соискатель степени к.т.н. кафедры металлургии черных металлов,
654007, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42
Candidates for a degree of Сand. Sci. (Eng.) of the Chair of Ferrous Metallurgy,
Novokuznetsk
д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов,
654007, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Ferrous Metallurgy,
Novokuznetsk
к.т.н., доцент, заведующий кафедрой металлургии черных металлов,
654007, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42
Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Head of the Chair of Ferrous Metallurgy,
Novokuznetsk
д.т.н., профессор кафедры теплоэнергетики и экологии,
654007, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42
Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Thermal Power and Ecology”,
Novokuznetsk
д.т.н., профессор-консультант кафедры цветных металлов и химической технологии,
654007, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42
Dr. Sci. (Eng.), Professor-Consultant of the Chair “Non-ferrous Metallurgy and Chemical Engineering”,
Novokuznetsk
Выполнен термодинамический анализ физико-химических процессов, протекающих в ванне конвертера при использовании газокислородных горелок для интенсивного нагрева ванны. В рабочем пространстве агрегата при взаимодействии факелов горения с конвертерной ванной подаваемые через горелки кислород и природный газ, а также подаваемый через фурму кислород взаимодействуют в барботируемой шлакометаллической эмульсии, в результате чего окисляются железо и примеси. Установлено, что использование факельных горелок изменяет состав газовой фазы, в которой кроме O2 , CO, CO2 присутствуют H2 и H2O, наличие которых изменяет окислительную способность газовой фазы. Присутствие твердого углерода (например, пылеугольного топлива) в факеле горелки может контролировать и интенсифицировать процесс горения, причем наиболее эффективен процесс горения при окислении углерода до СО при коэффициенте избытка кислорода менее 1,0. При окислении углерода расплава при изменении активности углерода в зависимости от его концентрации в расплаве и температуры изменяются и условия окисления углерода. В качестве универсальной характеристики описания равновесия в системе Me – O – C предложено использовать парциальное давление кислорода PO2 , а также сопутствующие характеристики PCO /PCO2 и PH2 /PH2O . Определено, что окисление железа может осуществляться кислородом и в незначительной степени диоксидом углерода, в то время как водяной пар при температурах 1600 – 2000 К железо практически не окисляет. Окисление растворенного в металле углерода осуществляется достаточно эффективно кислородом и диоксидом углерода до концентрации менее 0,1 % С. Пар воды является очень плохим окислителем углерода, слабым окислителем марганца и кремния. С повышением температуры интенсивность окисления растворенного в металле углерода кислородом возрастает, марганца и кремния – понижается. Переокисленный шлак с высоким содержанием оксида FeO при температурах выше 1800 К может служить окислителем кремния (до Si < 2 %), марганца (Mn < 1 %), углерода (С < 1,5 %).
A thermodynamic analysis of the physicochemical processes taking place in the converter bath using gas-oxygen burners for intensive bath heating was performed. In the working space of the unit, when the combustion flanks interact with the converter bath, the oxygen supplied by the burners and the natural gas, as well as the oxygen supplied through the tuyere, react in a bubbling slag and metallic emulsion, as a result of which iron and impurities are oxidized. It is established that the use of flank burners changes the composition of the gas phase in which in H2 and H2O, changing the oxidizing ability of the gas phase, are found in addition to O2 , CO, CO2 . The presence of solid carbon (for example, pulverized coal fuel) in the flank burner can control and intensify the burning process. The burning process is the most efficient in the oxidation of carbon to CO with the excess oxygen factor less than 1.0. During melt carbon oxidation at a change in the carbon activity depending on its concentration in the melt and temperature, the oxidation conditions of carbon also change. As a universal characteristic of the description of Me – O – C system equilibrium it is proposed to use the oxygen partial pressure PO2 , as well as the accompanying characteristics PCO /PCO2 and PH2 /PH2O . It is determined that the oxidation of iron can be carried out by oxygen to insignificant degree with carbon dioxide, while water vapor at temperatures of 1600 – 2000 K practically does not oxidize iron. Oxidation of carbon dissolved in the metal is carried out quite efficiently with oxygen and carbon dioxide to the concentration less than 0.1 %. The water vapor is a very poor carbon oxidant, a weak oxidant of manganese and silicon. The intensity of oxidation of oxygen dissolved in the metal of carbon increases with the increase of temperature, of silicon and manganese – decreases. The reoxidized slag with a high content of FeO oxide at temperatures above 1800 K can serve as an oxidizer for: silicon (up to Si < 2 %), manganese (Mn < 1 %), carbon (C < 1.5 %).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.