<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">blackmet</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Izvestiya. Ferrous Metallurgy</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0368-0797</issn><issn pub-type="epub">2410-2091</issn><publisher><publisher-name>National University of Science and Technology "MISIS"</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17073/0368-0797-2018-10-755-759</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">blackmet-1470</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>METALLURGICAL TECHNOLOGIES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Изучение на физической модели кислородного конвертера характера потерь жидкости с брызгами в варианте применения низковольтных потенциалов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Study of the interrelations of blowing parameters, options of electric influence and nature of liquid spraying by physical modeling</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Семыкин</surname><given-names>С. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Semykin</surname><given-names>S. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела металлургии стали.</p><p>49050, Днепр, пл. Академика Стародубова, 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Department of Steel Metallurgy.</p><p>Dnepr</p></bio><email xlink:type="simple">isisemykin@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Голуб</surname><given-names>Т. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Golub</surname><given-names>T. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Кандидат технических наук, научный сотрудник отдела металлургии стали.</p><p>49050, Днепр, пл. Академика Стародубова, 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Cand. Sci. (Eng.), Research Associate of the Department of Steel Metallurgy.</p><p>Dnepr</p></bio><email xlink:type="simple">dove@email.ua</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Семыкина</surname><given-names>Е. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Semykina</surname><given-names>E. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Научный сотрудник отдела металлургии стали.</p><p>49050, Днепр, пл. Академика Стародубова, 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Research Associate of the Department of Steel Metallurgy.</p><p>Dnepr</p></bio><email xlink:type="simple">isisemykin@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Дудченко</surname><given-names>С. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Dudchenko</surname><given-names>S. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Научный сотрудник отдела металлургии стали.</p><p>49050, Днепр, пл. Академика Стародубова, 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Research Associate of the Department of Steel Metallurgy.</p><p>Dnepr</p></bio><email xlink:type="simple">s.dudchenko@meta.ua</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Вакульчук</surname><given-names>В. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Vakulchuk</surname><given-names>V. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Младший научный сотрудник отдела металлургии стали.</p><p>49050, Днепр, пл. Академика Стародубова, 1</p><p> </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Junior Researcher of the Department of Steel Metallurgy.</p><p>Dnepr</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт черной металлургии им. З.И. Некрасова, НАН Украины</institution><country>Украина</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Ferrous Metallurgy named after Z.I. Nekrasov, Ukrainian National Academy</institution><country>Ukraine</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>13</day><month>11</month><year>2018</year></pub-date><volume>61</volume><issue>10</issue><elocation-id> 755 -759</elocation-id><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Семыкин С.И., Голуб Т.С., Семыкина Е.В., Дудченко С.А., Вакульчук В.В., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Семыкин С.И., Голуб Т.С., Семыкина Е.В., Дудченко С.А., Вакульчук В.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Semykin S.I., Golub T.S., Semykina E.V., Dudchenko S.A., Vakulchuk V.V.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1470">https://fermet.misis.ru/jour/article/view/1470</self-uri><abstract><p>Основным и решающим фактором продувки в кислородных конвертерах является взаимодействие высокоскоростной струи кислорода с расплавленной ванной. Характер этого взаимодействия определяет гидродинамику и величину потерь металла с выносами и выбросами, исследование которых наиболее доступно с помощью холодного моделирования. В работе приведены результаты лабораторных  исследований на изготовленной в масштабе 1:30 физической модели 160-т конвертера. Изучали влияние дутьевых режимов на характер  разбрызгивания жидкости при ее продувке через фурму с пятьюсопловым наконечником на 10 горизонтах по высоте модели по трем зонам  рабочего объема модели конвертера: прифурменной, пристеночной и зоне выноса за пределы модели, что на практике соответствует интенсивности формирования гарнисажа на фурме, горловине конвертера и элементах ОКГ. Выявлено, что общее количество брызг жидкости,  выносимой за пределы модели, носит экстремальный характер в зависимости от уровня расположения фурмы с заметным снижением  количества брызг при нулевой высоте ее расположения над жидкостью, а также выше определенных значений. Установлена возможность  снижения интенсивности формирования брызг и величины потерь жидкости в пределах исследованных зон за счет применения низковольтного электрического потенциала: при отрицательной полярности в большей степени в прифурменной и в пристеночной зонах, а при  положительной полярности – за пределы модели. Выявлено, что начало практического влияния потенциала и максимальная величина «полезной» мощности, выделяемой в подфурменной зоне, определяются конкретным сочетанием значения давления перед соплом и уровнем  расположения наконечника фурмы: чем выше давление перед соплом, тем выше необходимо располагать фурму для достижения максимальных значений «полезной» мощности.