Аналіз утворення реакційної зони взаємодії у розплаві конвертеру та систематизація рівнянь з визначення глибини її проникнення

Анотація

Важливим аспектом у ході експлуатації конвертерів за технологією верхньої продувки є можливість впливу високотемпературної реакційної зони взаємодії на поверхню футерівки конвертеру. За умови утворення нераціональної глибини проникнення реакційної зони взаємодії, відбувається суттєва інтенсифікація зносу футерівки днища конвертера. Подібне призводе до передчасного її виходу з ладу або може викликати явище прогару днища футерівки та сталевого кожуху конвертеру з непередбачуваним зливом розплаву. Наведене є небезпечною аварійною ситуацією для умов металургійного виробництва. Одним з шляхів уникнення такого явища є передчасна прогнозна оцінка особливостей утворення реакційної зони взаємодії та глибини її проникнення у шари об’єму розплаву металу. Співставлення її розмірів з відповідними розмірами робочого простору конвертерної ванни. На сьогодні існує багато свідчень та рівнянь, що стосуються реакційної зони взаємодії для різних способів та режимів продувки конвертерної ванни. Однак потрібне сучасне представлення основних типів геометричного утворення реакційної зони взаємодії у кисневому конвертері за умови продувки через верхню фурму, незалежно від конструкції багатосоплового наконечника та режиму продувки. Відповідно до мети та завдань роботи за особливостями геометричного формування запропоновано три основні характерні типи утворення реакційної зони взаємодії у кисневому конвертері за умови продувки через верхню фурму з багатосопловим наконечником різної конструкції та режимом продувки: роздільне утворення окремих незалежних реакційних зон взаємодії певних геометричних розмірів, кількість яких дорівнює кількості кисневих струменів, що безпосередньо діють на поверхню розплаву та проникають у глиб його шарів; згруповане утворення декількох об’єднаних незалежних реакційних зон взаємодії, що утворюються за рахунок об’єднання разом двох та більше одиночних реакційних зон, створених незалежними кисневими струменями; об’єднане утворення однієї суцільної реакційної зони взаємодії за рахунок злиття зовнішніх контурів усіх одиночних реакційних зон взаємодії, що сформовані незалежними кисневими струменями у єдину об’єднану реакційну зону взаємодії. Окрім цього сформовано добірки рівнянь для визначення L_rzv – глибини проникнення реакційної зони взаємодії газових (кисневих) струменів у розплав металу, що знаходиться у робочому просторі ванни конвертеру. Розділення рівнянь на добірки виконано відповідно до типу фізичного моделювання, що було виконано для їх отримання. Перша добірка рівнянь, що були отримані на підставі обробки результатів експериментів низькотемпературного фізичного моделювання, складається з 13 рівнянь. Друга добірка рівнянь, котрі отримані за рахунок обробки результатів експериментів з високотемпературного фізичного моделювання, складається з 7 рівнянь