Залежність стану металевої ванни від кількості застосовуваного феромарганцю на установці ківш-піч
DOI:
https://doi.org/10.15407/steelcast2025.01.018Ключові слова:
кількість феросплаву, гідродинаміка, тепловий стан, рідка металева ваннаАнотація
Виробництво сталі передбачає застосування різних феросплавів, які вводяться в значній кількості в рідку металеву ванну, у тому числі, на етапі позапічної обробки. Переважна більшість феросплавів (добавок) подається у шматковому (кусковому) вигляді. Об'єм добавки може змінюватись в межах від 0,05 до декількох десятків кілограмів на тонну сталевого розплаву залежно від технологічних умов виробництва та інших вимог. До теперішнього часу дослідження і розрахунки щодо ефективності використання таких добавок при виробництві сталі базувались на розгляді поведінки їх окремого куска в рідкій металевій ванні. При цьому теоретичний опис гідродинамічного і теплового стану металевої ванни не враховував вплив кількості добавки, що вводиться. В той же час саме вказаний фактор може впливати на точність розрахункових результатів і збільшувати похибку подальшої оцінки ефективності використання коштовних феросплавів, що в значній кількості випадків можуть бути імпортованими. В статті показано доцільність врахування в дослідженні процесів плавлення (розчинення) та засвоєння металевим розплавом твердих добавок такого фактору, як їх кількість, що виявляється значущим серед низки впливових параметрів в реальних складних фізико-хімічних процесах їх використання.
На прикладі кускового феромарганцю марки ФМп78 в якості добавки, який в різній (від 1 до 3 кг/т) кількості вводили у ванну ківша ємністю 60 т при обробці сталі на установці ківш-піч (УКП) з одночасною донною продувкою аргоном в межах 50—200 л/хв через фурму, показано вплив кількості добавки на зміну гідродинамічного і теплового стану рідкої металевої ванни.
Завантажити
Посилання
Piptyuk, V. P., Logozinsky, I. N., & Grekov, S. V. (2013). Peremeshivaniye rasplava v stalerazlivochnom kovshe s usileniyem futerovki v boynoy chasti [Melt mixing in a steel-pouring ladle with lining reinforcement in the chopper part]. Materialy IX mezhdunarodnoy konferentsii “Strategiya kachestva v promyshlennosti i obrazovanii” 31 maya – 7 iyunya 2013 g. Tekhnicheskiy universitet – g. Varna, Bolgariya - Proceedings of the IX International Conference "Quality Strategy in Industry and Education" May 31 – June 7, Technical University of Varna, Bulgaria, vol. 2, 109-112 [in Russian].
Piptyuk, V. P., Samokhvalov, S. E., Logozinsky, I. N. et al. (2013). Vliyaniye usileniya futerovki v boynoy chasti stalerazlivochnogo kovsha na parametry peremeshivaniya rasplava [Effect of lining reinforcement in the steel-pouring ladle head on melt mixing parameters]. Metallurg – Metallurgist, 7, 29-34 [in Russian].
Piptyuk, V. P., Samokhvalov, S. E., Grekov, S. V. et al. (2010). Chislennoye izucheniye vliyaniya peremennykh faktorov na peremeshivaniye rasplava na ustanovke kovsh-pech sredney moshchnosti [Numerical study of the influence of variable factors on melt mixing in a medium-power ladle-furnace unit]. Mízhderzhavna naukovo-metodichna konferentsíya “Problemi matematichnogo modelyuvannya” (19-21 travnya 2010 r., m. Dníprodzerzhinsk). Tezi dopovídey. Dníprodzerzhinsk - International scientific and methodological conference "Problems of mathematical modeling" (19-21 May 2010, Dniprodzerzhinsk). Theses of reports. Dniprodzerzhinsk, 81-83 [in Russian].
Vikhlevshchuk, V. A., Ogurtsov, A. P., Pavlyuchenkov, I. A. et al. (1997). Matematicheskoye modelirovaniye protsessov vneagregatnoy obrabotki stali [Mathematical modeling of off-site steel processing processes]. Kyiv: ISMO MO Ukrainy [in Russian].
Vikhlevshchuk, V. A., Kharakhulakh, V. S., & Brodsky, S. S. (2000). Kovshevaya dovodka stali [Ladle finishing of steel]. Dnepropetrovsk: Sistemnye tekhnilogii [in Russian].
Kazachkov, I. P. (1982). Legirovaniye stali [Alloying of steel]. Kyiv: Tekhnika [in Russian].
Morrison, W. B. (1964). The strengthening of carbon steels by small niobium additions. Iron and Steel, 37(9), 390-395.
