DOI: 10.52150/2522-9117-2023-37-246-259

Семикін Сергій Іванович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-7365-2259. E-mail: isisemykin@gmail.com

Голуб Тетяна Сергіївна, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-9269-2953. E-mail: dove@email.ua

Молчанов Лавр Сергійович, к.т.н., зав. відділом, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-6139-5956. E-mail: metall729321@gmail.com

Прокопенко Павло Григорович, головний метролог Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна.  E-mail: ogm-ichm@ukr.net

АНАЛІЗ МЕХАНІЗМІВ ВПЛИВУ АКТИВІЗОВАНИХ СТРУМЕНІВ КИСНЮ НА ПРОЦЕСИ ВИДІЛЕННЯ ПИЛУ В КИСНЕВО-КОНВЕРТЕРНОМУ ВИРОБНИЦТВІ

Анотація. У світовій практиці чорної металургії у зв’язку із загостренням питання екологічності процесу виробництва та необхідністю пошуку нових методів загального поліпшення технологічності все частіше звертаються до нетрадиційних способів інтенсифікації, які розширюють можливості існуючих металургійних процесів і не вимагають значних капіталовкладень і кардинальних змін виробництва. У зв’язку з цим, актуальним є проведення досліджень з вивчення способів впливу активізованими кисневими струменями шляхом створення активного озоновмісного газового потоку через верхню продувну фурму. Ресурсо- і енергозберігаючий ефект в цьому випадку може бути отриманий за рахунок: підвищення ступеня засвоєння кисню розплавом з відповідною інтенсифікацією тепло й масообмінних процесів у конвертерній ванні, що призводить до підвищення продуктивності кисневих конвертерів; економії шихтових матеріалів за рахунок поліпшення шлакоутворення й виключення високовартісних розріджувачів лаку; зниження інтенсивності димоутворення й виносу пилу з агрегату в результаті взаємодії активізованого окислювального струменя з часточками пилу. Дослідження проведено за отриманими лабораторними результатами вивчення активізації кисневого газового струменя кистьовим електричним розрядом при продувці як холодної моделі (що імітувала продувну фурму) так і в моделі кисневого конвертера. процес високовольтної активізації кисню і кисеньвмісних газів призводить до додаткової термічної дисоціації молекул кисню з формуванням іонів і заряджених комплексів (радикалів) позитивного і негативного заряду. Проведене аналітичне дослідження встановило переважне формування позитивних частинок в газовому потоці по всій довжині струменя, що сприяє утворенню молекул озону з більш високою окисною здатністю ніж кисень, та надання позитивного заряду газовому потоку з можливістю притягування й укрупнення часточок пилу з подальшим осіданням їх у ванні.

Ключові слова: киснево-конверторний процес, верхня продувка, електричний розряд, озон, йони, активізація, пилоутворення.

DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-246-259

Посилання для цитування: Аналіз механізмів впливу активізованих струменів кисню на процеси виділення пилу в киснево-конвертерному виробництві / С. І. Семикін, Т. С. Голуб, Л. С. Молчанов, П. Г Прокопенко // Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Вип. 37. С. 246-259. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-246-259

Перелік посилань

1. Recent advancements in source reduction and recycling technologies for converter dust/ Yun Zhou, Rong Zhu, Guangsheng Wei //Energy Reports. 2022. Vol. 8. 2022. P. 7274-7285.
2. Branca T. A., Fornai B., Colla V. Industrial symbiosis and energy efficiency in European process industries: A review. Sustainability. 2021. Vol. 13, No. 16. P. 9159.
3. Chen Z. B. The current state and development of recovery and utilization technology of domestic converter gas. Metall. Power. 2003. Vol. 1. P. 9-12.
4. Delhaes C., Hauck A., Neuschütz D. Mechanisms of dust generation in a stainless steelmaking converter. Steel Res. 1993. Vol. 64, No. 1. P. 22-27.
5. Патент SU135471. Способ выплавки стали / Ю. И. Жаворонков, Ю. Н. Давыдов, Б. Н.Николаев [и др.] / Oпубл. 15.01.92. Бюл. № 2.
6. Бурнаков К. К., Рябухин А. Г., Смирнов Л. А. Абсолютные скорости реакции окисления углерода при продувке стали кислородом и озоном. Металлы. 1989. № 4. С. 48-52.
7. Донской А. В., Клубинкин В. С. Электро- плазменные  процессы  и  установки в машиностроениию. Л. : Машиностроение, 1979. 231 с.
8. Mihovsky M. Thermal plasma application in metallurgy. Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy. 2010. Vol. 45, No. 1. P. 3-18.
9. Стендовое исследование особенностей электрофизической активизации газового кислородсодержащего потока / С. И. Семыкин, Т. С. Голуб, П. Г. Прокопенко // Сучасні проблеми металургії. Наукові вісті. Дніпро: НМетАУ-ІВК «Системні технології». 2019, № 22. P. 94-103.
10. Кустов Е. Ф., Кустов Д. Е. Энергетическая структура атом, молекул, твёрдыхтел. -М. : Издательство МЭИ, 2001. 50 с.
11. Зайцев Ю. В., Кузищина Т. К., Кустов Д. Е. Расчёт физико-химических характеристик элементов проводников. M. : Издательство МЭИ, 2001. 8 с.
12. Филиппов Ю. В., Вобликова В. А., Пантелеев В. И. Электросинтез озона. М. : Изд-во Московского университета, 1987.
13. Лунин B. B., Попович М. П., Ткаченко С. Н. Физическая химия озона. М. : Изд-во Московского университета, 1998.
14. Самойлович В. Г., Гибалов В. И., Козлов К. В. Физическая химия барьерного разряда. М. : Изд-во Московского университета. 1989.
15. Magee J. L., Barton M. J. Am. Chem. Soc. 1951. Vol. 73. P. 523-530.
16. Wansbrough-Jones О. Н. Proc. Roy. Soc. 1930. Vol. 127. P. 530-538.
17. Henry L. A. M. Bull. Soc.Chim. Belg. 1931. Vol. 40. P. 339-345.
18. Kruger F., Zickermann C. Z. Phys., 1936. Vol. 99. P. 428-452.
19. Есин О. А., Гельд П. В. Физическая химия пирометаллургических процессов. М. : Металлургия,1966. 598 с.
20. Попель С. И., Сотников А. И., Бороненков В. Н. Теория металлургических процессов. М. : Металлургия, 1986. 463 c.