DOI: 10.52150/2522-9117-2025-39-06

А.Г. Чернятевич¹, д.т.н., проф., г.н.с., ORCID 0000-0002-4552-4997
Л. С. Молчанов^1,*, к.т.н., зав. відділу ФТПМС, ORCID 0000-0001-6139-5956

¹Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
^*Автор для листування: metall729321@gmail.com

НАПРЯМКИ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ КОНВЕРТЕРНОЇ ПЛАВКИ В УМОВАХ ПрАТ “КАМЕТ-СТАЛЬ”

Анотація. Обґрунтовані прогнози свідчать про те, що найближчі 20 – 30 років доменне та киснево-конвертерне виробництво збережеться як домінуюча ланка в отриманні сталі по технологічному маршруту “доменна піч – кисневий конвертер” завдяки економічній вигідності з тепловим коефіцієнтом корисної дії до 90% і більше. Найбільш актуальним напрямком вдосконалення процесу виплавки сталі в кисневих конвертерах, в умовах найбільш поширеної у світовій практиці технології з комбінованою продувкою ванни киснем зверху через звичайну багатосоплову фурму та нейтральним перемішуючим газом (азот, аргон) через днище, є підвищення частки брухту, що переробляється, вище 25 %. Метою роботи є розробка та запропонування до впровадження в повоєнний період в умовах конвертерного цеху ПрАТ “КАМЕТ-СТАЛЬ” на 250-т конвертерах нових конструкцій паливно-кисневих фурм і енергоефективних способів для попереднього нагріву металевого брухту в порожнині конвертера, багатоцільової двоконтурної кисневої фурми, що забезпечує функції енергоефективної комбінованої продувки конвертерної ванни з допалюванням відхідних газів при подаванні зверху надзвукових і звукових кисневих і азотних струменів з одночасним вдуванням через днище агрегату нейтральних перемішуючих газів (азот, аргон) і отриманням кінцевого залізовуглецевого напівпродукту з підвищеною витратою металобрухту, а також нанесення шлакового гарнісажу на футерівку конвертера з метою подовження робочої кампанії конвертера. Розроблені та запропоновані на вибір до впровадження в повоєнний період наступні нові енергоефективні фурмені пристрої та способи ведення конвертерної плавки з підвищеною часткою брухту в металошихті: паливно-киснева фурма для нагріву брухту в конвертері при вертикальному положенні з використанням пиловугільного палива або природного газу, що обладнана головкою з 6-ма кисневими соплами Лаваля з розміщенням в кожному із них циліндричних паливних сопел та технологія нагріву брухту з подаванням ПВП або ПГ в кільцевій кисневій оболонці; конструкція обертової паливно-кисневої фурми для нагріву брухту при горизонтальному положенні конвертера, що обладнана головкою з 10-ма циліндричними соплами типу “труба в трубі”, розміщеними в 5 рядів по довжині стовбура фурми та технологія нагріву брухту з подаванням ПВП або ПГ в кільцевій кисневій оболонці; енергоефективна технологія комбінованої продувки конвертерної ванни киснем зверху і нейтральним перемішуючим газом (азот, аргон) через днище з використанням нової конструкції двоконтурної фурми, що містить дворядну 15-ти соплову головку (5 сопел Лаваля і 10 циліндричних).

Ключові слова: кисневий конвертер, паливно-киснева фурма, нагрів металевого брухту, двоконтурна киснева фурма, комбінована продувка конвертерної ванни, допалювання відхідних газів, енергоефективність плавки.

Посилання для цитування: Чернятевич А. Г. , Молчанов Л. С. Напрямки підвищення енергоефективності конвертерної плавки в умовах ПрАТ “КАМЕТ-СТАЛЬ”. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2025. Вип. 39. С. 89-134. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2025-39-06.

