МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕЖИМОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КИСЛОРОДНЫХ СТРУЙ С РАСПЛАВОМ ПРИ ВЕРХНЕЙ ПРОДУВКЕ КОНВЕРТЕРНОЙ ВАННЫ

Авторы

  • Евгений Валентинович Протопопов Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0002-7554-2168
  • Александр Александрович Уманский Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0003-4403-9006
  • Иван Сергеевич Морозов Сибирский государственный индустриальный университет
  • Максим Кимович Шакиров Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0009-0007-4938-5975

DOI:

https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-3(45)-87-93

Ключевые слова:

конвертер, верхняя кислородная продувка, режим взаимодействия, гидрогазодинамика конвертерной ванны, математическая модель

Аннотация

С использованием математического моделирования выполнен комплексный анализ экспериментальных данных по исследованию особенностей поведения 350-т конвертерной ванны в характерные периоды верхней продувки при высокой скорости обезуглероживания расплава и на заключительном этапе операции. Разработанные и адаптированные математические модели и проведенные численные исследования позволили дополнительно описать макрофизические явления при движении газометаллической, газошлаковой и многокомпонентных фаз в рабочем пространстве конвертера. Установлено, что общая динамика и циркуляция газошлакометаллической среды в целом определяется процессами в реакционной зоне и уровнем вспененного шлака. При продувке расплава через верхнюю фурму в режиме заглубленных газовых струй и различном количестве шлака в рабочем пространстве определены количественные характеристики относительных величин газосодержания в шлаке по отношению к средней плотности и концентрации газа в эмульсии. Полученные данные позволяют дополнить представления о гидродинамике металлической и шлаковой фаз в конвертере в характерные периоды плавки и использовать полученную информацию при разработке рациональных параметров дутьевого режима конвертерной операции.

Биографии авторов

Евгений Валентинович Протопопов, Сибирский государственный индустриальный университет

д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов

Александр Александрович Уманский, Сибирский государственный индустриальный университет

д.т.н., доцент кафедры металлургии черных металлов

Иван Сергеевич Морозов, Сибирский государственный индустриальный университет

соискатель кафедры металлургии черных металлов

Максим Кимович Шакиров, Сибирский государственный индустриальный университет

к.т.н., доцент кафедры автоматизации и информационных систем

Библиографические ссылки

Сизов А.М. Газодинамика и теплообмен газовых струй в металлургических процессах. Москва: Металлургия, 1987. 256 с.

Баптизманский В.И., Охотский В.Б. Физико-химические основы кислородно-конвертерного процесса. Киев-Донецк: Вища школа, 1981. 183 с.

Охотский В.Б. Строение газовых струй // Известия вузов. Черная металлургия. 1983. № 11. С. 32–35.

Явойский В.И., Дорофеев Г.А., Повх И.Л. Теория продувки сталеплавильной ванны. Москва: Металлургия, 1974. 495 с.

Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. Исследование взаимодействия кислородных струй с отходящими конвертерными газами // Известия вузов. Черная металлургия. 1996.№ 10. С. 5–9.

Охотский В.Б., Чернятевич А.Г., Просвирин К.С. О механизме процесса выгорания углерода при продувке металла кислородом. В кн.: Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. научн.-техн. сб. № 52. Киев: Техника. 1977. С. 71–72.

Охотский В.Б., Баптизманский В.И., Просвирин К.С., Щедрин Г.А. Строение реакционной зоны при продувке металла кислородом // Известия вузов. Черная металлургия. 1973. № 8. С. 50–53.

Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Юдин С.В. Исследование химических и температурных градиентов в конвертерной ванне с использованием высокотемпературного моделирования // Известия вузов. Черная металлургия. 1997. № 10. С. 20–24.

Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В Экспериментальное изучение параметров реакционной зоны конвертерной ванны в целях комбинированной продувки // Известия вузов. Черная металлургия. 1991. № 6. С. 17–24.

Чернятевич А.Г., 3арвин Е.Я., Борисов Ю.Н., Волович М.И. О механизме образования выбросов из кислородного конвертора с верхней продувкой // Известия вузов. Черная металлургия. 1976. № 10. С. 54–59.

Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г.,Юдин С.В. Гидродинамические особенности поведения конвертерной ванны при различных способах продувки // Известия вузов. Черная металлургия. 1998. № 8. С. 23–29.

Мокринский А.В., Протопопов Е В., Чернятевич А.Г. Гидродинамические режимы взаимодействия кислородных струй с конвертерной ванной // Известия вузов. Черная металлургия. 2005. № 4. С. 11–17.

Чернятевич А.Г., Протопопов Е В., Ганзер Л.А. О некоторых особенностях окисления примесей в конвертерной ванне при комбинированной продувке // Известия вузов. Черная металлургия. 1987. № 4. С. 25–29.

Охотский В.Б. Взаимодействие газовой струи с жидкостью при продувке сверху // Известия вузов Черная металлургия. 1984. № 1. С. 45–49.

Охотский В.Б. Физико-химическая механика сталеплавильных процессов. Москва: Металлургия, 1993. 151 с.

Чернятевич А.Г., Сигарев Е.М., Зуев О.И. // Математичне моделювання. 2002. № 1 (8). С. 77–80.

Сигарев Е.Н., Чернятевич А.Г., Селищев В.Н. // Математичне моделювання. 2001. № 1 (6). С. 93–96.

Сигарев Е.Н., Косухина О.С., Попко О.В. // Математичне моделювання. 2003. № 1 (9). С. 50–53.

Загрузки

Опубликован

30.09.2023

Как цитировать

Протопопов, Е. В. ., Уманский, А. А. ., Морозов, И. С. ., & Шакиров, М. К. . (2023). МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕЖИМОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КИСЛОРОДНЫХ СТРУЙ С РАСПЛАВОМ ПРИ ВЕРХНЕЙ ПРОДУВКЕ КОНВЕРТЕРНОЙ ВАННЫ. Вестник Сибирского государственного индустриального университета, 1(3), 87–93. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2023-3(45)-87-93

Выпуск

Раздел

Металлургия и материаловедение

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)