blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-12-896-900blackmet-760Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ВИХРЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ФУТЕРОВКУ КОНВЕРТЕРОВ. СООБЩЕНИЕ 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ ДВИЖЕНИЯ КАПЕЛЬ ШЛАКАAPPLICATION OF VORTEX TECHNOLOGIES OF REFRACTORY COATING FORMATION FOR CONVERTER LINING. REPORT 2. FEATURES AND MOVEMENT PARAMETERS OF SLAG DROPSКалиногорскийА. Н.KalinogorskiiA. N.

аспирант кафедры металлургии черных металлов,

654007, г. Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42

Postgraduate of the Chair of Ferrous Metallurgy,

42, Kirova str., Novokuznetsk, Kemerovo Region, 654007

ПротопоповЕ. В.ProtopopovE. V.

д.т.н., профессор, ректор,

654007, г. Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42

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

42, Kirova str., Novokuznetsk, Kemerovo Region, 654007

protopopov@sibsiu.ruЧернятевичА. Г.ChernyatevichA. G.

д.т.н., профессор, заведующий отделом физико-технических проблем металлургии стали,

49050, г. Днепропетровск, пл. академика Стародубова, 1

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Physical and Technical Problems in Steel Metallurgy,

1, Ak. Starodubova sqr., Dnepropetrovsk, 49050

ФейлерС. В.FeilerS. V.

к.т.н., доцент, заведующий кафедрой металлургии черных металлов,

654007, г. Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor, Head of the Chair of Ferrous Metallurgy,

42, Kirova str., Novokuznetsk, Kemerovo Region, 654007

БагрянцевВ. И.BagryantsevV. I.

к.т.н., заведующий экспериментальной лабораторией автоматизированных энергогенерирующих технологий,

654007, г. Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42

Cand. Sci. (Eng.), Head of the Experimental Laboratory of Automated Energy Generating Technologies,

42, Kirova str., Novokuznetsk, Kemerovo Region, 654007

Сибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian FederationИнститут черной металлургии им. З.И. Некрасова НАН УкраиныУкраинаInstitute of Ferrous Metallurgy named after Nekrasov Z.I., Ukrainian National AcademyUkraine2015210120165812896900Copyright © Калиногорский А.Н., Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Фейлер С.В., Багрянцев В.И., 20162016Калиногорский А.Н., Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Фейлер С.В., Багрянцев В.И.Kalinogorskii A.N., Protopopov E.V., Chernyatevich A.G., Feiler S.V., Bagryantsev V.I.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/760

Выполнено исследование особенностей применения вихревых газовых струй для повышения эффективности нанесения огнеупорных покрытий на футеровку конвертеров. С использованием численного моделирования рассмотрена аэродинамическая картина в рабочем пространстве агрегата и особенности движения капель конвертерного шлака при подаче нейтрального газа через специальную фурму с элементами вихревого аппарата. Уточнены закономерности движения капель шлака различного размера к футеровке конвертера, определена зависимость между параметрами движения капель шлака и характеристиками вихревой струи. Установлено, что траектория движения капель шлака независимо от их размера определяется в основном степенью закрутки вихревой струи. Показана принципиальная возможность повышения технологической гибкости процесса нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертеров при использовании вихревых газовых струй.

The paper is devoted to the research of application of vortex technologies of the gas jets to increase the efficiency of fire-resistant coatings on the converter lining. Using numerical simulation, the authors considered the aerodynamic pattern in the working space of the unit and the features of the converter slag drop motion when supplying neutral gas through a special lance with the elements of the vortex device. The laws of slag drop motions of different size to the converter lining have been refined, as well as the dependence among the parameters of slag drop movement and the characteristics of the vortex jet has been defined. It has been established that the trajectory of the slag drops, regardless of their size is mainly determined by the degree of twist of the vortex jet. The article also shows the principal possibility of increasing the technological flexibility of the slag skull application process on the lining converter when using vortex gas jets.