Перелік посилань

Шнееров Я.А., Афонин С.З., Лепорский С.В. Снижение расхода чугуна при производстве стали в действующих конвертерных цехах. Черная металургия: Бюл. ин-та “Черметинформация”. 1987. № 21. С. 2-19.
Voraberger B., Wimmer G., Salgado U.D., Wimmer E., Pastucha K., Fleischanderl A. Green LD (BOF) Steelmaking – reduced CO₂ emissions via increased scrap rate. Metals. 2022. № 12. С. 466-483. https://doi.org/10.3390/met12030466
Чернятевич А.Г., Носов К.Г., Борисов Ю.Н. Разработка и совершенствование дутьевого режима плавки при переделе низкомарганцовистого чугуна в 250-т конвертерах. Черная металургия: Бюл. ин-та “Черметинформация”. 1987. № 2. С. 47-49.
Чернятевич А.Г., Несвет В.В., Зражевский А,Д., Ситало А.А. Фурмы для 250-т конвертеров. Сталь. 1989. №2. С. 32-35.
Чернятевич А.Г., Учитель Л.М., Несвет В.В. Этапы разработок и направления совершенствования конструкций кислородных фурм в конвертерном цехе Днепровского металлургического комбината. Металл и литье Украины. 1996. № 9-10. С. 42-47.
Шнееров Я.А., Носов К.Г., Борисов Ю.Н. Комбинированная продувка метала кислородом в большегрузных конвертерах. Сталь. 1986. №1. С. 21-24.
Чернятевич А.Г., Носов К.Г., Бродский А.С. Повышение эффективности комбинированной продувки ванны 250-т конвертеров. Черная металургия: Бюл. ин-та “Черметинформация”. 1989. №7. С. 56-58.
Лапицкий В.В, Смоктий В.В., Борисов Ю.Н. Использование фурмы-горелки при выплавке стали в конвертере. Сталь. 1993. №11. С. 22-25.
Чернятевич А.Г., Баптизманский В.И., Носов К.Г. А.с. 1116072 СССР, МКИ С21 С 5/48. Многосопловая фурма для продувки металла № 3575336/22-02, заявл. 07.04.83; опубл. 30.09.84. Бюл. № 36.
Чернятевич А.Г., Шиш Ю.И., Коржавин Ю.А. А.с. 931754 СССР, МКИ С21 С 5/28. Способ передела чугуна в конвертере № 2934422/22-02, заявл. 04.06.80; опубл. 30.05.82. Бюл. № 20,
Чернятевич А.Г. Опыт разработки кислородных фурм с центральным охлаждением головок. Бюллетень “Черная металлургия”. 2017. №10. С. 72-80.
Зражевский А.Д., Смоктий В.В., Учитель Л.М. Выплавка стали в конвертерах с пониженным расходом чугуна. Сталь. 1989. №2. С. 27-29.
Старков П.А., Наливайко А.П., Школьный С.Н. Еффективность использования антрацита в 250-т конвертерах с верхней продувкой. Бюл. НТИ. Черная металургия. 1990. №. 2. С. 57-58.
Носов К.Г., Смоктий В.В., Махницкий В.А. Конвертерная плавка с предварительным подогревом лома. Сталь. 1986. №10. С.9-11.
Лапицкий В.В., Смоктий В.В., Махницкий В.А. Освоение технологии выплавки металла для производства рельсов с предварительным нагревом лома.Бюл. НТИ. Черная металургия. 1988. № 10. С. 35-36.
Чернятевич А.Г., Учитель Л.М., Гресс А.В. Совершенствование технологии предварительного подогрева лома в конвертере. Бюл. НТИ. Черная металургия. 1990. № 2. С. 58-59.
Штепа Е. Д., Ярмаль А. А., Червоненко В. М. Факельное торкретирование футеровки кислородных конвертеров. К.: Техніка, 1984. 143 с.
Чернятевич А.Г. Направления совершенствования комбинированной продувки конвертерной ванны кислородом и нейтральным газом. Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. 2014. вып. 28. С. 147–160.
Чернятевич А.Г., Молчанов Л.С., Меркулов А.Е. Разработка многоцелевых конструкций кислородных фурм и способов комбинированной продувки конвертерной ванны фурмы. Сталь. 2021. № 9. С. 14-21.
Чернятевич А.Г., Похвалітий А.А., Сігарьов Є.М. Використання пиловугільного палива для попереднього підігріву металобрухту. Збірник наукових праць Дніпровського державного технічного університету (тематичний випуск “До 95 річчя кафедри металургії ім. професора В.І. Логінова Дніпровського державного технічного університету”). Кам’янське: ДДТУ. 2024. С. 123-131.
Чернятевич А.Г., Молчанов Л.С., Сігарьов Є.М., Меркулов О.Є., Башмаков О.М., Вакульчук В.В., Похвалітий А.А., Чубін К.І. Патент на винахід 129644 Україна, МПК С21С 5/48. Багатосоплова паливно-киснева фурма для попереднього нагрівання металевого брухту в в конвертері № 2023 05906;Заявл. 07.12.2023; Опубл. 18.06.2025; Бюл. №25.

Рукопис надійшов до редакції 12.07.2025
Рекомендовано до друку 21.10.2025
Опубліковано онлайн 01.12.2025