Вдосконалення дуттьових пристроїв кисневих конверторів - Автореферат

ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Спеціальність 05.16.02 - Металургія чорних металів УДК 669.184.14 дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук АВТОРЕФЕРАТ Вдосконалення дуттьових пристроїв кисневих конверторів на основі дослідження процесу допалювання відхідних конверторних газів БЕЗЧЕРЕВ ОЛЕКСАНДР СЕРГІЙОВИЧ Маріуполь 2007 Дисертація є рукописом. Вирішення головного завдання сучасного конверторного виробництва - одержання розплавленого металу з заданими властивостями при мінімальних витратах матеріальних та енергетичних ресурсів і шкідливих викидах в навколишнє середовище, нерозривним чином повязано з упровадженням науково-технічних заходів, спрямованих на подальше поліпшення теплового балансу конверторних плавок. До числа таких відносять реалізацію технології вторинного допалювання відхідних СО-вмісних газів у порожнині конвертора. Робота виконувалась у межах держбюджетних та госпдоговірних НДР: Виявлення резервів енерго-ресурсозбереження сталеплавильного переділу на основі математичного моделювання процесів виплавки та позапічної обробки сталі (№ 0197U002543; Міністерство освіти України), Розробка та впровадження наконечника кисневої фурми і дуттьового режиму плавки в умовах зниженої витрати чавуну на виплавку конверторної сталі та підвищеної продуктивності цеху (договір № 9605 від 16.12.04 р. з ВАТ “ММК ім. Ілліча”). При цьому були поставлені та вирішені такі завдання: · доробити на базі узагальнення та аналізу одержаних до цього часу результатів фізичну модель і розробити на першому етапі статичну, а на другому - динамічну функціонально-детерміновану, математичні моделі процесу допалювання відхідних газів в кисневому конверторі з урахування макрокінетики конверторної плавки; · встановити на основі розроблених моделей функціональні взаємозв’язки та знайти оптимум між показниками ефективності та керуючими параметрами процесу допалювання для різних варіантів його організації і конвертування чавуну (в першу чергу - для домінуючої в Україні LD-схеми), з метою розробки нових пристроїв (способів) для вторинного допалювання конверторних газів, які базуються на інтенсифікації теплообміну між зонами допалювання та металевим розплавом; · розробити нові пристрої (способи) для інтенсифікації та підвищення ефективності допалювання відхідних газів в порожнині конверторів. Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: · на основі розробленої статичної математичної моделі конверторної плавки з вторинним допалюванням відхідних газів установлено діапазони оптимальних значень керуючих параметрів процесу допалювання залежно від варіанту підведення дуття, шихтовки плавок та зони організації процесу в агрегаті; · як узагальнюючий критерій, що характеризує ефективність процесу допалювання відхідних газів, вперше запропоновано використовувати величину, яка є відношенням теплоти допалювання, засвоєної металевим розплавом, до маси металу наприкінці продувки плавки; · з використанням уперше розроблених фізичної та математичної моделей процесу вторинного допалювання конверторних газів імпульсно-узгодженими струменями одержано залежності для визначення оптимальної тривалості імпульсів подачі потоків первинного та вторинного кисню; · на основі розробленої комплексної функціонально-детермінованої динамічної математичної моделі допалювання відхідних газів у порожнині кисневого конвертора з урахуванням макрокінетики плавки виконано аналіз впливу параметрів процесу вторинного допалювання на основні динамічні характеристики конверторної плавки; · одержано залежності ступеня допалювання a та коефіцієнта засвоєння теплоти допалювання металевим розплавом hQ від параметрів процесу вторинного допалювання для різних варіантів його організації і конвертування чавуну, а також від виду брухту, що використовується у шихті, „віку футерівки агрегату та інших факторів; · установлено, що оптимальна величина частки вторинного (що подається на допалювання) кисню від загальної кількості для LD-конвертора становить ~ (5…10) %, для агрегату з комбінованою продувкою - ~ (5…15) %; показано, що з техніко-економічних міркувань для агрегатів з комбінованою продувкою прийнятною є організація процесу вторинного допалювання відхідних газів у газовій фазі над ванною та в шлако-газо-металевій емульсії (ШГМЕ), а для LD-агрегатів - тільки в ШГМЕ; · підтверджено, що процес вторинного допалювання в конверторі найбільш ефективно реалізується з регульованою подачею вторинного дуття по ходу продувки плавки; при цьому найбільш відповідально слід підходити до встановлення та регулювання параметрів процесу на початковому етапі продувки, а подачу вторинного дуття на заключному етапі продувки (переважно в LD-конверторах) доцільно виключати з техніко-економічних міркувань. Упровадження результатів дисертаційної роботи в конверторному цеху ВАТ “ММК ім. Ілліча” дозволило зменшити питому витрату рідкого чавуну на 1...4 кг/т сталі та одержати в 2006 р. фактичний економічний ефект ~ 0,4 млн. грн.; при цьому частковий економічний ефект з