АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ПОДОБИЯ И МЕТОДИКИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КОНВЕРТЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ. СООБЩЕНИЕ 1

Рабочее пространство конвертера рассматривается как совокупность отдельных реакционных зон, что способствует изучению механизма физико-химических явлений в каждой зоне и в целом в системе кислородные струи – металл – шлак – отходящий поток газов. Выполнение условий подобия позволяет в некотором диапазоне качественно реализовывать высокотемпературное моделирование, а частичное нарушение тех или иных условий подобия будет приводить к осуществлению только приближенного моделирования. Выполнены анализ и обоснование основных положений методики высокотемпературного моделирования конвертерного процесса с комбинированной продувкой конвертерной ванны. Сформированы основные условия аэрогидродинамического и динамического подобия при использовании для продувки расплава разноимпульсных газовых потоков, которые в совокупности с условиями геометрического и физического подобий позволяют с большей достоверностью переносить полученные результаты с модели на образец. Предварительно для каждого эксперимента разрабатывается технологическая карта, обеспечивающая заданные параметры дутьевого и шлакового режимов плавки с использованием присадок фракционных извести и плавикового шпата. Рассмотренные условия и основные безразмерные критерии подобия позволяют переносить полученные результаты на промышленные образцы. Разработан и усовершенствован комплекс лабораторных установок и методик, позволяющих с использованием фото- и видеосъемки визуализировать процесс взаимодействия газовых струй с шлако-металлической эмульсией в конвертере, получать информацию о параметрах образующихся реакционных зон и выходе газов на поверхность металлической ванны.

1. Коотц Т., Беренс К., Маас Г., Баумгартен П. Некоторые вопросы теории кислородно-конвертерного процесса. Дискуссия. Черные металлы. 1965;15:4252.

2. Зарвин Е.Я., Чернятевич А.Г., Волович М.И., Никитин Ю.П., Дорошенко В.А. Изучение процесса продувки конвертерной ванны с использованием фотокиносъемки. Известия вузов. Черная металлургия. 1974;12:3337.

3. Borowsld К., Maatsch I. Technische Mittei-lungen Krupp: Forschungsberichte. 1964;22:63‒64.

4. Чернятевич А.Г., Зарвин Е.Я. К вопросу горячего моделирования кислородно-конвертерного процесса. Известия вузов. Черная металлургия. 1978;4:4046.

5. Лякишев Н.П., Шалимов А.Г. Сравнительная характеристика состояния кислородно-конвертерного производства стали в Рос-сии и за рубежом. Москва: Элиз; 2000:64.

6. Буданов И.А., Устинов В.С. Перспективы развития металлургического производства в России. Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической ин-формации. 2014;(5(1373)):3–12.

7. Баптизманский В.И., Охотский В.Б. Физико-химические основы кислородно-конвертер-ного процесса. Киев-Донецк: Вища школа. 1981:83.

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

9. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В. Разра-ботка наконечников двух контурных фурм для кислородных конвертеров. Известия ву-зов. Черная металлургия. 1995;12:13–17.

10. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Юдин С.В. Исследование химических и температурных градиентов в конвертерной ванне с исполь-зованием высокотемпературного моделиро-вания. Известия вузов. Черная металлургия. 1997;10:20–24.

11. Brun L.C. Overcapacity in Steel: China’s Role in Global Problem. Center of Globalization, Governance & Competitiveness, Duke Uni-versity; 2016:54

12. Yusupkhodjayev A.A. Theory Waste Free Technology on the Ferrous Metallurgy. Tash-kent: TSTU; 2017:4

13. Chong Y.T., Teo K.M., Tang L.C. A lifecycle-based sustainability indicator framework for waste-to-energy systems and a proposed met-ric of sustainability. Renewable and Sustai na-ble Energy Reviews. 2016;56:797–809.

