DOI: 10.52150/2522-9117-2024-38-222-231
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
Арендач Наталья Анатолієвна, аспірант, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0002-0073-2362. Email: sheremetanatalia0116@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: isinasu.golubts@gmail.com
ЛАБОРАТОРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ОСОБЛИВОСТЕЙ ЗМІШУВАННЯ ГАЗОВИХ СТРУМЕНІВ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ГАЗІВ
Анотація. Низьковуглецеві та ультра низьковуглецеві сталі є важливим конструкційним матеріалом для сучасної промисловості. Завдяки поєднанню унікальних властивостей легкості, міцності, легкості формування та зварювання з низькою деформацією вони здобули широкого використання як в машинобудівній галузі, так і при виробництві споживчих товарів. Виробництво такого типу сталей потребує складного процесу, бо видалення вуглецю із залізовуглецевого розплаву нижче критичної концентрації має ряд складнощів. Перш за все вони пов’язані із особливостями перебігу реакцій між розсередженим у розплаві вуглецем низької концентрації й киснем, який потрібно доставити до місця реакції. Це призводить до значного переокислення ванни за умов кисневого конвертування, й зумовлює актуальність пошуку альтернативних способів зниження вуглецю в розплаві. Тому перспективним напрямком є доведення залізовуглецевого розплаву до низьких вмістів вуглецю у сталь-ковші після основного процесу виплавки з обробкою розплаву сумішшю газів, що містять кисень у невеликій кількості, через донні продувні блоки. Продувні гази, до потрапляння в розплав, необхідно рівномірно змішувати для здійснення раціонального поєднання як процесу перемішування за рахунок нейтральної складової, так й постачання окислювальної складової, яка представлена у невеликій кількості, до різних частин рідкої ванни. У зв’язку із цим було проведено стендове фізичне дослідження із використанням методів тіньової зйомки щодо розробки конструкції змішувальної камери для суміші газів, яка передуватиме донному продувному блокові. В статті наведено результати оцінювання особливостей змішування газів, які подавалися крізь однакові сопла, розташовані під різними кутами один до одного, при підтриманні однакової витрати газу на кожне із сопел. Було відмічено, що устаткування продувного блоку повинно бути оснащено камерою змішування відповідно до емпірично отриманих результатів із каналами для ведення різних продувних газів в камеру під кутом до вертикальної вісі в межах 25 – 40о, а камера – змішувач повинна мати відношення висоти до діаметру 1:1.
Ключові слова: сталь-ківш, низько вуглецева сталь, продувка через днище, суміш кисень-аргон, конструкція змішувача газів.
DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-222-231
Посилання для цитування: Молчанов Л. С., Арендач Н. А., Голуб Т. С. Лабораторне дослідження особливості змішування газових струменів технологічних газів. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2024. Вип. 38. С. 222-231. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2024-38-222-231.
Перелік посилань
1. Singh R. 6 – Classification of steels. Applied Welding Engineering (Third Edition). Processes, Codes, and Standardsю 2020. P. 53 – 60. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821348-3.00014-8
2. Islam T., Rashed H. M. M. A. Classification and application of plain carbon steels. Reference Module in Materials Science and Materials Engineeringю 2019. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.10268-1
3. Shibata K., Asakura K. Transformation behavior and microstructures in ultra-low carbon steels. ISIJ Internationalю 1995. Vol. 35(8). P. 982 – 991 https://doi.org/10.2355/isijinternational.35.982
4. Liu, Z., Li, W., Shao, X. et al. An ultra-low-carbon steel with outstanding fish-scaling resistance and cold formability for enameling applications. Metall. Mater. Trans. Aю 2019. Vol. 50. P. 1805 – 1815. https://doi.org/10.1007/s11661-018-05101-z
5. Storozheva L. M. Ultralow carbon steels for the automotive industry with the effect of hardening due to drying of finished parts. Metal Science and Heat Treatment. 2001. Vol. 43. P. 336 – 344. https://doi.org/10.1023/A:1013632315470
6. Neves L., Oliveira H. P. O., Tavares R. Evaluation of the effects of gas injection in the vaccum chamber of a RH degasser on melt circulation and decarburization rates. ISIJ International. 2009. Vol. 49. Iss. 8. P. 1141 – 1149, https://doi.org/10.2355/isijinternational.49.1141
7. Liu J., Harris R. Decarburization of steel to ultra-low-carbon levels by vacuum levitation. ISIJ International. 1999. Vol. 39. Iss. 1. P. 99 – 101. https://doi.org/10.2355/isijinternational.39.101
8. Sano M., Yetao H., Kato M., Sakamoto S. Decarburization reaction of molten iron of low carbon concentration with vacuum suction degassing method. ISIJ International. 1994. Vol. 34. Iss. 8. P. 657 – 662. https://doi.org/10.2355/isijinternational.34.649
9. Смирнов А. Н., Зборщик А. М. Внепечное рафинирование чугуна и стали. Донецк : Изд-во «Ноулидж», 2012. 179 с.
10. Дюдкин Д. А., Бать С. Ю., Гринберг С. Е., Маринцев С.Н. Производство стали на агрегате ковш-печь. Донецк : ООО Юго – Восток, 2003. 300 с.
11. Molchanov L., Arendach N., Synehin Y. Study of the designs of bottom blowing devices for oxidative blowing in teeming ladles. Сучасні проблеми металургії. 2021. № 24. С. 81 – 89. https://doi.org/10.34185/1991-7848.2021.01.08.
12. Молчанов Л. С., Шеремета Н. А., Синегін Є. В. Дослідження ефективності гомогенізації рідкої сталі при продувці через блоки різної конструкції. Теорія і практика металургії. 2018. № 6. С. 76 – 80. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Tipm_2018_6_12.
