Теоретичне обґрунтування і експериментальне підтвердження двох нових способів комплексної обробки чавуну. Енергозберігаюча технологія рафінування чавуну в заливальному ковші з видаленням кремнію і сірки та компенсацією теплових втрат по ходу обробки.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Розробка енергозберігаючої технології рафінування чавуну в заливальному ковші з одночасним видаленням кремнію та сіркиДисертацію присвячено актуальним питанням розробки енергозберігаючої технології рафінування чавуну в заливальному ковші з одночасним видаленням кремнію та сірки з компенсацією теплових втрати по ходу обробки. Вперше теоретично обґрунтовано й експериментально підтверджено два нових способи комплексної обробки чавуну (Si=0,7-0,9 %; S=0,05-0,06 %) у двокамерному і звичайному заливальних ковшах за допомогою продувки паливно-кисневими і газо-порошковими струменями, які дозволяють отримати по закінченню рафінування вміст кремнію 0,05-0,27 % та сірки 0,003-0,010 і 0,008-0,015 % відповідно при використанні в якості десульфураторів магнію і суміші вапна з алюмінієм (90 % Сао 10 % Al) С организацией при продувке чугуна в обычном заливочном ковше через погружную фурму кислородно-топливными струями, несущими порошкообразный десульфуратор в виде смеси извести и алюминия, объединенной реакционной зоны совместного протекания обескремнивания и десульфурации расплава. Первый способ комплексной обработки чугуна (Si=0,7-0,9 %; S=0,05-0,06 %) ОАО ДМКД в двухкамерном ковше позволяет обеспечить по окончанию рафинирования содержание кремния 0,05-0,27 %, серы 0,003-0,010 и 0,008-0,015 % соответственно при использовании в качестве десульфураторов магния и смеси извести с алюминием (90 % САО 10 % Al). Впервые исследованы гидрогазодинамические особенности поведения чугуна в двухкамерном ковше при одно-и двухсторонней продувке с установлением характера и скорости замкнутых циркуляционных потоков и времени полного усреднения ванны по составу, особенностей макрофизических явлений на поверхности ванны в каждой из камер и в пределах реакционных зон воздействия погружных кислородно-топливных и газо-порошковых струйна расплав.Підвищення конкурентноздатності продукції чорної металургії України вимагає пошуку нових рішень, що забезпечують підвищення якості чавуну та ефективності його виробництва і перероблення в умовах сировинної бази держави. За умовами ведення киснево-конвертерної плавки на металургійних підприємствах України найбільш доцільно в даний час реалізувати позадоменну комплексну обробку чавуну в заливальних ковшах з одночасним видаленням кремнію і сірки, істотним скороченням втрат тепла за час обробки та чавуну разом з шлаком, що скачують. Розробка такого варіанта технології комплексного рафінування чавуну в заливальних ковшах, який забезпечує поліпшення техніко-економічних показників роботи доменних і киснево-конвертерних цехів, є актуальною задачею сьогоднішнього дня. Теоретичне і техніко-економічне обґрунтування, лабораторно-промислова розробка нової енергозберігаючої технології рафінування чавуну в заливальному ковші з одночасним глибоким видаленням кремнію та сірки, модернізованих дуттьових пристроїв і установок для її реалізації, що дозволяють вирішити важливу прикладну задачу - одержання поза доменною піччю якісного переробного чавуну заданого складу з підвищенням ресурсо-і енергозберігаючої ефективності роботи доменних і киснево-конвертерних цехів в умовах сировинної бази доменної плавки, характерних для України . розробити промислові зразки багатосоплових фурм, двокамерних заливальних ковшів і видати рекомендації по технології ковшової обробки чавуну з одночасним видаленням кремнію і сірки;У першому розділі ”Сучасний стан теорії і практики позадоменної комплексної обробки чавуну і напрямки досліджень” виконано критичний аналіз переваг і недоліків сучасних технологій позадоменної комплексної обробки чавуну, проаналізовані фізико-хімічні і гідрогазодинамічні закономірності попереднього рафінування чавуну в ковшах перед киснево-конвертерною плавкою, а також застосовувані дуттьові пристрої і технологічні прийоми. Показано, що незважаючи на широке поширення за кордоном різних варіантів комплексної позадоменної обробки чавуну з видаленням кремнію, фосфору і сірки, багато питань теорії й експериментальних досліджень рафінування чавуну в заливальному ковші з одночасним видаленням кремнію і сірки практично не вивчені. З урахуванням конструктивних особливостей багатосоплової киснево-паливної фурми основні умови гідрогазодинамічної подоби при знекремнюванні чавуну мають вигляд: ; ; ; , (1) де , - імпульс окремого кисневого струменя і кільцевого захисного струменя природного газу, відповідно, кг·м/с2; і - кількість сопел і кут нахилу їх до вертикалі заглибної фурми, відповідно; Нф - глибина занурення фурми в чавун, м; dвих-діаметр вихідного перерізу сопел фурми; do - діаметр окружності розташування сопел на торці фурми, м; Dч - діаметр робочого простору ковша на рівні рідкого чавуну, м; мч - маса чавуну, кг; g - прискорення сили тяжіння, м/с2. Рафінування чавуну за сіркою забезпечувалося в камері десульфурації (к.д.