник Приазовського державного технічного університету: Зб. наук. пр. / ПДТУ. – Маріуполь, 2004. – Вип. 14. – С. 44-47.

Сущенко А.В. Об эжекционных свойствах кислородных струй при заглубленной продувке сталеплавильной ванны / А.В. Сущенко, Е.А. Капустин, В.Н. Евченко // Вісник Приазовського державного технічного університету: Зб. наук. пр. / ПДТУ. – Маріуполь, 2002. – Вип. 12. – 2002. – С. 189-193.

Совершенствование конструкции кислородной фурмы, дутьевого и шлакового режимов конвертерной плавки в 160-т конвертерах ОАО «ММК им. Ильича» / А.В. Сущенко [и др.] // Металл и литье Украины. – 2005. – № 3-4. – С. 64-67.

Сущенко А.В. Оптимизация дутьевого и шлакового режимов конвертерной плавки в ККЦ ОАО «ММК им. Ильича» / А.В. Сущенко [и др.] // Университет городу-2005: тез. докл. XII регион. науч.-техн. конф. – Мариуполь, 2005. – Т. 2. – С. 105-107.

References:

Sushchenko A.V., Popov Ye.S., Sidorchuk R.S., Orlichenko M.P., Kucheryavenko A.S., Gritsenko A.S. Sovershenstvovanie metodiki i razrabotka prikladnoi programmy dlia rascheta balansa kisloroda konverternoi plavki. Anotatsii dopovidei Mizhn. nauk.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2013» [Perfection of the methodology and development of an application program for calculating the oxygen balance of converter fusion. Abstracts of Int. Sci.-Tech. Conf. «University science-2013»]. Mariupol', vol. 2, 2013, pp. 48-50. (Rus.)

Bigeyev A.M. Metallurgiya stali [Metallurgy of steel]. Moscow, Metallurgiya Publ., 1988. 480 p. (Rus.)

Sushchenko A.V. Sovershenstvovaniye dut'yevykh rezhimov i ustroystv kislorodnykh konverterov na osnove issledovaniya protsessov v reaktsionnoy zone. Avtoref. diss. kand. techn. nauk [Improvement of blowing regimes and devices of oxygen converters on the basis of research of processes in the reaction zone. Thesis of cand. tech. sci. diss.]. Mariupol', 2002. 20 p. (Rus.)

Boychenko B.M., Okhots'kiy V.B., Kharlashin P.S. Konverterne virobnitstvo stalí [Converter steel production]. Dnípropetrovs'k, RVA «Dnípro-VAL» Publ., 2004. 454 p. (Rus.)

Baptizmanskiy V.I., Medzhibozhskiy M.Ya., Okhotskiy V.B. Konverternyye protsessy proiz-vodstva stali. Teoriya, tekhnologiya, konstruktsiya agregatov [Converter processes of steel production. Theory, technology, design of aggregates]. Kiyev, Donetsk, Vishcha shkola Publ., 1984. 343 p. (Rus.)

Lukhtura F.I. One-dimensional theory of off-design supersonic gas jets. Fluid Dynamics, 1993, vol. 28, no. 1, pp. 35-40.

Kapustin Ye.A., Lukhtura F.I. Odnomernaya teoriya struy [One-dimensional jet theory]. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Reporter of the Priazovskyi State Technical University, 2001, iss. 11, pp. 243-249. (Rus.)

Lukhtura F.I. O zakonomernostyakh zatoplennykh struynykh techeniy [On the regularities of flooded stream flows]. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Tekhnicheskie nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences, 2015, iss. 30, vol. 1, pp. 202-212. (Rus.)

Lukhtura F.I. Issledovaniye parametrov sverkhzvukovykh neraschetnykh struy gaza [Investigation of parameters of supersonic non-calculating gas jets]. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Tekhnicheskie nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences, 2015, iss. 30, vol. 1, pp. 192-202. (Rus.)

Lukhtura F.I. Dlina potentsial'nogo iadra osesimmetrichnykh svobodnykh struinykh techenii. Anotatsii dopovidei Mizhn. nauk.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2013» [Length of the potential core of axisymmetric free jet flows. Abstracts of Int. Sci.-Tech. Conf. «Uni-versity science-2013»]. Mariupol', vol. 2, 2013, pp. 72-73. (Rus.)

