Салмаш І. М. Розвиток теорії тепло- і массообміну при продувці металу в сталерозливному ковші та вдосконалення конструкційних параметрів для агрегату "ківш-піч"

Об'єкт - процес обробки металу в сталерозливному ковші агрегату "ківш - піч". Мета - установити раціональні параметри обробки рідкої сталі аргоном, що забезпечують високу якість металу, підвищення стійкості футерівки й часу експлуатації сталерозливного ковша на основі нових уявлень про механізм впливу інтенсивності вдмухування газу, кількості й розташування продувних вузлів на час перемішування й характер конвективних потоків розплаву в ковші. Методи досліджень і апаратура - Дослідження виконані з використанням теорії тепло- і масопереносу металургійних розплавів і шлаків і теорії перемішування металургійних розплавів. Математичне моделювання процесу перемішування стали в ковші агрегату "ківш - піч" і моделювання теплового стану футерівки агрегату "ківш - піч" виконали за допомогою методу кінцевих елементів на основі пакета прикладних програм АNSYS. Фізичне моделювання процесів перемішування металу при продувці його інертним газом через один і два продувні вузли виконали з урахуванням основних критеріїв гідродинамічної подоби. При експериментальних дослідженнях використовували термометрірування об'єкта дослідження в промислових і лабораторних умовах. Теоретичні й практичні результати - вирішена актуальна науково-технічна задача визначення раціональних значень конструкційних параметрів продувних вузлів і футерівки ковша (а саме, відносного радіуса розташування продувних вузлів, кута установки продувних вузлів, температуропровідності вогнетривів, коефіцієнта температурного розширення вогнетривів шлакового поясу, товщина кладки шлакового поясу) для агрегату "ківш - піч", що забезпечують підвищення експлуатаційної стійкості робочого шару футерівки до 29 - 30 наливів, виконана на основі розвитку уявлень про механізм впливу інтенсивності вдмухування газу, кількості й розташування продувних вузлів на час перемішування й характер конвективних потоків розплаву в ковші. Новизна:1. Отримали подальший розвиток уявлення про механізм впливу інтенсивності вдування газу, кількості та розташування продувних вузлів на час перемішування. При переході від 1 до 2 продувних вузлів час перемішування зменшується в 1,3- 1,7 рази. 2. Вперше запропоновано класифікацію режимів перемішування металу при продувці інертним газом, що включає 5 схем руху конвективних потоків в залежності від кількості та місця розташування продувних вузлів в днищі ковша. 3. Вперше встановлено, що під дією термічного навантаження, що виникає при витримці сталі в ковші з температурою 1600 °С або її продувці з витратою газу 250 л/хв., відбувається розширення стінок футерівки в радіальному напрямку на 15 - 16 мм, що є так званим "викривленням" шару футерівки. 4. Отримали подальший розвиток оцінки впливу локального зносу робочого шару футерівки шлакового поясу ковша при обробці на агрегаті "ківш-піч" на її міцність. Ступінь впровадження - рекомендації впроваджені в умовах заводу ПАО "Енергомашспецсталь" Сфера використання - металургія.