DOI: 10.52150/2522-9117-2019-33-129-142

Піптюк Віталій Петрович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; ORSID 0000-0002-2915-1756
Самохвалов Сергій Євгенович, д.т.н., зав.каф., проф., Дніпровський державний технічний університет (ДДТУ, м Кам’янське) ORSID 0000-0002-7362-213Х,
Вергун Олександр Сергійович, д.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: ovoch-isi@outlook.com, 0000-0001-5493-9214
Греков Станіслав Вікторович, наук.співр., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail; GSV4321@i.ua, ORCID 0000-0003-2848-0999
Красніков К.С., к.т.н., старший викладач, Дніпровський державний технічний університет (ДДТУ, м Кам’янське)ORCID 0000-0002-4241-0572

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО РЕГЛАМЕНТУ НАВУГЛЕЦЮВУВАННЯ ЧАВУНУ У 30т КОВШІ. ЧАСТИНА 1

Анотація. Представлено результати чисельного моделювання процесу навуглецювання чавуну з низьким вмістом вуглецю, як попутного продукту виробництва титанового шлаку, для проектованої установки ківш-піч (УКП) з урахуванням умов ПАТ «Запорізький титаномагнієвий комбінат». Розроблено технологічний регламент і проведено чисельне дослідження навуглецювання металу в 30-т ковші на УКП. Для виробництва товарного чушкового чавуну використовуються попутні залізовмісні відходи. Мета роботи – виявлення факторів впливу позапічної обробки на оптимізацію технології. Виконано чисельне моделювання технологія навуглецювання рідкого низьковуглецевого (до 2% вуглецю) чавуну кусковими (фракція до 50 мм) графітом і коксиком, що вводяться на поверхню ковшового ванни (без урахування шлакового покриву). Проведено матеріальний і енергетичний баланси процесу, вивчені властивості вуглецьвмісних матеріалів, оцінено коефіцієнт дифузії вуглецю у рідкому металі. Результати досліджень гідродинамічних і теплових умов у ковшового ванні УКП оцінені по контурним діаграмам швидкості потоків і температурних полів для різних витрат аргону, що подається через донні фурми. Визначено оптимальні фракції матеріалів, що містять вуглець. Показано, що обробка на УКП кусковим графітом вимагає меншої тривалості (≈ на 45%) у порівнянні з кусковим коксиком. Для прискорення процесу дифузійного розчинення вуглецю необхідно періодично (через кожні 3 порції по 70 кг графіту і коксика) нагрівати розплав до температури 1520-1530⁰С. Більш ефективному засвоєнню вуглецю і зменшенню тривалості процесу (≈ на 1/3) сприяє інжекційне введення порошкоподібних графіту і коксика. Дослідження тривають в напрямку використання порошкового дроту для насичування вуглецем чавуну на УКП.
Ключові слова: графіт, коксик, навуглецювання чавуну, установка ковш-піч.

Бібліографічний список
1. Технологический регламент “Сквозная технология производства товарного чугуна из попутных железосодержащих отходов производства титановых шлаков”. ИЧМ НАНУ, ООО «ТитанПроект», 2012. – 85с.
2. sitiz@ztmc.zp.ua
3. Теплофизические свойства промышленных материалов [К.Д. Ильченко, В.А. Чеченев, В.П. Иващенко, В.С. Терещенко] Справочник. Днепропетровск, Сич. – 1999. -152с.
4. Steelltime.ru
5. www.helpw.ru
6. Мороз В.Ф., Приходько Э.В. Коэффициент диффузии элементов в расплавах и сплавах. // «Фундаментальные и прикладные проблемы чёрной металлургии», Сб. науч. тр. ИЧМ НАН Украины. -№ 9, – 2004. – С. 161-169.
7. works.doklad.ru
8. Лепинских Б.Н., Кайбичев А.В., Савельев Ю.А. Диффузия элементов в жидких металлах группы железа. – Наука. – 1984. – 192с.
9. Массо-, теплоперенос в ванне емкостью 140т установки ковш-печь переменного тока. [В.П. Пиптюк, С.Е. Самохвалов, И.А. Павлюченков и др.] //Сталь, 2007, №11. -С47-50.
10. Исследование гидродинамики 350-ти тонной ковшевой ванны при обработке стали на установке ковш-печь. [В.П. Пиптюк, В.Ф. Поляков, С.Е. Самохвалов и др.]. // Металлург. – 2009. – №11. – С.47-50.
11. Изучение теплового состояния ванны установки ковш-печь. [В.П. Пиптюк, В.Ф. Поляков, С.Е. Самохвалов и др.]. // Металлург. – 2011. − №.7 – С. 50-53.
12. Экспериментальная проверка адекватности математических моделей гидродинамики и массопереноса для условий обработки на установке ковш-печь. [В.П. Пиптюк, С.Е. Самохвалов, И.А. Павлюченков и др.]. // Металлург. – 2013. – №3. – С.50-53.
13. Влияние усиления футеровки в бойной части сталеразливочного ковша на параметры перемешивания расплава [В.П. Пиптюк, С.Е. Самохвалов, И.Н. Логозинский и др.] // Металлург. – 2013. – №7. – С.29-34.
14. Рациональная компоновка продувочного узла 250т сталеразливочного ковша. [В.П. Пиптюк, В.В. Мосьпан, В.В. Моцный и др.] // Металлург. – 2016. – №4. – С.35-38.
15. Проверка адекватности исследований эффективности использования ферросплавов на основе компьютерного моделирования и промышленных экспериментов. [В.П. Пиптюк, С.В. Греков, Г.А. Андриевский и др.] // Международная научно-техническая конференция «Информационные технологии в металлургии и машиностроении». ІТММ 2018. 27.03.18-29.03.18, Дніпро. – 2018. Секция 3, с. 88