Солоненко В.В., соискатель ученой степени кандидата технических наук кафедры металлургии черных металлов ( mchmsis@)mail.ru ) Протопопов Е.В., д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов, ректор ( protopopov@sibsiu.rul ) Фейлер С.В., к.т.н., доцент, и.о. зав. кафедрой металлургии черных металлов ( feylersv@gmail.com ) Якушевич Н.Ф., д.т.н., профессор-консультант кафедры цветных металлов и химической технологии ( kafcmet@sibsiu.ru ) Сибирский государственный индустриальный университет

more »

... Россия, 654007, Кемеровская область, Новокузнецк, ул. Кирова, 42) Аннотация. Повышение производительности и снижение ресурсо- и энергоемкости при производстве стали в конвертерах предопределяет разработку технологических мероприятий и пути совершенствования конструкции агрегатов для обеспечения предварительного подогрева лома и других шихтовых материалов, интенсификацию дожигания отходящих газов в рабочем пространстве сталеплавильного агрегата и окислительно-восстановительных процессов в жидкой ванне при сохранении удовлетворительной стойкости дутьевых устройств и футеровки конвертера. Использование топливно-кислородных факелов горения в конвертерном процессе позволяет решить ряд многоцелевых технологических задач. Сгорание топлива в рабочем пространстве конвертера при формировании струи или использование погружных факелов горения значительно изменяет гидродинамическую картину в реакционных зонах и жидкой ванне. В работе термодинамическими методами определена динамика процессов горения газообразного топлива и окисления элементов конвертерной ванны при взаимодейст вии с высокотемпературными продуктами сгорания факела. Расчет процесса взаимодействия факела с химическими элементами конвертерной ванны проведен для равновесных условий. Установлено, что использование факелов горения изменяет состав газовой фазы в рабочем пространстве конвертера, в которой, кроме традиционно присутствующих при продувке кислородом О 2 , СО, СО 2 , образуются Н 2 и Н 2 О. Присутствие этих газов изменяет тепловой режим и окислительную способность газовой фазы. При сжигании газокислородного топлива оптимальный состав исходной газовой смеси (природный газ и кислород) должен соответствовать соотношению 100 % СН 4 и 69 % О 2 , при этом в качестве продукта реакций окисления образуется парогазовая фаза, содержащая 40 % СО 2 и 60 % Н 2 О. Полная энтальпия процесса сжигания газокислородного топлива при температурах конвертерной плавки при коэффициенте избытка кислорода более 1,0 (до 2,0) составляет примерно 200 кДж/моль исходных реагентов, при окислении метана углекислым газом - (-7) ÷ (-14,5) кДж/моль исходных реагентов при 1800 К, процесс становится эндотермичным при температурах более 2000 К (∆Н 2200 = (+7,7) ÷ (+15,4) кДж/моль); при окислении газа водяным паром ∆Н 1800 - 2200 = (+19,5) ÷ (+70) кДж/моль исходных реагентов. Таким образом, только при окислении метана кислородом может быть достигнута температура факела более 1800 К. Использование в качестве окислителя воздуха, углекислого газа, паров воды не дает необходимого теплового эффекта. Ключевые слова: конвертер, газокислородный факел, метан, углеводороды, сталь, продувка, термодинамический анализ.