Максим Кимович Шакиров, к.т.н., доцент кафедры автоматизации и информационных систем
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Maksim K. Shakirov, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of Chair of Automation and Information Systems
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kusbass, 654007, Russian Federation
Евгений Валентинович Протопопов, д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов и химической технологии
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Evgenii V. Protopopov, Dr. Sci. (Eng.), Prof. of the Chair of Ferrous Metallurgy and Chemical Technology
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kusbass, 654007, Russian Federation
Евгений Борисович Турчанинов, к.т.н., доцент кафедры автоматизации и информационных систем
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Evgenii B. Turchaninov, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of Chair of Automation and Information Systems
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kusbass, 654007, Russian Federation
Евгений Анатольевич Беленецкий, магистрант кафедры металлургии черных металлов и химической технологии
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Evgenii A. Belenetskii, MA Student of the Chair of Ferrous Metallurgy and Chemical Technology
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kusbass, 654007, Russian Federation
Сергей Сергеевич Фатьянов, магистрант кафедры металлургии черных металлов и химической технологии
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Sergei S. Fat’yanov, MA Student of the Chair of Ferrous Metallurgy and Chemical Technology
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kusbass, 654007, Russian Federation
На практике для описания кислородно-конвертерного процесса широко используются так называемые статические модели, описывающие изменения выходных параметров на основе информации о входных параметрах для каждого отдельного цикла производства (плавки). Дополнительно используемые модели заключительного периода позволяют обеспечить более точное попадание в заданные пределы по температуре и содержанию углерода в металле. При этом в качестве исходной используется информация о результатах промежуточного замера параметров металла фурмой-зондом, который проводится в период расхода 80 – 95 % общего кислорода на плавку. Для описания поведения объекта по ходу процесса от начала и до конца производственного цикла необходимо построение модели, основанной на закономерностях взаимодействия фаз в открытой системе (кислородном конвертере). В настоящей работе предпринята попытка построения такой модели с использованием концепции стационарного неравновесного состояния и результатов физического и математического моделирования системы при изменении величины площади контакта двух несмешивающихся жидкостей при воздействии на них струи газа. При формировании модели исходили из наличия в расплаве двух основных реакционных зон окисления компонентов, которые в соответствии с современными представлениями определяют механизм процессов и гидродинамику расплава при продувке конвертерной ванны. Для каждой выделенной зоны в значительной степени характеристики массопереноса в различные периоды операции в зависимости от текущих параметров взаимодействующих фаз определяют скорости химических реакций. Результаты проверки адекватности модели с использованием практических данных позволяют заключить, что модель может быть использована для исследования процесса продувки в кислородном конвертере.
In practice, so-called static models are widely used to show the oxygen converter process, describing changes in output parameters based on information about input parameters for each individual production cycle (heat). Additionally, the models used in the final period make it possible to ensure a more accurate hit within the specified limits in terms of temperature and carbon content in the metal. In this case, information on the results of intermediate measurement of metal parameters by a probe tuyere, which is carried out during the consumption of 80 – 95 % of the total oxygen consumption for heat, is used as the initial information. To describe the behavior of an object during the process from the beginning to the end of the production cycle, it is necessary to build a model based on the patterns of phase interaction in an open system (oxygen converter – BOF). In this paper, an attempt is made to construct such a model using the concept of a stationary nonequilibrium state and the results of physical and mathematical modeling of the system when the contact area of two non-miscible liquids changes when exposed to a gas jet. When forming the model, we proceeded from the presence in the melt of two main reaction zones of oxidation of components, which, according to modern concepts, determine the mechanism of processes and hydrodynamics of the melt during blowing of the converter bath. For each selected zone, to a large extent, the characteristics of mass transfer during different periods of the operation, depending on the current parameters of the interacting phases, determine the rates of chemical reactions. The results of checking the adequacy of the model using practical data allow us to conclude that the model can be used to study the blowing process in a BOF.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.