ИССЛЕДОВАНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ ГАЗОКИСЛОРОДНЫХ ФАКЕЛОВ ГОРЕНИЯ ПРИ РЕШЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ КОНВЕРТЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ

Современное состояние и развитие конвертерного производства стали в значительной степени связывают с применением различного энергетического топлива. На основании теоретических и экспериментальных исследований рассмотрены вопросы возможности регулирования окислительной способности газокислородных факелов при продувке углеродистой и легированной стали при различной степени разбавления факела природным газом. Установлено, что по мере увеличения диссоциации продуктов горения количество тепла, передаваемого из зоны продувки в объем металла, уменьшается, причем при продувке легированной стали процесс идет более интенсивно за счет реакции образования оксидов хрома, молибдена и других химических элементов, которые более эндотермичны, чем окисление железа до FeO. При продувке углеродистой стали среднее значение степени  химического взаимодействия СО₂ и Н₂О с элементами расплава составляет 0,69, в то время как для легированной стали прежде всего из-за наличия хрома оно смещается ближе к единице (  = 0,74), что способствует уменьшению количества тепла, выделяющегося в реакционной зоне. Добавка топлива в кислородные струи и реализация газокислородной продувки является эффективным способом уменьшения пылеобразования в конвертерной плавке, обеспечивает возможности улучшения теплового баланса плавки, снижает температуру реакционной зоны и, соответственно, развитие процесса дымовыделения, изменяет характер окисления и конденсации распыленных капель металла, способствуя коагуляции частиц и возвращения их в ванну. Для дальнейшего повышения эффективности работы системы газоочистки необходимо повсеместное снижение содержания пыли в отходящих газах и применение различных технологических способов уменьшения пылевыделения в процессе продувки.

1. Бойченко Б.М., Охотский В.Б., Харлашин П.С. Конвертерное производство стали: теория, технологии, качество стали, конструкции агрегатов рециркуляция материалов и экология. Днепропетровск: Днепр-ВАЛ, 2006:454.

2. Меркер Э.Э., Карпенко Г.А. Физические процессы в конвертере и энергоэкономические показатели производства. Старый Оскол: Изд-во «Тонкие наукоемкие технологии», 2014: 328.

3. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. Москва: Мир, 2003:528.

4. Wang Jiahui, Fang Qing, Jia Jin et al. Melting mechanism of steel scrap in a converter with combined blowing. Journal of Materials Research and Technology. 2023;27:7047‒7058.

5. Нугуманов Р.Ф., Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. Перспективные технологии предварительного подогрева лома в полости конвертера. Известия вузов. Черная металлургия. 2009;2:63‒66.

6. Chao Liu, Zheng Shu-Guo, Zhu Miao-Yong. Variation in Multiphase Flow Characteristics by Single-Flow Post-combustion Oxygen Lance Blowing in BOF Steelmaking. Metal-lurgical and Materials Transactions B. 2023;54:1245‒1261.

7. Jiahui Wang, Qing Fang, Jin Jia, Kejie Huang, Weining Shi, Chengsong Liu, Hua Zhang. Melting mechanism of steel scrap in a converter with combined blowing. Journal of Materials Research and Technology. 2023;27:7047‒7058.

8. Puzyrev Yu.A., Puzyrev A.Yu. Installation of purge units for supplying inert gases to the molten metal in converters. Refractories and Industrial Ceramics. 2023;64(3):229‒233.

9. Heikki J. Experieces in Phsicochemical Modelling of Oxygen Converter Process (BOF). Shon International Symposium Advanced Principles. Iron and Steel Making. 2006;2:541‒554.

10. Lehner J., Egger M.W., Panhofer H., Strelbisky M.J. First operating experiences with post-combustion lances at BOF SHOP LD3. European Steel Technology and Application Days 2017 (ESTAD 2017). Vienna. Austria. 26-29 June 2017. 2017;1(3):1148‒1157.

11. Shamsuddin M. Physical Chemistry of Metallurgical Processes. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, 2016:617.

12. Jiahui Wang, Qing Fang, Jin Jia, Kejie Huang, Weining Shi, Chengsong Liu, Hua Zhang. Melting mechanism of steel scrap in a converter with combined blowing. Journal of Materials Research and Technology. 2023;27:7047‒7058.

13. Tianjie Fu, Shimin Liu, Peiyu Li. Digital twin-driven smelting process management method for converter steelmaking. Journal of Intelligent Manufacturing. 2025;36:2749–2765.

14. Дильдин А.Н., Чуманов И.В. Физико-химические основы сталеплавильных про-цессов. Вологда: Инфа-Инженерия, 2025:112.

15. Морачевский А.Г., Сладков И.Б., Фирсова Е.Г. Термодинамические расчеты в химии и металлургии. Санкт-Петербург: Лань, 2024:208.

16. Падерина С.Н., Рыжонкова Д.И., Серова Г.В. и др. Термодинамика, кинетика и расчеты металлургических процессов. Москва: ИД НИТУ «МИСиС», 2010:235.

17. Ассад М.С., Пенязьков О.Г. Продукты сгорания жидких и газообразных топлив. Минск: Беларус. Навука, 2010:305.

18. Оденталь Х.-Ю., Шлютер Й., Лахмунд Х., Брукхауз Р. Повышение эффективности продувки кислородом и инертными газами в кислородно-конвертерном процессе. Черные металлы. 2014;3:84‒99.

19. Школлер М.Б., Протопопов Е.В., Юрьев А.Б. Энерготехнология твердого топлива. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2015:247.

20. Школлер М.Б., Протопопов Е.В., Кузнецов С.Н. Производство восстановителей и технологического топлива для черной металлургии. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2018:156.