Lukhtura F.I. O zakonomernostiakh techeniia nezatoplennykh strui. Anotatsii dopovidei Mizhn. nauk.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2016» [On the regularities of the flow of non-heated jets. Abstracts of Int. Sci.-Tech. Conf. «University science-2016»]. Mariupol', vol. 2, 2016, pp. 166-168. (Rus.)

Lukhtura F.I. O vliianii sputnogo potoka na rasprostranenie turbulentnykh strui. Anotatsii dopovidei Mizhn. nauk.-tekhn. konf. «Universitetskaya nauka-2016» [On the effect of a wakeful flow on the propagation of turbulent jets. Abstracts of Int. Sci.-Tech. Conf. «University science-2016»]. Mariupol', vol. 2, 2016, pp. 168-170. (Rus.)

Lukhtura F.I. O kriticheskoy kontsentratsii ugleroda v rasplave konvertera [On the critical concentration of carbon in the converter melt]. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Tekhnicheskie nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences, 2012, iss. 24, pp. 49-56. (Rus.)

Lukhtura F.I., Linnik A.V. O glubine vnedreniya strui okislitelya v rasplav kislorodnogo konvertera [On the depth of introduction of the oxidizer stream into the melt of the oxygen converter]. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Tekhnicheskie nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences, 2015, iss. 30, vol. 1, pp. 122-135. (Rus.)

Lukhtura F.I. O stepeni dozhiganiya konverternykh gazov v konverterakh verkhnego dut'ya [On the degree of afterburning of converter gases in converters of upper blast]. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Tekhnicheskie nauki – Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical sciences, 2015, iss. 30, vol. 1, pp. 111-121. (Rus.)

Kapustin Ye.A., Davidson V.Ye., Yevchenko V.N. O gazovoy struye, istekayushchey v zhidkost' [On a gas jet flowing into a liquid]. Gidroaeromekhanika i teoriya uprugosti – Hydroaeromechanics and the theory of elasticity, Dnepropetrovsk, 1981, iss. 27, pp. 85-95. (Rus.)

Kleinstein G. Mixing in turbulent axially symmetric free jets. J. Spacecraft, 1964, vol. 1, no. 4, pp. 403-408.

Sushchenko A.V., Bezcherev A.S. Modelirovaniye protsessa dozhiganiya monooksida ugleroda v kislorodnom konvertere pri razlichnykh variantakh podvoda dut'ya [Simulation of the afterburning process of carbon monoxide in the oxygen converter with different versions of the blast-feeder]. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Reporter of the Priazovskyi State Technical University, 2004, iss. 14, pp. 44-47. (Rus.)

Sushchenko A.V., Kapustin Ye.A., Yevchenko V.N. Ob ezhektsionnykh svoystvakh kislorodnykh struy pri zaglublennoy produvke staleplavil'noy vanny [On the ejection properties of oxygen jets with a deeper purge of a steel-melting bath]. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta – Reporter of the Priazovskyi State Technical University, 2002, iss. 12, pp. 189-193. (Rus.)

Sushchenko A.V., Larionov A.A., Klimanchuk V.V. Sovershenstvovaniye konstruktsii kislorodnoy furmy, dut'yevogo i shlakovogo rezhimov konverternoy plavki v 160-t konverterakh OAO «MMK im. Il'icha» [Improvement of the construction of an oxygen tuyere, blowing and slag regimes of converter melting in 160-ton converters of Ilyich iron and steel works of Mariupol]. Metall i lit'ye Ukrainy – Metal and casting in Ukraine, 2005, no. 3-4, pp. 64-67. (Rus.)

Sushchenko A.V., Larionov A.A., Klimanchuk V.V. Optimizatsiia dut'evogo i shlakovogo rezhimov konverternoi plavki v KKTs OAO «MMK im. Il'icha». Anotatsii dopovidei XII Region. nauch.-tekhn. konf. «Universitet gorodu-2005» [Optimization of blowing and slag regimes of converter melting in the KCC of Ilyich iron and steel works of Mariupol. Abstracts of XII Region. Sci.-Techn. Conf. «University to the city-2005»]. Mariupol', 2005, vol. 2, pp. 105-107. (Rus.)