Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ФАКЕЛОВ ГОРЕНИЯ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ РАСПЛАВА В АГРЕГАТАХ КОНВЕРТЕРНОГО ТИПА. СООБЩЕНИЕ 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФАКЕЛА ГОРЕНИЯ С МЕТАЛЛОМ И ШЛАКОМ В КОНВЕРТЕРНОЙ ВАННЕ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-10-811-819

Полный текст:

Аннотация

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 %).

Об авторах

В. В. Солоненко
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

соискатель степени к.т.н. кафедры металлургии черных металлов,

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



Е. В. Протопопов
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.т.н., профессор кафедры металлургии черных металлов,

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



С. В. Фейлер
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

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

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



М. В. Темлянцев
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.т.н., профессор кафедры теплоэнергетики и экологии,

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



Н. Ф. Якушевич
Сибирский государственный индустриальный университет
Россия

д.т.н., профессор-консультант кафедры цветных металлов и химической технологии,

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



Список литературы

1. Солоненко В.В., Протопопов Е.В., Фейлер С.В., Якушевич Н.Ф. Термодинамическое обоснование возможности использования высокотемпературных факелов горения для окисления примесей расплава в агрегатах конвертерного типа. Сообщение 1. Термодинамический анализ процессов, протекающих в факеле горения при использовании природного газа // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 7. С. 556 – 564.

2. А.с. 1560566 СССР. Боковая фурма для подогрева лома и дожигания отходящих газов в полости конвертера / А.Г. Чернятевич, Р.С. Айзатулов, Г.С. Гальперин, А.В. Гресс, Е.В. Протопопов, Л.А. Ганзер, Н.Р. Золотухин; заявл. 03.03.1988; опубл. 30.04.1990. Бюл. № 16.

3. Тулин Н.А., Морозов А.Н., Кравцов Н.Ф., Марков Б.Л., Кирсанов А.А. Работа 130-тонных конвертеров с нагревом лома газокислородными горелками // Сталь. 1974. № 5. С. 402, 403.

4. Patent US3479178 A. Method of preheating and charging scrap to a BOF / James J. Bowden. 24.05.1966.

5. Нугуманов Р.Ф., Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. Перспективные технологии предварительного подогрева лома в полости конвертера // Изв. вуз. Черная металлургия. 2009. № 2. С. 63 – 66.

6. Heikki J. Experiences in Phsicochemical Modelling of Oxygen Converter Process (BOF), Shon International SymposiumAdvanced Processing of Metals and Materials – Thermo and Physicochemical Principles // Iron and Steel Making. 2006. Vol. 2. P. 541 – 554.

7. Trentini B. Scrap consumption in the oxygen converter // Steel Times. 1985. No. 12. Р. 608 – 610.

8. Протопопов Е.В., Лаврик А.Н., Ганзер Л.А. Математическая модель гидродинамики и переноса газа в газошлаковой и газометаллической фазах в конвертере при комбинированной продувке // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. 2001. № 10. С. 45 – 54.

9. Kubisek K., Frohberg M.G. Hydrodynamische Modelluntersuchungen zum bodenblasender Converter. // Arch. Eisenhüttenw. 1981. Bd. 52. No. 1. S. 7 – 14.

10. Баптизманский В.И., Борисов Ю.Н., Лонский А.М., Трубавин В.И., Махницкий В.А., Булавка О.А. Волнообразование в конверторе при комбинированной продувке // Изв. вуз. Черная металлургия. 1987. № 8. С. 21 – 24.

11. Сhatterjee A. On some aspects of supersonic jets of interest in LD Steelmaking // Iron and Steel. 1972. Vol. 45. No. 6. Р. 627 – 634.

12. Klein H., Liesch I., Iso H., Goedert F. Scrap ratio increase by coal injection in the BOF // Steelmaking Proceedings. 1983. Vol. 68. P. 129 – 136.

13. Goedert F., Klein H., Henrion R. et al. The ALCI Technology ARBED lance Coal Injection // Fochberichte Hüttenpraxis Metallweiterverarbeitung. 1986. Vol. 24. No. 4. Р. 214 – 219.

14. Зайцев А.И., Могутнов Б.М., Шахназов Е.Х. Физическая химия металлургических шлаков. – М.: Интерконтакт наука, 2008. – 351 с.

15. John F. Elliott, Molly Gleiser. Thermochemistry for steelmaking. Reading, Mass. – Addison-Wesley Pub, 1960. – 296 p.

16. Атлас шлаков: справ. изд. / Пер. с нем. – М.: Металлургия, 1985. – 308 c.

17. Белов Н.А. Диаграммы состояния тройных и четверных систем: Учебное пособие для вузов. – М.: МИСИС, 2007. – 360 с.

18. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т. 1 – 6 / Под ред. В.П. Глушко. – М.: Наука, 1979 – 1982. – 1620 с.

19. Толстогузов Н.В. Теоретические основы и технология плавки кремнистых и марганцевых сплавов. – М.: Металлургия, 1992. – 239 с.

20. Turkdogan E.T. Physical Chemistry of High Temperature Technology. – Academic Press, 1980. – 447 p.


Для цитирования:


Солоненко В.В., Протопопов Е.В., Фейлер С.В., Темлянцев М.В., Якушевич Н.Ф. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ФАКЕЛОВ ГОРЕНИЯ ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ РАСПЛАВА В АГРЕГАТАХ КОНВЕРТЕРНОГО ТИПА. СООБЩЕНИЕ 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФАКЕЛА ГОРЕНИЯ С МЕТАЛЛОМ И ШЛАКОМ В КОНВЕРТЕРНОЙ ВАННЕ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2017;60(10):811-819. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-10-811-819

For citation:


Solonenko V.V., Protopopov E.V., Feiler S.V., Temlyantsev M.V., Yakushevich N.F. THERMODYNAMIC JUSTIFICATION OF OPPORTUNITY OF USING HIGH-TEMPERATURE COMBUSTION FLANKS FOR OXIDATION OF MELT IMPURITIES IN AGGREGATES OF CONVERTER TYPE. REPORT 2. INTERACTION OF THE FLANK WITH METAL AND SLAG IN THE CONVERTER BATH. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2017;60(10):811-819. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2017-10-811-819

Просмотров: 162


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)