DOI: 10.52150/2522-9117-2024-38-168-185
Маначин Іван Олександрович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-9795-6751. E-mail: ovoch-isi@outlook.com
Єлісєєв Володимир Іванович, к.ф.-м.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0003-4999-8142. E-mail: ovoch-isi@outlook.com
Кисляков Володимир Геннадійович, к.т.н., с.н.с., зав. відділу, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-1775-5050. E-mail: ovoch-isi@outlook.com
Петруша Вікторія Петрівна, м.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-1031-3241. E-mail: ovoch-isi@outlook.com
ТЕОРЕТИЧНА ОЦІНКА ОДИНИЧНОГО ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ПРОЦЕСУ ДЕСУЛЬФУРАЦІЇ ЧАВУНУ МАГНІЄМ
Анотація. Метою роботи була теоретична оцінка на основі фізико-хімічних розрахунків одиничного впливу температури, початкового та кінцевого вмісту сірки, глибини рідкої ванни та маси чавуну на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм. Виконана теоретична оцінка показала: для всіх розглянутих температур чавуну (1200 – 1600 0С) термодинамічно найбільш пріоритетним механізмом десульфурації чавуну із застосування магнію є процес, що базується на взаємодії сірки розчиненої в металевій фазі з розчиненим магнієм; термодинамічно більш вірогідним для всіх розглянутих глибин занурення фурми (0 – 4 м) є процес десульфурації з розчиненням пароподібного магнію в рідкому чавуні. Виконано теоретичну кількісну оцінку впливу глибини занурення фурми на ефективність десульфурації чавуну пароподібним магнієм та розчиненням пароподібного магнію в чавуні. Визначено, що при зміні кінцевого вмісту сірки в межах 0,002 – 0,010% з підвищенням кінцевого вмісту сірки в чавуні на 0,001% відбувається збільшення ефективності процесу десульфурації чавуну магнієм на 10%; збільшення початкової концентрації сірки на 0,01% призводить до підвищення ймовірності перебігу реакції через розчинений магній у межах 15 – 25%, а реакції через газоподібний магній у межах 9 – 19%; при підвищенні початкової концентрації сірки в чавуні на 0,01% та зміні кінцевого вмісту сірки на 0,001% у межах 0,002 –0,010%, приріст ефективності процесу десульфурації відповідно зростає в межах 5,5 – 9,4%; суттєвого впливу маси оброблюваного чавуну на процес десульфурації не виявлено.
Ключові слова: десульфурація, чавун, теоретична оцінка, ківш, шлак, міксер.
DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-168-185
Посилання для цитування: Теоретична оцінка одиничного впливу технологічних факторів на ефективність процесу десульфурації чавуну магнієм / І. О. Маначин, В. І. Єлісєєв, В. Г. Кисляков, В. П. Петруша // Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024. Вип. 38. С. 168-185. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-168-185.
Перелік посилань
1. International Magnesium Association The Global Voice for magnesium, October 21, 1999.
2. Шевченко О. Ф., Маначин І. А., Вергун О. С. та ін. Раптова десульфурація чавуну в ківшах. Технологія, дослідження, аналіз, вдосконалення. Дніпро. Дніпро – VAL. 2017. – 252 с.
3. Воронова Н. А. Десульфурація чавуну магнієм. М. : Металургія, 1980. 239 с .
4. Шевченко А. Ф., Большаков В. І., Башмаков О. М. Технологія та обладнання десульфурації чавуну магнієм у великовантажних ковшах. Київ : Наукова думка. 2011.- 205 с .
5. Вергун О. С., Лафер І. М., Шевченко О. Ф. До питання механізму десульфурації чавуну магнієм. Сталь. 1985. №3. С. 17 – 18.
6. Єлісєєв В. І., Булахтін О. С., Шевченко А. Ф., Курилова Л. П., Руденко О. Л. Модель руху і розчинення магнійсодержащих бульбашок у розплаві металу. Теорія та практика металургії. 2007. № 23. С. 70-74.
7. Руденко А. Л. Кінетика міжфазного переходу сірки у процесі ковшового рафінування чавуну магнієм. Ізв. ВНЗ. Фізико-хімічні основи металургійних процесів. 2016. №12. Том 59. С.896-902.
8. Сигарев Е. Н. Научное обоснование и разработка комплексной энергоэффективной технологии конвертерного производства железоуглеродистого полупродукта: Дисс. д-ра техн. наук: 05.16.02- Днепродзержинск, 2013. 531 с.
9. Охотський В. Б. Модель десульфурації чавуну. Магній. Металургійна та гірничорудна промисловість. 2001. №1. С. 23-25.
