Мішалкін А. П. Підвищення ефективності дуттєвих режимів конвертерів на основі дослідження гідродинаміки і перемішування ванни

Дисертація спрямована на розвиток теоретичних основ перемішування конвертерної ванни, підвищення ефективності дуттєвих режимів кисневих конвертерів.Узагальнено результати теоретичних й експериментальних досліджень процесів перемішування й утворення сплесків рідкої фази в конвертерах з різними способами продувки. Із застосуванням сучасних методик холодного й високотемпературного моделювання отримано нову достовірну інформацію про гідродинаміку конвертерної ванни і особливості взаємодії в об'ємі ванни кисневих і газопорошкових струменів при зміні способів і параметрів дуття, варіантів розміщення і кількості продувних пристроїв. На підставі теоретичного аналізу, аналітичних розрахунків і результатів експериментальних досліджень установлена можливість істотного збільшення інтенсивності продувки без збільшення втрат металу з викидами в конвертерах комбінованого дуття, АОD-агрегатах і при організації продувки через двох'ярусні багатоцільові фурми. Показано, що найбільш раціональним варіантом комбінованої верхньо-донної продувки є подача основного кисневого дуття через верхню фурму. Для інтенсифікації плину основних металургійних процесів у конвертерній ванні, донне дуття розсереджене з виключенням злиття односпрямованих реакційних зон і з обов'язковою подачею частини донного дуття назустріч верхньому кисневому потоку. Співвідношення витрат зустрічних газових потоків забезпечує їхню взаємодію, утворення загальної зони реагування і задане, регульоване положення її в обсязі ванни. Експериментально з використанням дослідного, на основі техногенних відходів виробництва, порошкоподібного"чорного вапна" підтверджена ефективність розробленого дуттєвого режиму комбінованої верхньо-донної продувки. Уведення дослідного реагенту через донну фурму в зону реагування верхнього і донного кисневих потоків забезпечує раннє утворення активних основних шлаків, а регульоване співвідношення компонентів суміші - більш повне видалення фосфору і сірки, а при необхідності - ефективне підвищення вуглецю в металі. Уточнено схему перемішування ванни і механізм утворення сплесків рідкої фази, розроблено безрозмірний критерій перемішування, отримані вираження для розрахунку висот сплесків вільного простору конвертера.