Piptyuk, V. P., Samokhvalov, S. E., Kovura, A. B. et al. (2010). Issledovaniye vliyaniya variantov komponovki donnogo produvochnogo uzla na peremeshivaniye rasplava argonom na dvukhpozitsionnoy ustanovke kovsh-pech moshchnostyu 45 MV·A [Study of the influence of bottom blowdown unit layout options on melt mixing with argon in a two-position ladle-furnace unit with a capacity of 45 MV·A ]. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost - Metallurgical and mining industry, (7), 213-215 [in Russian].
Piptyuk, V. P., Krykent, I. V., Samokhvalov, S. E., Grekov, S. V., & Kabakov, D. Yu. (2014). Vliyaniye elektromagnitnykh sil na peremeshivaniye vanny ustanovki kovsh-pech peremennogo toka [The influence of electromagnetic forces on mixing bath ladle furnace ac]. Metal and Casting of Ukraine, (8), 3-5 [in Russian].
Noskov, A. S., Nekrasov, A. V., Zhuchkov, V. I. et al. (1990). Matematicheskaya model plavleniya kuska ferrosplava pri tsirkulyatsionnom dvizhenii zhidkogo metalla v kovshe [Mathematical model of melting of a piece of ferroalloy during circulation movement of liquid metal in a ladle]. Rasplavy. – Melts, (5), 113-120 [in Russian].
Lozovaya, E. Yu., Nekrasov, A. V., & Zhuchkov, V. I. (2001) Izucheniye vliyaniya tekhnologicheskikh faktorov na vremya plavleniya kremnistykh ferrosplavov v zhidkom metalle [Study of the influence of technological factors on the melting time of silicon ferroalloys in liquid metal]. Rasplavy – Melts, (3), 10-12 [in Russian].
Okhotsky, V. B. (2003). Rastvoreniye ferrosplavov pri kovshevom legirovanii stali [Dissolution of ferroalloys during ladle alloying of steel]. Casting processes, (2), 3-6 [in Russian].
Zayakin, O. V., Zhuchkov, V. I., & Lozovaya, E. Yu. (2007). Vremya plavleniya nikelsoderzhashchikh ferrosplavov v stali [Melting time of nickel-containing ferroalloys in steel]. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya - News of higher education institutions. Ferrous metallurgy, (5), 13-16 [in Russian].
Lozovaya, E. Yu., Zhuchkov, V.I., & Sheshukov, O.Yu. (2007). Opredeleniye prodolzhitelnosti plavleniya ferrosplavov sistemy Fe-Al v zhelezouglerodistom rasplave [Determination of the melting time of ferroalloys of the Fe-Al system in an iron-carbon melt]. Elektrometallurgiya – Electrometallurgy, (1), 13-15 [in Russian].
Iguchi, M., Tani, J., Uemura, T., & Morita, Z. (1989). Flow Phenomena and Heat Transfer around a Sphere Submerged in Water Jet and Bubbling Jet. ISIJ International, 29(8), 658-665. https://doi.org/10.2355/isijinternational.29.658
Iguchi, M., Takeuchi, H., Kawabata, H., Uemura, T., & Morita, Z. (1991). The Melting Process of Rectangular Prisms Immersed in Bubbling Jet in a Cylindrical Vessel. ISIJ International, 31(1), 46-52. https://doi.org/10.2355/isijinternational.31.46
Esaka, H., Itoga, Y., Shinozuka, K, & Tamura, M. (2006). In-situ Observation of Growth and Melting of a Solid Particle Using Transparent Organic Alloys. ISIJ International, 46(6), 864-870. https://doi.org/10.2355/isijinternational.46.864
González, O. J. P., Ramírez-Argáez, M. A., & Conejo, A. N. (2010). Mathematical Modeling of the Melting Rate of Metallic Particles in the Electric Arc Furnace. ISIJ International, 50(1), 9-16. https://doi.org/10.2355/isijinternational.50.9
Rodríguez-Avila, J., Morales, R. D., & Nájera-Bastida, A. (2012). Numerical Study of Multiphase Flow Dynamics of Plunging Jets of Liquid Steel and Trajectories of Ferroalloys Additions in a Ladle during Tapping Operations. ISIJ International, 52(5), 814-822. https://doi.org/10.2355/isijinternational.52.814
Samokhvalov, S. E., Piptyuk, V. P., & Grekov, S. V. (2023). Vplyv kilkosti dobavky na hidrodynamiku metalevoyi vanny u kivshi [Influence of the quantity of the additive on the hydrodynamics of the metal bath in the ladle]. Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy, (37), 231-245. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-231-245 [in Ukrainian].
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 В.П. Піптюк, С.Є. Самохвалов, І.М. Логозинський, С.В. Греков
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
