Развитие теории и совершенствование дутьевых режимов и устройств, обеспечивающих повышение эффективности ресурсо- и энергосбережения при выплавке стали в кислородных конвертерах

• Автор: Мокринский, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 240 с. : ил.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗВИТИЯ РЕСУРСО
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ КОНВЕРТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА И ДУТЬЕВЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ
ИХ РЕАЛИЗАЦИИ
1.1 Тенденции развития современных технологий выплавки стали массового сортамента в кислородных конвертерах
1.2 Верхние дутьевые устройства кислородных конвертеров. Теоретические проблемы, основы разработки и эксплуатации
1.3 Совершенствование и оптимизация дутьевых режимов кислородных конвертеров для верхней продувки
1.4 Постановка задач исследования
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В РЕАКЦИОННОЙ ЗОНЕ КИСЛОРОДНОГО
КОНВЕРТЕРА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАЗРАБОТКЕ
ДУТЬЕВЫХ РЕЖИМОВ И УСТРОЙСТВ
2.1 Установки и методики высокотемпературного моделирования гидрогазодинамических процессов в рабочем пространстве конвертера
2.2 Исследование гидродинамических режимов взаимодействия многоструйного кислородного дутья с конвертерной ванной
2.3 Высокотемпературное моделирование продувки конвертерной ванны через одноконтурные кислородные фурмы с двухрядным расположением сопел
2.3.1 Анализ процесса продувки конвертерной ванны через одноконтурные фурмы с различной конструкцией наконечника
2.3.2 Приложение результатов высокотемпературного моделирования к практике проектирования наконечников головок кислородных фурм с двухрядным расположением сопел
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОГАЗОДИНАМИКИ КОНВЕРТЕРНОЙ ВАННЫ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДУТЬЕВЫХ И ШЛАКОВЫХ РЕЖИМАХ
3.1 Исследование поведения конвертерной ванны и факторы управления ее состоянием в условиях верхней продувки
3.2 Особенности гидрогазодинамики и управляющие воздействия при различных вариантах комбинированной

продувки конвертерной ванны
3.3 Математическое моделирование гидродинамических режимов взаимодействия кислородных струй с конвертерной ванной
3.4 Выводы по главе
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ КИСЛОРОДНЫХ ФУРМ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОДУВКИ КОНВЕРТЕРНОЙ ВАННЫ В УСЛОВИЯХ ОАО «ЗСМК»
4.1 Этапы разработок и направления совершенствования конструкций кислородных фурм и дутьевых устройств для конвертеров ОАО «ЗСМК»
4.2 Численное моделирование температурных полей в цельноточенном наконечнике верхней кислородной
фурмы с усовершенствованной системой охлаждения межсоплового пространства
4.3 Исходные условия и методика проведения промышленных исследований
4.4 Результаты исследований технологии продувки конвертерной ванны с применением разработанных конструкций кислородных фурм для 160-т конвертеров
4.5 Результаты разработки, исследования и совершенствования дутьевого и шлакового режимов плавки в 350-т конвертерах с использованием предложенных конструкций фурм
4.6 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Причем динамическое подобие горячей модели и образца в преобладающей степени определяется взаимодействием сил газодинамических кислородных струй и сил тяжести жидкости.
В соответствии с разработками [166,167] условия динамического подобия для различных вариантов продувки конвертерной ванны могут быть представлены в общем случае в виде системы уравнений:
(i • cos а • п)/(ш • g) = idem H/dBbIX = idem -do/Dy^idem (2.1)
(i • n)| /(i • n)2 = idem Xdo)i/(do)2
где i - импульс одиночной кислородной струи; а - угол наклона струи; п -количество сопел в наконечнике фурмы; m - масса жидкого металла; g - ускорение свободного падения; Н - высота расположения фурмы над уровнем ванны; dBblx - выходной диаметр сопла; d0 - диаметр окружности расположения сопел на торце наконечника; Du - диаметр цилиндрической части рабочего пространства конвертера; индексы 1 и 2 - приняты для варианта верхней продувки с дожиганием отходящих газов - отношение основного кислородного потока к дополнительному для дожигания.
Во всех случаях проведенных экспериментов учитывается геометрическое подобие в конструкции дутьевых устройств при переносе результатов исследований на оригинал и наоборот.
Необходимо отметить, что в нашем случае имеет место значительный градиент скоростей потоков. Поэтому стремление соблюсти равенство критерия гомохронности (Н0) неизбежно приводит к требованию уменьшения в некоторых случаях длительности процесса продувки, лимитируемого кинетикой химических реакций.
Для обеспечения одинакового с оригиналом температурного хода операции, определяющего аналогичность характера поведения ванны при продувке (вспенивание металла и шлака, образование направленных циркуляционных потоков, волн, выбросов и выноса и т.д.), достаточно соблюдение