Совершенствование и внедрение инжекционного метода науглероживания стали и торкретирования футеровки металлургических агрегатов

• Автор: Сычев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание работы
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ИНЖЕКЦИИ В МЕТАЛЛУРГИИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Метод вдувания технологических порошков
1.2. Применение инжекционного метода в металлургии
1.3. Применение инжекционного метода в России и задачи исследований
2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ И СОЗДАНИЕ НОВОГО ОТЕЧЕСТВЕННОГО ИНЖЕКЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ В МЕТАЛЛУРГИИ
2.1. Этапы создания современного отечественного инжекционного оборудования
2.2. Методы конструирования пневмотранспорта
2.2.1. Массовая концентрация и скорость движения смеси
2.2.2. Состояние двухфазного потока в горизонтальной пневмолинии
2.2.3. Основной режим перемещения порошка-взвешенный пневмотранспорт
2.3. Создание конструкции инжекционного оборудования
Выводы
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ РАСТВОРЕНИЯ ГРАФИТА В ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТОМ РАСПЛАВЕ
3.1. Обзор работ по растворению углерода в жидком железе
и железоуглеродистых расплавах
3.2. Математическая модель растворения углеродсодержащих материалов в жидком металле
3.3. Расчет времени растворения углеродсодержащего материала
в стационарном режиме
3.4. Расчет времени растворения углеродсодержащих материалов
при их движении
3.5. Изучение времени растворения частиц углеродсодержащих

материалов при их вдувании в железоуглеродистый расплав
Выводы
4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ИНЖЕКЦИОННЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ НАУГЛЕРОЖИВАНИЯ СТАЛИ
4.1. Применение инжекционных установок в металлургии
4.2. Исследования по применению инжекционных установок для науглероживания стали
4.3. Применение инжекционных установок для десульфурации стали и в
цветной металлургии
Выводы
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ИНЖЕКЦИОННЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ ФУТЕРОВКИ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ
5.1. Опыт использования пневмотранспортных установок для торкретирования футеровок
5.2. Исследования по применению установок НТМ для торкретирования теплотехнических агрегатов
5.2.1. Торкретирование футеровки патрубков циркуляционных вакууматоров.
5.2.2. Торкретирование футеровки конвертеров
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Применение инжекционных технологий является одним из главных направлений прогрессивного развития сталеплавильного производства. Это обусловлено тем, что значительное ускорение физико-химических реакций происходит при интенсификации перемешивания металла, шлака и газа, а также при увеличении удельной поверхности реагирующих фаз. Наибольший эффект интенсификации металлургических процессов достигается при одновременном ускорении потоков расплава и увеличении реакционного контакта фаз при измельчении твердых компонентов в порошок, дроблении жидкости в капли, а газа в мелкие пузыри. Поэтому продувка металла в сталеплавильном агрегате или ковше с одновременным введением порошков обеспечивает максимальный контакт вдуваемых твердых реагентов с жидким расплавом, высокую скорость их взаимодействия и степень использования.
В связи с этим инжекция порошковых материалов в стальной расплав для различных целей нашла распространение в мире. Эта технология может также с успехом использоваться для торкретирования огнеупорных футеровок ковшей, печей и других металлургических агрегатов.
В отечественной промышленности наблюдалось отставание в применении инжекционной технологии среди других видов обработки расплава металла и торкретирования футеровок металлургических агрегатов. В значительной степени это было связано с разработкой конструкций инжекционных установок, изготавливаемых для собственного потребления на металлургических заводах и не обеспечивающих надежную работу, имеющих низкий уровень автоматизации и узкий диапазон применения, а также несовершенством инжекционных технологий при их использовании в металлургических агрегатах.
В связи с этим диссертационная работа, направленная на совершенствование и внедрение инжекционного метода обработки стали и торкретирования металлургических агрегатов с применением нового отечественного пневмотранс-портного оборудования, является актуальной.
Диссертационная работа выполнена в рамках тематики договора между ИМЕТ УрО РАН и ООО «Новые технологии в металлургии» (договор № 22/2002), при поддержке Российского фонда содействия развитию малых форм предпри-

Дозатор имеет лопастное колесо с ячейками, его скорость вращения регулируется электродвигателем, оборудованным частотным преобразователем. Тарельчатый дозатор может быть оснащен устройством для перемешивания (ворошителем) с целью удаления любых окомкований материала и обеспечения свободного заполнения ячеек лопастного колеса материалом, перемещаемым вращающимся колесом к разгрузочному отверстию, расположенному под ячейками. Подведенным перед дозатором через отсекатель сжатым газом для принудительной разгрузки ячеек порция сыпучего материала выдувается из ячеек в разгрузочное устройство, подхватывается транспортирующим газом и уносится в пневмолинию и далее к фурме [39].
Пневмомеханические камерные питатели применяются для дозирования, транспортирования как пыли, так и грубозернистого материала с размером частиц до 15 мм и влажностью до 6 %. Особенностью такого питателя является пульсирующая выдача материала из рабочей камеры, которая сглаживается в процессе его перемещения по материалопроводу, а также повышенный расход технологического газа, вызванный высокой скоростью потока из-за крупности частиц. Скорость транспортирующего газа при конструировании нашего инжекционного оборудования выбиралась с применением формул (2.5-2.6, 2.13). Определение возможности пневмотранспортирования производилось с учетом потерь давления по формуле (2.8).
Обобщенные критерии выбора типа питателя сведены в таблице 2.1, из данных которой следует, что по характеристикам сыпучих материалов (влажности, углу естественного откоса, размеру частиц), возможности использования более влажного газа-носителя, количеству выходов материала пневмомеханический питатель более предпочтителен, а по другим показателям оба вида питателя находятся в области, приемлемой для условий работы установки.
Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что питатели пневмомеханического типа являются наиболее соответствующими требованиям металлургических заводов, отличаются простотой и надежностью в эксплуатации, широким диапазоном применения.