Введение к работе
Актуальность работы. На современном этапе развития сталеплавильного производства внепечная обработка стали является одним из основных мероприятий технического перевооружения черной металлургии, отвечающих потребностям народного хозяйства. Внепечная обработка стали - эффективная технология, способствующая повыше -нию качества металла. В первую очередь это относится к продувке металла инертными газами, которая предусматривает обеспечение тесного контакта вдуваемых газов с жидким металлом.
Известно, что перемешивание металла приводит к развитию поверхности взаимодействия фаз, что позволяет интенсифицировать тепло- и массообменные процессы, протекающие в ковше. В этой связи разработка теоретических и практических вопросов реализации продувки металла турбулентными закрученными газовыми струями является актуальной задачей для внепечной обработки стали в ковше.
Цель работы. Экспериментальное и теоретическое изучение процесса продувки жидкости в ёмкости, разработка способа и устройства для внепечной обработки стали в ковше закрученными турбулент -ными струями. В задачу работы входило решение следующих основных вопросов:
изучение структуры струйных потоков;
изучение механизма воздействия турбулентных закрученных газовых струй на газо- и гидродинамику жидкой ванны при различных режимах продувки;
исследование влияния степени закрутки газового потока на процесс перемешивания жидкой ванны;
разработка конструкции фурмы и завихрителя для продувки металла инертным газом в ковше с целью промышленного внедрения;
проведение опытных плавок в конвертерном цехе КарМК и анализа полученных данных по обработке металла в ковше закрученными газовыми струями;
внедрение способа и устройства для продувки металла в ковше закрученными газовыми струями.
Научная новизна. Экспериментально установлены особенности структуры струйных течений и взаимодействия газовых струй различной степени турбулентности с жидкой ванной. Исследована интенсивность перемешивания жидкой ванны с использованием фурм различной конструкции. Установлено, что наиболее перспективным способом продувки стали в ковше является продувка закрученной турбулентной газовой струей. Получены математические зависимости, позволяющие определить параметры завихрителя, оптимальную конструкцию сопла и дутьевой режим обработки стали в ковше. На основе проведенных исследований преплонен метод расчета времени перемешивания расплава закрученными турбулентными струями, включающий выбор расхода нейтрального газа, угла наклона сопел, их диаметра. Разработаны способ и устройство для продувки металла газом, которые прошли апробацию в конвертерном цехе КарМК.
Практическая ценность к реализация работы. Разработана и внедрена в производство простая в изготовлении и эксплуатации фурма для продувки в ковше закрученными газовыми струями. Эко -комический эффект от внедрения составил 136602 руб. в год.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на: I. Всесоюзной научно-те::нической конференции "Металл и технический прогресс",Москва,1987г., 2. Межотраслевой научно-практической конференции "Рациональное использование промышленных отходов в регионе",Караганда,1969г. 3. П научно-технической
5.
конференции "Пути улучшения газомеханики металлургических шихт"', Караганда,1989г. 4. Международном симпозиуме "Проблемы экологии в металлургическом производстве-90", Мариуполь,1990г.
Публикации.По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ и получено 2 авторских свидетельства СССР.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, приложения и списка литературы, включаю -щего 122 наименования. Содержание работы изложено на /43 страницах, включая «^страниц машинописного текста, 34 рисунка и 10 таблиц.