Search academic texts

Registration Number

0419U000493, Candidate dissertation

Title

Development of resource-efficient technology of the treatment of steel in the ladle furnace based on the rationale locations of purge plugs

Author

Pavlov Serhii M.,

popup.head Piptiuk Vitalii P.
popup.opponent Hladkykh Volodymyr A.
popup.opponent Chubin Kostiantyn I.

Status

Кандидат технічних наук, 05.16.02, Металургія чорних і кольорових металів та спеціальних сплавів

Date

01-02-2019

Description

Процес обробки сталі на установці ківш-піч. Наукове обґрунтування ресурсоефективної технології обробки сталі на установці ківш-піч на основі раціонального варіанта розташування донних фурм у днищі сталерозливного ковша, що забезпечує скорочення витрат аргону та електроенергії на доведення металу за складом і температурою; підвищення стійкості вогнетривкої футеровки; поліпшення якості безперервнолитих і переробних заготовок по хімічній і структурній неоднорідності, вмісту і розподілу неметалевих включень. В роботі застосовані сучасні методи обробки статистичних даних, вдосконалені методики чисельного моделювання, розрахунково-аналітичної оцінки і постановки промислових експериментів. Встановлено, що частка електроенергії, що витрачається на компенсацію теплових втрат ковшової ванни під час продувки аргоном складає 68,8 % - 72,8 %. Обґрунтовані тенденції підвищення витрати електроенергії при збільшенні тривалості обробки розплаву на установці ківш-піч за рахунок його охолодження зі швидкістю від 0,5 до 1,75 град/хв. Отримана нова достовірна інформація про гідродинамічні і теплопереносні процеси, які супроводжують позапічну обробку сталі на установці ківш-піч при перемішуванні розплаву інертним газом через донні фурми. Дослідженнями процесів обробки розплаву в ковшовій ванні визначена можливість підвищення ефективності перемішування за рахунок зміни розташування донних фурм, в порівнянні з використовуваним номінальним компонувальним варіантом. Визначено, що для досліджених варіантів віддалення фурм від центра днища ковша (0,5RДн - 0,7RДн) найбільш ефективне перемішування досягається для таких варіантів їх розміщення, при яких кут між ними становить 80 - 100 градусів. Розташування фурм з кутами в цих межах забезпечує скорочення тривалості усереднення металу в ковші на 4 - 15% та зменшення об'єму застійних зон до 16% відн. Встановлено, що верхня межа витрати аргону на рівні стабілізації швидкості потоків і тривалості гомогенізації розплаву для досліджених варіантів розташування двох донних фурм відповідає витраті аргону в діапазоні 800 - 1000 л/хв на ківш місткістю 250 т. На основі отриманих теоретичних результатів розроблена і в умовах ПАТ "Дніпровський металургійний комбінат" випробувана технологія обробки сталі на установці ківш-піч, що відрізняється несиметричним віддаленням двох донних фурм від центра днища сталерозливного ковша, встановленням двох періодів продувки аргоном з дотриманням загальних його витрат у періодах згідно зі співвідношенням Q2=0,5Q1 та забезпеченням такого ж співвідношення на кожну фурму. Використання такої технології за інших рівних умов дозволяє зменшити витрату аргону на 18,4 % і електроенергії до 3,8 %, досягти підвищення стійкості вогнетривкої футеровки в кампанії на 10,7 - 18,9 %, підвищити структурну однорідність і зменшити забрудненість металу неметалевими включеннями з 2,5 - 3,5 до 1,5 - 2,0 балів. Результати досліджень, які наведені в дисертаційній роботі, рекомендуються для подальшого використання на металургійних підприємствах України для уточнення компонувальних параметрів розташування донних фурм в сталерозливних ковшах різної місткості, технологічних режимів продувки та електродугового підігріву на установках ківш-піч з метою зменшення витрат матеріальних і енергетичних ресурсів.