Determination of process parameters for the injection of deoxidizing agents in a teeming ladle

K Niziaiev, V Khotiun
2020 Innovative Materials and Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering  
Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні №2, 2019 79 УДК 669.18 Д-р техн. наук Нізяєв К. Г., Хотюн В. І., канд. техн. наук Стоянов О. М. Національна металургійна академія України, м. Дніпро ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ІНЖЕКЦІЇ РОЗКИСЛЮВАЧІВ В КІВШ Мета роботи. Визначення газодинамічних параметрів інжекції порошкоподібних реагентів для забезпечення високопродуктивної роботи пристроїв для вводу порошкових феросплавів углиб металу у сталерозливному ковші. Методи дослідження.
more » ... тоди дослідження. Виконано аналітичний огляд літературних джерел, за результатами якого аргументовано підтверджено перевагу інжекції порошкових реагентів у ківш порівняно з традиційними технологіями розкислення і легування. Ґрунтуючись на відомих математичних моделях, адаптованих до конкретних технологічних умов, було виконано математичне моделювання, що враховує низку важливих для технології параметрів, зокрема ступінь засвоєння порошку та несучу здатність газу-носія. Отримані результати. За результатами математичного моделювання визначені раціональні режими введення в сталерозливний ківш порошкоподібного феромарганцю та розмір його фракції, який водночас забезпечує високий ступінь засвоєння часточок порошку рідким металевим розплавом та запобігає осадженню часточок порошку на стінках газопроводу. Наукова новизна. За результатами математичного моделювання уточнено особливості взаємодії струменю газової суспензії з рідкими металевими розплавами. Практична цінність. Визначені газодинамічні параметри процесу інжекції порошкоподібних феросплавів, які забезпечать високу продуктивність процесів розкислення і легування сталі в сталерозливному ковші, надійну роботу фурм та сопел для введення порошків углиб металу та необхідну, з точки зору кінетики процесу розкислення, взаємодію часточок з металом. Ключові слова: позапічна обробка, сталь, інжекція, розкислення, легування. Нияєв К. Г., Хотюн В. И., Стоянов А. Н. Определение параметров процесса инжекции раскислителей в ковш Цель работы. Определение газодинамических параметров инжекции порошкообразных реагентов для обеспечения высокопроизводительной работы устройств ввода порошковых ферросплавов вглубь металла в сталеразливочном ковше. Методы исследования. Выполнен аналитический обзор литературных источников, по результатам которого аргументированно подтверждено преимущество инжекции порошковых реагентов в ковш в сравнении с традиционными технологиями раскисления и легирования. Основываясь на известных математических моделях, адаптированных к конкретным технологическим условиям, было выполнено математическое моделирование, которое учитывает ряд важных для технологии параметров, в частности степень усвоения порошка и несущую способность газа-носителя. Полученные результаты. По результатам математического моделирования определены рациональные режимы ввода в сталеразливочный ковш порошкообразного ферромарганца и размер его фракции, который одновременно обеспечивает как высокую степень усвоения частичек порошка жидким металлическим расплавом, так и предотвращает осаждение долек порошка на стенках газопровода. Научная новизна. По результатам математического моделирования уточнены особенности взаимодействия струи газовой суспензии с жидкими металлическими расплавами. Практическая ценность. Определены газодинамические параметры процесса инжекции порошкообразных ферросплавов, которые обеспечивают высокую производительность процессов раскисления и легирование стали в сталеразливочном ковше, надежную работу фурм и сопел для ввода порошков вглубь металла и необходимое, с точки зрения кинетики процесса раскисления, взаимодействие частичек с металлом. Ключевые слова: внепечная обработка, сталь, инжекция, раскисление, легирование. Niziaiev K., Khotiun V., Stoianov O. Determination of process parameters for the injection of deoxidizing agents in a teeming ladle Purpose of work. Determination of the gas-dynamic parameters of the injection of powdered reagents to provide high-performance operation of devices for powder ferroalloys injection deep into the metal in a teeming ladle. Research methods. An analytical review of literary sources has been carried out, the results of which have arguably confirmed the advantage of the powder reagents injection into the ladle in comparison with traditional deoxidation and alloying technologies. Based on well-known mathematical models adapted to specific technological conditions, mathematical modeling has been carried out, which takes into account a number of parameters important for the technology, in particular, the degree of powder assimilation and the carrying capacity of the carrier gas. Results. Based on the results of mathematical modeling, the rational modes of powdered ferromanganese injection into the teeming ladle and the size of its fraction, which provides both a high assimilation degree of powder particles by a liquid metal melt and prevents the deposition of powder particles on the walls of the pipeline have been determined by mathematical modeling. Scientific novelty. Based on the results of mathematical modeling, the peculiarities of the interaction of a gas suspension jet with liquid metal melts have been specified. Practical value. The gas-dynamic parameters of the process of of powdered ferroalloys are determined, which provide high performance of the deoxidation and alloying of steel in the teeming ladle, reliable operation of lances and nozzles for powders injection deep into the metal and interaction of particles with metal, necessary from the point of view of deoxidation kinetics.
doi:10.15588/1607-6885-2019-2-13 fatcat:tilrhsb2mjgyhgjwhlhhxhxa3q