Выполненные на физической модели эксперименты при продувке солевых водных растворов  газами с использованием электрических потенциалов показали возможность расширения области применения разрабатываемого метода  на процессы, не связанные с металлургией. </p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The main and decisive factor of blowing in oxygen converters  is interaction of high-speed oxygen jet with a molten bath. The features of this interaction determine hydrodynamics and level of metal  losses with slopping and spitting. Their study is most accessible with  cold modeling. The paper presents results of laboratory studies on the  physical model of a 160 ton converter manufactured at a scale of 1:30  to study the influence of blowing modes on character of liquid spraying.  It is blown through a lance with five nozzle tips at 10 horizons in model  height on three zones of working volume of converter model: area near  lance, area near the wall and out-of-model area. That in practice corresponds to intensity of formation of skull on the lance, on converter  mouth and on elements of the fume gas collecting system. It was found  that the total amount of liquid sprays carried out of the model is extreme  and depends on level of lance position, with a noticeable decrease in  the amount of sprays at zero height above the liquid, and above certain  values. The possibility of reducing of the intensity of splashing formation and the level of liquid loss within the investigated zones was  determined by applying a low-voltage electric potential: with negative  polarity in the area near the lance and near the walls, and with positive  polarity – out of the model.  It was revealed that beginning of practical  influence of the potential and the maximum value of “useful” power  allocated in the sublance zone is determined by specific combination of  pressure before the nozzle and the level of tip of the lance: the higher  the pressure in front of the nozzle is, the higher lance position is needed  to reach maximum values of “useful” power. The experiments, conducted on physical model during blowing of saline solutions with gases  at using of electric potentials, have shown possibility of extending the  scope of developed method to processes not related to metallurgy.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>физическое моделирование</kwd><kwd> продувка жидкой среды</kwd><kwd> пятисопловая фурма</kwd><kwd> электрический потенциал</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>physical modeling</kwd><kwd> blowing of liquid bath</kwd><kwd> five nozzle lance</kwd><kwd>  electric potential</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Харахулах В.С., Лесовой В.В., Мельник В.М. Состояние сталеплавильного производства на предприятиях объединения «Металлургпром» и перспектива его развития до 2015 года // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2010. № 7. С. 4 – 9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kharakhulakh V.S., Lesovoi V.V., Mel’nik V.M. Condition of steelsmelting production at the enterprises of “Metallurgprom” and prospects of its development till 2015. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost’. 2010, no. 7, pp. 4–9. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Охотский В.Б. Гидродинамическая модель конвертера // Изв. вуз. Черная металлургия. 1996. № 3. С. 10 – 14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Okhotskii V.B. Hydrodynamic model of BOF. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy.  1996,  no.  3, pp. 10–14. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернятевич А.Г., Шишов Б.И. Некоторые вопросы распространения кислородных струй в рабочем пространстве конвертера // Изв. вуз. Черная металлургия. 1981. № 1. С. 28, 29.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernyatevich A.G., Shishov B.I. Distribution of oxygen streams  in working space of BOF. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 1981, no. 1, pp. 28, 29. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чернятевич А.Г., Зарвин Е.Я., Волович М.И. Наблюдение через прозрачную стенку за поведением конвертерной ванны при продувке // Изв. вуз. Черная металлургия. 1975. № 2. С. 37 – 42.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chernyatevich  A.G.,  Zarvin  E.Ya.,  Volovich  M.I.  Observation  through the transparent wall over the behavior of converter bath during blowing. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 1975, no. 2, pp. 37–42. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Явойский А.В., Тарановский Г.А. Исследование, разработка и применение газовых потоков в конвертерных процессах производства сталей. – В кн.: Проблемы теории и практики сталеплавильного производства. – М .: Металлургия, 1991. С. 126 – 148.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yavoiskii A.V., Taranovskii G.А. Research, development and application of gas streams in converter processes of steel production. In:  Problemy teorii i praktiki staleplavil’nogo proizvodstva [Problems  of the theory and practice of steel production]. Moscow: Metallurgiya, 1991, pp. 126–148. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Меджибожский М.Я. Основы термодинамики и кинетики сталеплавильных процессов. – Киев: Вища школа, 1979. – 277 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Medzhibozhskii  M.Ya.  Osnovy termodinamiki i kinetiki staleplavil’nykh protsessov [Fundamentals of thermodynamics and kinetics of steel-smelting processes]. Kiev: Vishcha shkola, 1979,  277  p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Баптизманский В.И. Теория кислородно-конвертерного процесса. – М.: Металлургия, 1975. – 376 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Baptizmanskii V.I. Teoriya kislorodno­konverternogo protsessa [Theory of BOF process]. Moscow: Metallurgiya, 1975, 376 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Технология производства стали в современных конвертерных цехах / С.