конвертервихревая струяаэродинамикашлакраздувкаразмер капельтраекторияогнеупорное покрытиеconvertervortex jetaerodynamicsslagblowingdrop dimensiontrajectoryrefractory coatСибГИУ, Минобрнауки РоссииReferencesСоколов В.В., Протопопов Е.В., Шакиров К.М. Анализ оптимальных параметров дутьевого режима операции нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертера // Изв. вуз. Черная металлургия. 2004. № 6. С. 18 – 21.Sokolov V.V., Protopopov E.V., Shakirov K.M. Analysis of optimal parameters of a blow mode when coating of slag scull on a converter lining. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallyrgy. 2004, no. 6, pp. 18–21. (In Russ.).Kumar D.S., Prasad G., Vishwanath S.C., Ghorui P.K., Mazumdar D., Ranjan M., Lal P.N. Converter life enhancement through optimization of operating practices // Iron and Steelmaker. 2007. № 6. Р. 521 – 528.Kumar D. S., Prasad G., Vishwanath S. C., Ghorui P. K., Mazumdar D., Ranjan M., Lal P. N. Converter life enhancement through optimization of operating practices. Iron and Steelmaker. 2007, no. 6, pp. 521–528.Шеремет В.А., Кекух А.В., Трощий С.В., Стовпченко А.П., Бродский А.С., Павлюченков О.И. Опыт эксплуатации и комплексная технология ухода за футеровкой конвертера // Новые огнеупоры. 2006. № 1. С. 4 – 7.Sheremet V.A., Kekukh A.V., Troshchii S.V., Stovpchenko A.P., Brodskii A.S., Pavlyuchenkov O.I. Operating experience and complex technology maintenance of a converter lining. Novye ogneupory. 2006, no. 1, pp. 4–7. (In Russ.).Stone R.P., Neith D., Коеstеr S., Patterson D., Branion R. Further process improvements at Severstal Sparrows Point via new technology implementation // AIS Tech 2009 Proceedings. 2009. № 1. Р. 737 – 747.Stone R.P., Neith D., Коеstеr S., Patterson D., Branion R. Further process improvements at Severstal Sparrows Point via new technology implementation. AIS Tech 2009 Proceedings. 2009, no. 1, pp. 737–747.Бойченко Б.М., Охотский В.Б., Харлашин П.С. Конвертерное производство стали: теория, технология, качество стали, конст рукция агрегатов, рециркуляция материалов и экология. – Днепропетровск: РВА «Дніпро – ВАЛ», 2006. – 454 с.Boichenko B.M., Okhotskii V.B., Kharlashin P.S. Konverternoe proizvodstvo stali: teoriya, tekhnologiya, kachestvo stali, konstruktsiya agregatov, retsirkulyatsiya materialov i ekologiya [Converter steel production: theory, technology, steel quality, unit construction, material recirculation and ecology]. Dnepropetrovsk: RVA “Dnіpro – VAL”, 2006, 454 p. (In Russ.).Калиногорский А.Н., Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Фейлер С.В., Багрянцев В.И. Исследование особенностей применения вихревых технологий для нанесения огнеупорных покрытий на футеровку конвертеров. Сообщение 1. Особенности дробления жидкого шлака при раздувке вихревой фурмой // Изв. вуз. Черная металлургия. 2015. № 10. С. 756 – 760.Kalinogorskii A.N., Protopopov E.V., Chernyatevich A.G., Feiler S.V., Bagryantsev V.I. Application of vortex technologies of refractory coating formation for converter lining. Report 1. Features of liquid slag crushing at blowing by vortex tuyere. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallyrgy. 2015, no. 10, pp. 756–760. (In Russ.).Степанова А.А., Захаров И.М., Чигасов Д.Н., Шатохин И.М. // Результаты опробования продувки металла в 370-т кислородном конвертере семисопловой фурмой с центральным соплом // Черная металлургия. Бюллетень НТИ. 2007. № 1. С. 20 – 22.Stepanova A.A., Zakharov I.M., Chigasov D.N., Shatokhin I.M. Testing data of metal blowing in a 370-tonne oxygen converter with a seven-nozzle lance with a central nozzle. Chernaya metallurgiya: Byul. NTI. 2007, no. 1, pp. 20–22. (In Russ.).Пентайков С.П. Современная конструкция фурменной головки и рациональные технологические режимы ее использования // Черная металлургия. Бюллетень НТИ. 2001. № 10. С. 30 – 33.Pentaikov S.P. Modern construction of a tuyere end and rational technological modes of its usage. Chernaya metallurgiya: Byul. NTI. 2001, no. 10, pp. 30–33. (In Russ.).Харлашин П.С., Ковура А.Б., Куземко Р.Д. Модель расчета термодинамических параметров струи в конвертере // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2010. № 7. С. 97 – 100.Kharlashin P.S., Kovura A.B., Kuzemko R.D. Calculation model of thermodynamic parameters of a jet in a converter. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost’. 2010, no. 7, pp. 97–100. (In Russ.).Соколов В.В., Протопопов Е.В., Шакиров К.М. Аналитические исследования процессов нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертеров. Теория подобия // Изв. вуз. Черная металлургия. 2004. № 6. С. 12 – 15.Sokolov V.V., Protopopov E.V., Shakirov K.M. Analytical research of the processes of slag skull application on Converter lining. The theory of similarity. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2004, no. 6, pp. 12–15. (In Russ.).Тахаутдинов Р.С., Буданов Б.А., Столяров А.М. Исследование процесса нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертера // Изв. вуз. Черная металлургия. 2001. № 8. С. 26 – 28.Takhautdinov R.S., Budanov B.A., Stolyarov A.M. Research of the process of slag scull coating on a converter lining. Izvestiya VUZov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2001, no. 8, pp. 26–28. (In Russ.).Гольдштик М.А. Вихревые потоки. – Новосибирск: Наука, 1981. – 367 с.Gol’dshtik M.A. Vikhrevye potoki [Vortex fl ow]. Novosibirsk: Nauka, 1981, 367 p. (In Russ.).Гупта А., Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки. – М.: Мир, 1987. – 588 с.Gupta A.K., Lilley D.G., Syred N. Swirl fl ows. Abacus Press, England, 1984, 475 p. (Russ.ed.: Gupta A., Lilley D., Syred N. Zakruchennye potoki. Moscow: Mir, 1987, 588 p.).Кутателадзе С.С., Волчков Э.П., Терехов В.И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках. – Новосибирск: АН СССР, 1987. – 282 с.Kutateladze S.S., Volchkov E.P., Terekhov V.I. Aerodinamika i teplomassoobmen v ogranichennykh vikhrevykh potokakh [Aerodynamics and heat-mass exchange in limited vortex fl ows]. Novosibirsk: AN SSSR, 1987, 282 p. (In Russ.).Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. – Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1987. – 301 с.Kutateladze S.S., Nakoryakov V.E. Teplomassoobmen i volny v gazozhidkostnykh sistemakh [Heat-mass exchange and waves in gas-liquid systems]. Novosibirsk: Nauka. Sibirskoe otdelenie, 1987, 301 p. (In Russ.).

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