Мамешин В. С. "Удосконалення технології pідкофазного відновлення на основі дослідження гідродинаміки ванни методом холодного моделювання"

Дисертаційна робота присвячена актуальній науково-технічній проблемі з удосконалення технології pідкофазного відновлення на основі дослідження гідродинаміки ванни методом холодного моделювання. Уточнено механізм фізико-хімічної взаємодії вугільних часток зі шлаком в процесі pідкофазного відновлення при перемішуванні шлакової ванни барботажним дуттям за рахунок зовнішнього джерела газу. На основі термодинамічних і кінетичних розрахунків показано, що основна частина заліза відновлюється твердим вуглецем по одностадійній (контактній) схемі в газо-шлако-вугільній суспензії, що розташована у верхньому шарі барботуємої шлакової ванни. Вперше визначена гідродинамічна структура рідкої ванни агрегату pідкофазного відновлення "Romelt". Встановлено, що ванна складається з осередків барботажу, які ініціюються горизонтальними газовими струменями, що вдмухують в об'єм шлакової ванни. При цьому, горизонтальний газовий струмінь в об'ємі рідини може розглядатися, як лінійне джерело барботажу. Встановлено динаміку формування горизонтального газового струменя в рідині при продувці під рівень і визначені основні параметри зони продувки й барботажних комірок. Виявлено, що в зоні виходу барботуючого газу шлако-вугільна суспензія відтискується в зону спадних потоків барботажних комірок і займає не більше половини площі дзеркала шлакової ванни. Вперше проведений аналіз роботи агрегату "Romelt" на базі математичних моделей проточного реактора безперервної дії. Визначено час перебування і час відновлення оксидів заліза в шлаковій ванні. Встановлено фазовий склад шлакової ванни. На підставі аналізу матеріальних потоків та їхнього взаємозв'язку з тепловими, запропоновано раціональне конструктивне компонування агрегату, що дозволяє забезпечити більш стабільну й високопродуктивну роботу агрегату "Romelt". Запропоновано технологічну схему одержання сталі, засновану на безперервному рафінуванні рідкого чавуну, отриманого в агрегаті "Romelt" у САБД конвертерного типу.