В. Колпаков, Р.В. Старов, В.В. Смоктий, В.И. Лебедев и др. – М.: Машиностроение, 1991. – 464 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kolpakov S.V., Starov R.V., Smoktii V.V., Lebedev V.I. etc. Tekhnologiya proizvodstva stali v sovremennykh konverternykh tsekhakh [Technology of steel production in modern converter shops]. Moscow: Mashinostroenie, 1991, 464 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Охотский В.Б., Козаченко Д.А. Выход годного в сталеплавильных процессах. Конвертерное производство // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2006. № 2. С. 17 – 19.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Okhotskii V.B., Kozachenko D.A. Metal yield in steel smelting process. BOF. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost’.  2006, no. 2, pp. 17–19. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Охотский В.Б. Выбросы в конвертерных процессах // Металл и литье Украины. 2013. № 3. С. 26 – 32.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Okhotskii V.B. Emissions at converter processes. Metall i lit’e Ukrainy. 2013, no. 3, pp. 26–32. </mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Семыкин С.И., Поляков В.Ф., Борисов Ю.Н. и др. Применение электрической энергии малой мощности при выплавке стали в конвертерах: Труды первого съезда металлургов, Моск ва, 12 – 15 ноября 1992 г. – М.: Черметинформация, 1993. С. 55 – 57.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Semykin S.I., Polyakov V.F., Borisov Yu.N. etc. Application of low  power electric energy at steel smelting in converters. In: Trudy pervogo s”ezda metallurgov, Moskva, 12 – 15 noyabrya, 1992 [Proc.  of the 1st Congress of Metallurgists, Moscow, November 12–15,  1992]. Moscow: Chermetinformatsiya, 1993, pp. 55–57. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Martin M., Rendueles M., Diaz M. Hydrodynamics and mass trans fer in steel converters using cold models // Proceedings 5th European Oxygen Steelmaking Conference. 26–28 June 2006, Aachen, Germany. – Dusseldorf: Verlag Stahleisen GmbH, 2006. P. 577 – 580.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Martin M., Rendueles M., Diaz M. Hydrodynamics and mass transfer in steel converters using cold models. In: Proceedings 5th European Oxygen Steelmaking Conference. 26­28 June 2006, Aachen, Germany. Dusseldorf: Verlag Stahleisen GmbH, 2006, pp. 577–580.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Martin M., Diaz M. Gas-liquid and gas-liquid-liquid reactors with top and bottom blowing: I. Fluid dynamic regimes // Chemical Engineering Communications. 2002. Vol. 189. Iss. 4. P. 543 – 570.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Martin M., Diaz M. Gas-liquid and gas-liquid-liquid reactors with  top and bottom blowing: I. Fluid dynamic regimes. Chemical Engineering Communications. 2002, vol. 189, Iss. 4, pp. 543–570.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mats Brämming, Bo Björkman. Avoiding Sloppy BOS Process Behavior / Mats Brämming and Bo Björkman // Iron &amp; Steel Technology. 2010. Vol. 7. No. 11. Р. 66 – 75.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mats Brämming, Bo Björkman. Avoiding sloppy BOS process behavior. Iron &amp; Steel Technology. 2010, vol. 7, no. 11, pp. 66–75. </mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Brahma Deo, Aart Overbosch, Bert Snoeijer etc. Control of Slag Formation, Foaming, Slopping, and Chaos in BOF // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2013. Vol. 66. Iss. 5. Р. 543 – 554.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Brahma Deo, Aart Overbosch, Bert Snoeijer etc. Control of slag formation, foaming, slopping, and chaos in BOF. Transactions of the Indian Institute of Metals. 2013, vol. 66, Iss. 5, pp. 543–554.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Степанов В.П. Межфазные явления в ионных солевых расплавах. – Екатеринбург: Наука, 1993. – 316 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stepanov V.P. Mezfaznye yavleniya v ionnykh solevykh rasplavakh [Interphase phenomenon at ionic soline melts]. Ekaterinburg: Nauka, 1993, 316 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Степанов Е.М., Дьячков Б.Г. Ионизация в пламени и электрическое поле. – М .: Металлургия, 1968. – 312 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stepanov E.M., D′yachkov B.G. Ionizatsiya v plameni i elektricheskoe pole [Ionization in flame and electrical field]. Мoscow: Metallurgiya, 1968, 312 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ванюков А.В., Кириллин И.И., Зайцев В.Я. Двойной электрический слой на границе раздела металлургических расплавов // Цветные металлы. 1970. № 3. C. 22 – 26.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vanyukov A.V., Kirillin I.I., Zaitsev V.Ya. Double electric layer at  the interface of metallurgical melts. Tsvetnye metally. 1970, no. 3,  pp. 22–26. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шаров А.Ф., Степанов В.П. Зависимость между плотностью заряда и скачком потенциала на границе раздела жидких металлов с расплавленными солями: Труды института электрохимии УНЦ АН СССР. 1974. № 21. C. 39 – 43.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sharov A.F., Stepanov V.P. Dependence between the charge density  and the leap of potential at the interface between liquid metals and  molten salts. Trudy instituta elektrokhimii AN SSSR. 1974, no. 21,  pp. 39–43. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Семыкин С.И. Исследования в 1,5-т конвертере характера окисления примесей чугуна при подведении к сталеплавильной ванне низковольтного потенциала // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. 2005. Вып. 11. С. 96 – 105.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Semykin S.I. Research in 1,5 – t converter of oxidation character of  hot metal impurities at imposition of low voltage to the steel smelting bath. Fundamental’nye i prikladnye problemy chernoi metallurgii. 2005, no. 11, pp. 96–105. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
