DOI: 10.52150/2522-9117-2020-34-139-148
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
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
Самохвалов Сергій Євгенович, д.т.н., зав.каф., проф., Дніпровський державний технічний університет (ДДТУ, м Кам’янське) ORSID 0000-0002-7362-213Х
Красніков Кирило Сергійович, к.т.н., старший викладач, Дніпровський державний технічний університет (ДДТУ, м Кам’янське)ORCID 0000-0002-4241-0572
Логозинський Ігор Миколайович, директор по технології і якості, ПрАТ «Електрометалургійний завод «Дніпроспецсталь» ім. Кузьміна А.М. м.Запоріжжя (ПрАТ «ДСС»), ORCID 0000-0003-3915-4106
Вивчення умов перемішування та теплового стану розплаву при дегазації сталі на обладнанні камерного (VD) типу
Анотація. Зростаючі вимоги до якості металопродукції регламентовані міжнародними, державними стандартами та іншими документами, зокрема, за змістом газів і неметалевих включень в металі. У ряді випадків нормативними документами передбачається необхідність дегазації стали з підвищеними вимогами до якості, в тому числі флокеночутливих марок. З цією метою на металургійних і машинобудівних підприємствах України експлуатується обладнання для камерної (VD, VОD-типів) дегазації. З огляду на недостатню вивченість процесу дегазації сталі проведені терерішні чисельні дослідження. Як об’єкт вивчення визначили установку для дегазації фірми «Mannesmann Demag» вищеназваного типу з 60т ковшем з посиленням футерування в бійні частини підприємства ПрАТ «ДСС». На основі вихідних даних процесу дегазації сталі співробітниками ДДТУ розроблена математична модель, яка розглядає тепло- і масообмінні процеси в рідкій металевій ванні під час її дегазації. Створено спеціалізоване програмне забезпечення, яке дозволяє враховувати технологічні параметри, що змінюються під час обробки металу у вакуумі, конфігурацію і ємність ковшової ванни. Співробітники ІЧМ НАНУ з використанням бази даних по позапічної обробки електросталі на ПрАТ «ДСС» за попередній період визначили, що значення маси плавок знаходилися в межах від 54т до 66т. З урахуванням попередньо встановленого, що інтенсивність продувки аргоном через донні (ую) фурми (у) і різна маса металу в ковші однієї ємності від плавки до плавки створюють різні гідродинамічні і теплові умови протікання процесів обробки металу в ковші, і вищенаведеної інформації зажадало додаткової оцінки процесу дегазації. На першому етапі численних досліджень вивчалися гідродинамічні умови протікання дегазації в металевій ванні з урахуванням перерахованих факторів впливу. Побудовано контурні діаграми вертикальної складової швидкості потоків металу в різних вертикальних осьових перетинах ванни на 20 хвилині дегазації (при тиску 1 мм рт. ст.). У наведених вертикальних перетинах низхідні потоки металу концентруються у верхній половині ванни, а висхідні потоки – в її нижній половині. Відзначено, що при збільшенні витрати аргону на перемішування при однаковій масі плавки збільшуються абсолютні значення вертикальної складової швидкості металу, а при однакових витратах аргону вона зменшується зі збільшенням маси плавки, що аналогічно умовам обробки при нормальному атмосферному тиску. На другому етапі досліджень вивчалися теплові умови під час дегазації сталі при аналогічному зниженому тиску. Побудовано контурні діаграми з ізотермами (середня температура металу в ковші) в залежності від тривалості процесу дегазації і витрати аргону. Проведена порівняльна оцінка теплових умов при дегазації на обладнанні камерного типу і на УКП (при нормальному тиску) з умовами експлуатації при аналогічній початковій температурі і відповідному витраті аргону. Встановлено збільшення втрат тепла металом при зростанні витрат аргону і при зменшенні маси плавки. Таким чином, встановлено, що особливості перемішування металевої ванни створюють різні гідродинамічні умови протікання процесу дегазації на обладнанні камерного типу, впливають на її тепловий стан, що, ймовірно, може позначатися на ефективності видалення газів.
Ключові слова: дегазація металу, витрата аргону, маса плавки, температура
Перелік посилань
Солона А.В. Моделювання процесу ковшового вакуумування з продувкою інертним газом / А.В. Солона, В.П. Піптюк // Інформаційні технології в металургії та машинобудуванні. ІТММ’2017: Матеріали IX міжнародної науково-практичної конференції (Дніпро, 28 – 30 березня 2017 р.). – Дніпро: НМетАУ, 2017. – С.79.
Пиптюк В.П. Основные данные для численных исследований гидродинамики ванны на установках ковш-печь переменного тока разной мощности / В. П. Пиптюк, В. Ф. Поляков, И. Н. Логозинский и др. // Сб. науч. тр. ИЧМ НАНУ «Фундаментальные и прикладные проблемы чёрной металлургии», 2007, Вып. № 14, С. 145-153.
Пиптюк В.П. Гидродинамика металлической ванны на установках ковш-печь переменного и постоянного тока / В П. Пиптюк, С. Е. Самохвалов, И. А. Павлюченков и др. // Металл и литье Украины. – 2008. – №7-8. – С.32-37
Пиптюк В.П. Параметры моделирования тепловых процессов в ванне установки ковш-печь / В. П. Пиптюк, В. Ф. Поляков, С. Е. Самохвалов и др. // Процессы литья. – 2009. – №5. – с.34-41. https://doi.org/10.1134/S0036029509070076
Пиптюк В.П. Перемешивание расплава в сталеразливочном ковше с усилением футеровки в бойной части / В.П. Пиптюк, И.Н. Логозинский, С.В. Греков // Материалы IX Международной конференции «Стратегия качества в промышленности и образовании» 31 мая – 7 июня 2013 г. Технический университет – Варна, г. Варна, Болгария. Т.2.- С. 109-112.
Пиптюк В.П. 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.
Пиптюк В.П. Исследование тепло-, массообменных процессов в ванне установки ковш-печь. Часть 2. Результаты моделирования теплового состояния расплава / В. П. Пиптюк, С. Е. Самохвалов, И. А. Павлюченков и др. // Теория и практика черной металлургии. 2013. – № 5-6. – С.49-52.
Тутарова В.Д. Закономерности удаления водорода на установке вакуумирования стали камерного типа / В.Д. Тутарова, А.Н. Шаповалов, А.Н. Калитаев // Известия ВУЗов. Черная металлургия. – 2017. – Т. 60, № 3. – С. 192 – 199. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-3-192-199
Посилання для цитування: Піптюк В.П., Самохвалов С.Е., Логозинський І.М., Греков С.В., Красніков К.С. Вивчення умов перемішування та теплового стану розплаву при дегазації сталі на обладнанні камерного (VD) типу. //«Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії». – 2020. – Вип.34. – С.139-149. (In Ukrainian).
DOI 10.52150/2522-9117-2020-34-139-148