10. Зборщик А. М. Аналіз термодинаміки та кінетики десульфурації чавуну магнієм. Сталь. 2001. №7. С. 17-20.
11. Зборщик А. М. Особливості кінетики десульфурації чавуну в ковшах заливки комбінату «Азовсталь». Сталь. 2005. №10. С. 54-57.
12. Зборщик А. М. Вплив умов розчинення магнію в чавуні на ефективність десульфурації металу. Ізв. ВНЗ. Чорна металургія. 2010. №7. С. 21-24.
13. Зборщик А. М. Аналіз механізму реакції при десульфурації чавуну магнієм. Сталь. 1996. №12. С14-17.
14. Зборщик А. М., Климанчук В. В., Косолап Н. В. Ефективність сучасних технологій десульфурації чавуну магнієм. Метал та лиття України. 2006. №3-4. С. 20-22.
15. Мачікін В. І., Складановський О. М. Дослідження десульфурації чавуну магнієм. Сталь.1979. №4. С. 251-254.
16. Мачікін В. І., Іванов А. І, Складановський О. М. Деякі особливості масообмінних процесів при позадоменній десульфурації чавуну магнієм. Ізв. ВНЗ. Чорна металургія. 1976. №4. С. 29-31.
17. Мачікін В. І., Зборщик А. М. Математичний опис процесів десульфурації чавуну та стали лужноземельними металами. Ізв. ВНЗ. Чорна металургія. 1982. №1. С. 34-38.
18. Омельяненко В. Ф., Борнацький І. І. Про розкислення та десульфурацію чавуну магнієм. Метали. 1985. №1. С. 24-27.
19 . Коноплі В. Г., Поганих П .А. Про механізм десульфурації чавуну під час обробки його магнієм. Металургія та коксохімія. 1985. №88. С. 49-55.
20. Дюдкін Д. А., Грінберг С. Є., Марінцев С. М. Механізм десульфурації чавуну гранульованим магнієм. Металург. 2001. №4. С. 38-40.
21. Чичкарєв Є. А., Троцан А. І., Алексєєва В. А. Оцінка параметрів взаємодії умов десульфурації рідкого чавуну магнієм. Процеси лиття. 2003. №1. С. 7-11.
22. Шевченко А. Ф., Комплексный подход при выборе и оценке технологии внепечной десульфурации чугуна. Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии : сб. научн. тр. Дніпропетровськ : ІЧМ НАН України, 2010. Вип. 22. С. 106-120.
23. Irons G. A , Guthrie I. L Кінетика десульфурації розплавленого заліза з використанням пари магнію. Metallurgical Transactions B. 1981. №12. P .755-767.
24. Irons G., Guthrie I. Кінетичні аспекти десульфурації чавуну магнієм. Metals Society. 1981. №3. P. 114-121.
25. Haping Sun, Yungchang Liu, Muhjung Lu. Поведінка бульбашок Ar -1% Mg при десульфурації чавуну вдуванням магнію. Черметінформація. Новини чорної металургії за кордоном. Сталеплавильне виробництво. 2010. №4. С. 27-29.
26. Jose Flavio Viana, Sergio Luis de Souza Costa, Alessandro Prenazzi, Douglas C. Lee. Hot Metal Desulfurization by CaO -Mg Co-Injection в Usiminas Steel Shop 2. P .151-161.
27. YANG Jian, OKUVURA Keiji, SANO Mas amichi . Поведінка магнію в процесі знесірювання рідкого чавуну із застосуванням парів магнію, що утворюються на місці при алюмінотермічному відновленні окису магнію. ISIJ International. Vol. 42. 2002. №7. P. 685-693.
28 . Yang Jian, Kuwabary Mamoru, Okuvura Keiji, Sano Mas Amichi. Запобігання ресульфурації у процесі десульфурації при отриманні парів магнію алюмотермічним відновленням оксиду магнію. ISIJ International, Vol. 45. 2005. №12. P. 1795-1803.
29. Теорія металургійних процесів : Підручник / В. Б. Охотський , О. Л. Костелов, В. К. Симонов та ін . Київ : ІЗМН, 1997. 512 с.
30. Кубашевський О., Олкок С. Б. Металургійна термохімія. Москва : Металургія, 1974. 496с.
31. Меджибозький М. Я. Основи термодинаміки та кінетики сталеплавильних процесів. Київ-Донецьк : Вищ. шк., 1986. 299 с.
32. Шевченко А. Ф. Разработка и развитие теории и технологии процессов внепечной десульфурации чугуна в ковшах вдуванием диспергированных реагентов: Дисс. д-ра техн. наук: 05.16.02. Днепропетровск, 1997. 432 с.
