Юшкевич П. О. Розробка енергоефективної технології комбінованої продувки конвертерної ванни киснем та нейтральним газом з використанням багатоярусних фурм

Технологічний процес комбінованої продувки конвертерної ванни киснем і нейтральним газом. Наукове обґрунтування й розробка нової енергоефективної технології комбінованої продувки конвертерної ванни киснем і нейтральним газом (азот, аргон) з використанням нової конструкції багатоярусної фурми, що забезпечує стабільний процес продувки; поліпшення процесів шлакоутворення й дефосфорації металу; підвищення ефективності допалювання відхідних газів; запобігання інтенсивному заметалюванню технологічного устаткування; зниження витрат чавуну й шлакоутворюючих матеріалів; підвищення продуктивності конвертера в сировинних умовах металургійної галузі України. Методи: термодинамічного аналізу, теорії металургійних процесів, холодного й високотемпературного моделювання. Уперше з використанням високотемпературного моделювання отримано раніше невідому інформацію щодо гідрогазодинамічних і тепломасообмінних процесів, що відбуваються на поверхні конвертерної ванни під час продувки через нову конструкцію триярусної фурми групою надзвукових і двома групами звукових кисневих струменів, що формуються 4-ма соплами Лаваля і 8-ма циліндричними соплами дворядного наконечника та верхнім 8-ми сопловим блоком відповідно за різного рівня спіненої шлакометалевої емульсії. За результатами високотемпературного і термодинамічного моделювання доведено, що за умови попередження високотемпературного впливу факелів допалювання на футерівку та зменшення заметалювання стовбура фурми й горловини конвертера є більш ефективним допалювання монооксиду вуглецю у навколофурменому "свищовому" каналі, з формуванням на шляху вихідних з меж реакційної зони потоків монооксиду вуглецю й металевих крапель зустрічно спрямованої подвійної завіси звукових кисневих струменів з розширенням в них областей зі швидкістю від 5 до 12 м/с. Уперше науково обґрунтовано та експериментально підтверджено новий спосіб комбінованої продувки конвертерної ванни з використанням триярусної фурми, що забезпечує інтенсифікацію шлакоутворення й видалення фосфору, зниження витрат чавуну й шлакоутворювальних матеріалів, підвищення ефективності допалювання відхідних газів із запобіганням локального зносу футерівки та інтенсивного заметалювання стовбура фурми й горловини конвертера. Розроблено й обґрунтовано методику розрахунку основних конструктивних параметрів триярусної фурми. Для умов роботи 160-т конвертерів ПАТ "АМКР" виготовлено й запропоновано до впровадження робочі креслення нової конструкції триярусної фурми та технологічні рекомендації з дуттєвого й шлакового режимів ведення комбінованої продувки конвертерної ванни з її використанням. Результати дисертаційної роботи також рекомендовані для використання на 250-т конвертері № 2 "Дніпровського металургійного комбінату" (м. Кам'янське). Наведені у дисертаційній роботі результати досліджень рекомендуються для використання під час подальшої розробки автоматизованих систем регулювання та інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень для управління процесом комбінованої продувки конвертерної ванни.