DOI: 10.52150/2522-9117-2024-38-186-198
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
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
Руденко Олександр Леонідович, к.т.н., с.н.с., Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-6068-9901. E-mail: ovoch-isi@outlook.com
ДОСЛІДЖЕННЯ ІНЖЕКЦІЙНОГО ВВЕДЕННЯ ГАЗОПОРОШКОВИХ СТРУМЕНІВ МЕТОДАМИ «ХОЛОДНОГО» МОДЕЛЮВАННЯ
Анотація. Метою роботи є вивчення на «холодних» моделях процесів інжекційного введення газопорошкових струменів в рідку ванну, визначення параметрів обробки. Для реалізації «холодного» моделювання на лабораторній базі Інститута чорної металургії була змонтована установка, яка забеспечує регульований ввод реагента. У якості реагентів використовувалися сода, вапно, оксид заліза (ІІ). Моделювання проводили з видачею реагента у суху ємкість та у ємкість з водою, яка була імітацією ковша. Перед засипанням реагента у дозуючий пристрій проводилося просіювання, діаметр комірки найменшого сита складав 1 мм. Також у реагент додавався ПАР для покращення руху реагенту. Під час роботи установки проводилася фіксація показників манометрів, які встановлені на трасі відведення газоносія та на дозувальному пристрою. Проведена тарування дозуючого пристрою. Також під час інжектування у ківш з водою проводилася відеофіксація поведінки струменя без реагенту при зануренні, а також початок подачі реагенту та поверхні «розплаву». Поведено низку обробок при різній витраті газоносія та при різній інтенсивності подачі реагенту. Отримано зведену таблицю результатів обробок, яка стала основою для подальшої обробки результатів досліджень на «холодного» моделювання. Показано систему рівняннь для одновимірного двофазного стаціонарного потоку. До цієї системи додано рівняння стану газу, рівняння для визначення теплообміну газу зі стінкою труби, рівняння міжфазової сили, приєднаної маси та для міжфазного теплового потоку. Виходячи з природних міркувань сформульовані граничні умови. З використанням розробленої методики виконано розрахунки перепаду тисків, швидкостей газової та твердої фаз для частинок CaO з діаметром 60, 100 мкм; FeO – 70, 450 мкм; Na2CO3 – 100 мкм).
Ключові слова: суміш реагентів, «холодна» модель, інжекція, комплексна обробка, гідродинаміка.
DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-186-198
Посилання для цитування: Дослідження інжекційного введення газопорошкових струменів методами «холодного» моделювання / В. Г. Кисляков, І. О. Маначин, В. І. Єлісєєв, О. Л. Руденко // Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024. Вип. 38. С. 186-198. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-186-198.
Перелік посилань
1. Ueda M., Shirota Y., Yamamota T. Development of continuous impurity removal process on blast furnace chute Scaninject IV. 4th International Conference on Injection Metallurgy, Lulea, Sweden, June 11-13, 1986, Proceedings
2. Eawasaki Sh., Aoki M., Kashimori A., Takagi H., Kshiwaku, Onishi T. Dephosphorization and desulfurization in the pretreatment of pig iron. 4th International Conference on Injection Metallurgy, Lulea, Sweden, June 11-13, 1986, Proceedings
3. Yoshimura M., Yoshikawa S. Production of ultrapure steels and their fatigue properties. Scaninject II. 2nd International Conference on Injection Metallurgy, Luleå, Sweden, June 12-13, 1980 : Proceedings
4. Смирнов Н. А. Рафинирование стали вдуванием порошкообразных материалов Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия». 2015. Т. 15, № 3. С. 33–42.
5. Soo S. L. Fluid dynamics of multi-phase systems. Toronto-London : Blaisdell. 1967.
6. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. Ч. I. – М. : Наука, 1987, 464с.
7. Накорчевский А. И., Басок Б. И. Гидродинамика и тепломассоперенос в гетерогенных системах и пульсирующих потоках / Под ред. А. А. Долинского. Киев : Наукова думка, 2001, 346 с.
8. Кондратьев А. С., Ньа Т. Л., Швыдько П. П. Инженерные методы расчета гидротранспортирования твердых частиц в горизонтальных и вертикальных трубах. Инженерный журнал: наука и инновации 2018, № 3. С. 1–19. https://doi.org10.18698/2308-6033-2018-3-1740
9. Криль С. И., Чальцев М. Н. К вопросу о методиках расчета основных параметров пневмотранспорта сыпучих материалов по горизонтальным трубам. Прикладна гідромеханіка. 2010. Том 12, № 4. С. 36 – 44.
10. Тарасов В. П., Мухопад К. А. Развитие теории работы однотрубной пневмотранспортной установки. Теор. Основы хим. технологии. 2019. Т. 53. № 3 , с. 349 – 360.
12. Тимошенко В. И., Кнышенко Ю. В. Пневмотранспорт сыпучих материалов с повышенным давлением несущего газа. Наука та інновації. 2013. Т. 9. № 1. С. 5—17.
13. Елисеев В. И., Толстопят А. П., Флеер Л. А., Совит Ю. П., Шевченко А. Ф., Шевченко С. А. Движение двухфазного потока в фурме. Вісник Дніпропетровського університету. Серія Механіка, Вип. 23, Т., 2019, Т. 27, № 5. С. 21 – 34.
14. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа: Учеб. для вузов 7 изд. М. : Дрофа, 2003. 840 с.
15. Тимошенко В. И. Газовая динамика высокотемпературных технологических процессов. Днепропетровск: Институт технической механики НАНУ и НКАУ, 2003. 460 с.
16. Волошин А. И., Пономарев Б. В. Механика пневмотранспортирования сыпучих материалов. Киев : Наукова думка, 2001, 520 с.
17. Шрайбер А. А., Милютин В. Н., Яценко В. П. Гидромеханика двухкомпонентных потоков с твердым полидисперсным веществом. Киев : Наукова думка, 1980, 250 с.
19. Вараксин А. Ю., Протасов М. В., Яценко В. П. Анализ механизмов осаждения твердых частиц на стенки каналов. Теплофизика высоких температур. 2013. Т. 51. № 5. C. 738 -746.
