DOI: 10.52150/2522-9117-2018-32-220-228

Семикін Сергій Іванович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: isisemykin@gmail. com, ORCID 0000-0002-7365-2259;
Голуб Тетяна Сергіївна, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: dove@email.ua, ORSID 0000-0001-9269-2953;
Дудченко Сергій Олександрович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail: s.dudchenko@meta.ua, ORSID 0000-0002-7319-9896;
Вакульчук Володимир Викторович, к.т.н., н.с., Інститут чорної металургії ім.З.І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, Україна, 49107; e-mail:
vvvakulchuk@gmail.com, ORSID 0000-0001-7887-2843

Дослідження на фізичній моделі з верхньою продувкоюгазодинамічного натиску й параметрів струменя при його витіканні з кільцевого коаксіального щілинного сопла в рідку ванну

Анотація. Метою роботи є дослідження на фізичній моделі газодинамічного напору газового струменя і параметрів його проникнення в рідку ванну конвертера при витіканні з кільцевої щілинної фурми. Дослідження проведено на «холодному» стенді в масштабі 1:30 до 160-т конвертера (з урахуванням критеріїв геометричного і фізичного подібності) з використанням води, що імітує розплав металу. Проведено оцінку усереднених значень глибини проникнення газового потоку струменя при різних дуттєвих параметрах. Відзначено, що при верхній продувці через коаксіальне щілинне сопло при збільшенні тиску продувного газу динамічний напір глибина впровадження струменя збільшуються. Збільшення динамічного напору і глибини впровадження газового струменя призводить до збільшення ступеня впливу на ванну і підвищенню рівня засвоєння кисню розплавом. Показано, що за інших рівних умов робота коаксіального щілинного відрізняється більшим імпульсом впливу на рідину, ніж при продувці через одне центрально розташоване сопло еквівалентного щілини діаметра, особливо при тисках вище 0,15-0,3 Мпа. Показано можливості підвищення ефективності верхньої продувки конвертерної ванни за рахунок застосування щілинного коаксіального сопла.
Ключові слова: конвертер, верхнє продування, коаксіальне щілинне сопло, струмінь газу, ефективність

Бібліографічний список
1. Чернятевич А.Г. Разработка дутьевого и шлакового режимов конвертерной плавки при верхней кислородной продувке. Сообщение 1 / А.Г. Чернятевич // Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2015. – №4. – С. 24–31.
2. Бойченко Б.М. Конвертерное производство стали / Б.М. Бойченко, В.Б.Охотский, П. С. Харлашин – РИА «Днепр-ВАЛ». – 2006. – 455 с.
3. Improving the Design of the Oxygen Lance and the Blowing Regime for BOF Steelmaking in the BOF Shop at the Azovstal Metallurgical Combine/ A. V. Sushchenko, E. O. Tskitishvili, R. S. Sidorchuk, N. N. Ligus, M. P. Orlichenko// Metallurgist.- 2014, Volume 57, Issue 9–10, Р. 804–817.
4. Naito K. Behavior of top-blowing lance jet in BOF/ K. Naito, A. Kaizawa, I. Kitagawa, N. Sasaki/ Nippon Steel Technical report no. 104, august 2013, Р 33-40.
5. Тяговые характеристики кольцевых и плоских щелевых сопел с внутренней полостью/ В.В. Марков, В.Г. Громов, Н.Е. Aфонинa, Г.Д. Смехов, A.Н. Хмелевский // Механика жидкости и газа. Вестник Нижегородского университета им . И. Лобачевского.- 2011.- №3.- С. 971–973.
6. Двухконтурное щелевое сопло ракетного двигателя / В.В. Семенов, И.Э. Иванов, И.А. Крюков// Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. – 2016. – №46. – С.56-72.
7. Cold-gas experiments to study the flow separation characteristics of a dualbell nozzle during its transition modes /S. B. Verma, R. Stark, C. Nuerenberger-Genin, O. Haidn // Shock Waves, 2010, vol.20, iss. 3, P.191- 203.
8. Physical and mathematical models of gas-liquid dynamics in BOF converters/M. Diaz-Cruz, R.D. Morales, O. Olivares, A. Elias // Steelmaking conference proceeding.-2002. –P. 737-748.
9. Яковлев Ю.И. Физическое и математическое модилирование сталеплавильных процессов/ Ю.И. Яковлев// Вопросы теории и практики сталеплавильного производства: нучн. Труды/ ММИ.-М.: Металлургия.-1991.-С, 32-44.
10. Characteristics of jet from top-blown lance in converter /K. I. Naito , Y. Ogawa , T. Inomoto , S. Kitamura , M. Yano // ISIJ.-2000.-vol.40. –P.23- 30.
11. Охотский В.Б. Модели металлургических систем /В.Б. Охотский/ Днепропетровск: Системные технологии, 2006. — 287 с.
12. Mazumdar D. Modeling of steelmaking processes/ D. Mazumdar, J.W. Еvans/ Boca Raton, London, New York: CRS Press, Taylor and Francis Group, 2010. – 463 p.
13. Явойский В.И. Теория продувки сталеплавильной ванны /В.И. Явойский, Г.А. Дорофеев, И.Л. Повх /Москва: Металлургия, 1974.-496 с.
14. Jet penetration and bath circulation in the basic oxygen furnace / R.A. Flinn, R.D. Pehlke, D.R. Glass, P.O. Hays // Transactions Metallurg. Soc. AIME. 1967. – V. 239. -№ 11.-P. 1776-1791.
15. Ганзер Л.А., Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. Особенности верхней продувки конвертерной ванны струями с разным динамическим напором // Изв. вузов. Черная металлургия. – 2004. – №2. – С. 13-16.
16. Лухтура Ф.И. О глубине внедрения струи окислителя в расплав кислородного конвертера / Ф.И. Лухтура, А.В. Линник// Вістник Приазовського державного технічного університету. Технічні науки.- ДВНЗ «ПДТУ».- Мариуполь.-2015.-вип. 3.-С. 122-135.
17. Maia B.T. Effect of blow parameters in the jet penetration by physical model of BOF converter / B.T. Maia, R.P. Tavares// Journal of Materials research and Technology.-2014.- vol. 3. iss.3.-P. 244-256.