14. Su F., Lampinen H.-O., Robinson R. Recy-cling of sludge and dust to the BOF converter by cold bonded pelletizing. ISIJ International. 2004;44(4):770–776. https://doi.org/10.2355/isijinternational.44.770

15. Matsubae-Yokoyama K., Kubo H., Nagasaka T. Re-cycling effects of residual slag after magnetic separation for phosphorus recovery from hot metal dephosphorization slag. ISIJ Interna-tional. 2009;95(3):306–312.

16. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. Иссле-дование взаимодействия кислородных струй с отходящими конвертерными газами. Изве-стия вузов. Черная металлургия. 1996;10:5–9.

17. Марков Б.Л. Физическое моделирование в металлургии. Москва: Металлургия. 1984:120.

18. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. Условия подобия при высокотемпературном модели-ровании конвертерных процессов. Аэрогид-родинамическое подобие. Известия вузов. Черная металлургия. 1997;8:26–31.

19. Ляхтер В.М., Прудовский А.М. Гидравличе-ское моделирование. Москва: Энергоатом-издат. 1984:292.

20. Чернятевич А.Г. Высокотемпературное мо-делирование кислородно-конвертерного процесса. Известия вузов. Черная метал-лургия. 1991;12:1618.

21. Баптизманский В.И., Меджибожский М.Я., Охотский В.Б. Конвертерные процессы производства стали. Киев-Донецк: Вища школа. 1984:344.

22. Охотский В.Б., Чернятевич А.Г. Модель процесса рафинирование металла при про-дувке его кислородом сверху. Известия ву-зов. Черная металлургия. 1972;10:6164.

23. Сизов А.М. Газодинамика и теплообмен газовых струй в металлургических процес-сах. Москва: Металлургия. 1987:256.

24. Охотский В.Б., Баптизманский В.И., Про-свирин К.С., Щедрин Г.А. Строение реак-ционной зоны при продувке металла кисло-родом. Известия вузов. Черная металлур-гия. 1973;8:5053.

25. Зарвин Е.Я., Чернятевич А.Г., Волович М.И., Никитин Ю.П., Дорошенко В.А. Изучение процесса продувки конвертерной ванны с использованием фотокиносъёмки. Известия вузов. Черная металлургия. 1974;12:3337.

26. Зарвин Е. Я., Чернятевич А.Г., Волович М.И. Наблюдение через прозрачную стенку за поведением конвертерной ванны при про-дувке. Известия вузов. Черная металлургия. 1975;2:3742.

27. Чернятевич А.Г., Зарвин Е.Я., Борисов Ю.Н. Макрокартина физических явлений в реак-ционной зоне кислородного конвертера при про-дувке многосопловыми фурмами. Известия вузов. Черная металлургия. 1977;12:6165.

28. Чернятевич А.Г., Зарвин Е.Я., Борисов Ю.Н., Волович М.И. О механизме образования выбросов из кислородного конвертера с верхней продувкой. Известия вузов. Черная металлургия. 1976;10:5459.

29. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В. Экспе-риментальное изучение параметров реакци-онной зоны конвертерной ванны в условиях комбинированной продувки. Известия ву-зов. Черная металлургия. 1991;6:1724.

30. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. О повы-шении эффективности продувки конвер-терной ванны с дожиганием отходящих га-зов в полости конвертера. Известия вузов. Черная металлургия. 1996;2:15.

31. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В., Ганзер Л.А. О некоторых особенностях окисления приме-сей в конвертерной ванне при комбиниро-ванной продувке. Известия вузов. Черная металлургия. 1987;4:2530.

32. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В. Экспе-риментальное изучение параметров реакци-онной зоны конвертерной ванны в условиях комбинированной продувки. Известия ву-зов. Черная металлургия. 1991;6:1724.

33. Разработка и создание испытательного по-лигона по изучению конвертерных процес-сов. Отчет по НИР. Сибирский металлурги-ческий институт (СМИ). Руководитель Про-топопов Е.В. Инв. № 02920005710. Ново-кузнецк. 1991:64.