blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-2-95-99blackmet-141Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESМОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ШЛАКА К СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУЕ ПРИ ЕГО РАЗДУВЕ В ПОЛОСТИ КОНВЕРТЕРАSIMULATION OF SLAG ATTACHMENT TO SUPERSONIC JET AT ITS BLOWING IN CAVITY OF CONVERTERХарлашинП. С.KharlashinP. S.

д.т.н., профессор, заведующий кафедрой металлургии стали

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Chair “Steel Metallurgy”

КуземкоР. Д.KuzemkoR. D.

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair of Thermophysics and Thermal Power of Metallurgi-cal Production

ПротопоповЕ. В.ProtopopovE. V.

д.т.н., профессор, ректор

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Rector

ФейлерС. В.FeilerS. V.

к.т.н., доцент кафедры металлургии черных металлов

feyler@rdtc.ruХаринА. К.KharinA. K.

начальник теплотехнической лаборатории

Head of Heat Engineering Laboratory

Приазовский государственный технический университетУкраинаAzov State Technical UniversityUkraineСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian FederationПГруппа «Метинвест», ПАО «Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича»УкраинаPGroup “Metinvest”, PJSC “Ilyich iron and steel works in Mariupol”Ukraine2015230320155829599Copyright © Харлашин П.С., Куземко Р.Д., Протопопов Е.В., Фейлер С.В., Харин А.К., 20152015Харлашин П.С., Куземко Р.Д., Протопопов Е.В., Фейлер С.В., Харин А.К.Kharlashin P.S., Kuzemko R.D., Protopopov E.V., Feiler S.V., Kharin A.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/141

Представлен метод расчета основных параметров газовой струи (среднемассовой температуры и мощности) на определенном удалении от среза сопла при реализации технологии раздувки шлакового расплава на огнеупорную футеровку конвертера. Разработана математическая модель и выполнен расчет параметров течения сверхзвуковой нерасчетной струи с учетом присоединения в рабочем объеме конвертера емкостью 350 т не только газа, но и частиц шлака. Получены среднемассовые значения температуры и скорости по длине газовой струи. Установлено влияние присоединенной массы шлака на присоединенную массу газа, температуру газовой струи и ее скорость с учетом изменений расхода азота через сопло и относительной температуры в рабочем пространстве конвертера. Анализ результатов численных расчетов показал, что эжектирование шлака существенно изменяет картину взаимодействия трехкомпонентной сверхзвуковой нерасчетной струи с расплавом, при этом даже незначительное присоединение шлака к газовому потоку способствует заметному уменьшению скорости распространения струи

This paper presents a method for calculating the basic parameters of the gas jet (average temperature and power) at a certain distance from the nozzle exit in the technology implementation of blowing molten slag on the refractory lining of the converter. The mathematical model has been worked out and the fl ow parameters of the supersonic noncalculated jet, considering joining in the working volume of 350-t converter not only gas but also slag particles, have been calculated. Average weight values of temperature and velocity over the length of the gas jet have been obtained. The effect of the added slag mass on the added mass of gas, the temperature of the gas jet and its rate subject to the changes in the fl ow of nitrogen through the nozzle and the relative temperature in the working space of the converter has been established. The analysis of the results of numerical calculations has showed that the slag ejection changes signifi cantly the picture of the interaction of ternary supersonic noncalculated jet with the melt, at the same time even a slight attachment of slag to the gas fl ow promotes noticeable decrease of the propagation velocity of the jet.

supersonic jetslag attachmentvelocitycavity of converterReferencesKim D.-S, Cho J.-W., Chung C.-Y. The Application Technique of the Converter Lining in Kwangyang Steelworks. – In book “1st European Oxygen Steelmaking Congress”. 1984. P. 226 – 231.Kim D.-S, Cho J.-W., Chung C.-Y. The Application Technique of the Converter Lining in Kwangyang Steelworks. In: 1st European Oxygen Steelmaking Congress. 1984, pp. 226–231.Чигведу Ч., Кемпкен Й. // Черные металлы. 2006. № 7 – 8. С. 62 – 68.Chigvedu Ch., Kempken I. Technology of slag spraying to reduce intensity of guniting and lower refractory material development cost. Chernye metally. 2006, no. 7–8, pp. 62–68. (In Russ.).Messina C.J., Paules J.R. The Worldwide Status of BOF Slag Splashing Practices and Performance. – Steelmaking Conference Proceedings, Pittsburgh, PA, 1996. P. 153 – 155.Messina C.J., Paules J.R. The Worldwide Status of BOF Slag Splashing Practices and Performance. Steelmaking Conference Proceedings, Pittsburgh, PA, 1996, pp. 153–155.Нугуманов Р.Ф., Протопопов Е.В., Галиуллин Т.Р. и др. // Изв. вуз. Черная металлургия. 2006. № 12. С. 7 – 12.Nugumanov R.F., Protopopov E.V., Galiullin T.R., Chernyatevich A.G., Chubina E.A. New approach to technological development of slag skull application on the converter lining. IzvestiyaVUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya – Ferrous metallurgy. 2006, no. 12, pp. 7–12. (In Russ.).Mills K.C., Su Y., Fox A.B. etc. // ISIJ International. 2005. № 45. P. 619 – 633.Mills K.C., Su Y., Fox A.B., Li Z., Thackray R.P., Tsai H.T. A Review of Slag Splashing. ISIJ International. 2005, no. 45, pp. 619–633.Бойченко Б.М., Пищида В.И., Низяев К.Г. // Новые огнеупоры. 2005. №1. С. 29 – 31.Boichenko B.M., Pishchida V.I., Nizyaev K.G. Service of periclasecarbon refractory in a slag converter ring. Novye ogneupory. 2005, no. 1, pp. 29–31. (In Russ.).Goodson K.M., Donaghy N., Russell R.O. // Iron and Steelmaker. 1995. № 22. P. 31 – 34.Goodson K.M., Donaghy N., Russell R.O. Furnace Refractory Maintenance and Slag Splashing. Iron and Steelmaker. 1995, no. 22, pp. 31–34.Харлашин П.С., Ковура А.Б., Куземко Р.Д. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2010. № 7. С. 97 – 100.Kharlashin P.S., Kovura A.B., Kuzemko R.D. Thermal-gas-dynamic parameter evaluation model of jets in a converter. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost’. 2010, no. 7, pp. 97–100. (In Russ.).Nguyen A., Evans G. // Applied Mathematical Modelling. 2003. № 30. P. 1472 – 1484.Nguyen A., Evans G. Computational Fluid Dynamics Modelling of Gas Jets Impinging onto Liquid Pools. Applied Mathematical Modelling. 2003, no. 30, pp. 1472–1484.Дьяченко В.Ф., Захаров И.М., Овсянников В.Г. и др. // Сталь. 2007. № 2. С. 51 – 53.D’yachenko V.F., Zakharov I.M., Ovsyannikov V.G., Prishchepova T.K., Voronina O.B. Converter linings that last for more than 5000 melts. Steel in Translation. 2007, vol. 37, no. 2, pp. 146–148.Шеремет В.А., Кекух А.В., Трещий С.В. и др. // Новые огнеупоры. 2006. № 1. С. 4 – 7.Sheremet V.A., Kekukh A.V., Treshchii S.V., Stovpchenko A.P., Brodskii A.S., Pavlyuchenkov O.I. Operating experience and complex technologies of converter lining handling. Novye ogneupory. 2006, no. 1, pp. 4–7. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.