Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху

Целью исследования являлось установление основных зависимостей, связывающих электрические и газодинамические параметры продувки в кислородном конвертере. С использованием методов холодного моделирования рассмотрены основные дутьевые факторы, связывающие электрические сигналы, снимаемые с участка фур...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2009
Hauptverfasser:	Семыкин, С.И., Поляков, В.Ф., Дудченко, С.А., Вакульчук, В.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України 2009
Schriftenreihe:	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Schlagworte:	Сталеплавильное производство
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63047
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху / С.И. Семыкин, В.Ф. Поляков, С.А. Дудченко, В.В. Вакульчук // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 86-91. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-63047
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-630472014-05-30T03:01:47Z Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху Семыкин, С.И. Поляков, В.Ф. Дудченко, С.А. Вакульчук, В.В. Сталеплавильное производство Целью исследования являлось установление основных зависимостей, связывающих электрические и газодинамические параметры продувки в кислородном конвертере. С использованием методов холодного моделирования рассмотрены основные дутьевые факторы, связывающие электрические сигналы, снимаемые с участка фурма – ванна, и гидродинамические процессы, происходящие в ванне при продувке сверху. Показано, что характер изменения электрических сигналов, регистрируемых на участке фурма – ванна, отражает гидродинамические режимы продувки, всплески, волнообразование и пульсацию ванны. Метою дослідження було встановлення основних залежностей, що зв'язують електричні і газодинамічні параметри продування в кисневому конвертері. З використанням методів холодного моделювання розглянуто основні параметри дуття, що зв'язують електричні сигнали та гідродинамічні процеси, які відбуваються у ванні при продуванні зверху. Показано, що характер зміни електричних сигналів, реєстрованих на ділянці фурма – ванна, відображає гідродинамічні режими продування, сплески, хвилеутворення та пульсацію ванни. The research object was the establishment of the basic dependences connecting electric and purging gas-dynamic parameters in the oxygen converter. By using the methods of cold modeling the basic blast factors, connecting electric signals, removed from the sector of lance – bath and the hydrodynamic processes occurring in a bath at a purge from above are considered. It is shown, that the change character of the electric signals registered on the area lance – bath, reflects hydrodynamic modes of purging, spatters, wave formation and bath pulsation. 2009 Article Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху / С.И. Семыкин, В.Ф. Поляков, С.А. Дудченко, В.В. Вакульчук // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 86-91. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. XXXX-0070 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63047 669.184.244.66:669.184.235 ru Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Сталеплавильное производство Сталеплавильное производство
spellingShingle	Сталеплавильное производство Сталеплавильное производство Семыкин, С.И. Поляков, В.Ф. Дудченко, С.А. Вакульчук, В.В. Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
description	Целью исследования являлось установление основных зависимостей, связывающих электрические и газодинамические параметры продувки в кислородном конвертере. С использованием методов холодного моделирования рассмотрены основные дутьевые факторы, связывающие электрические сигналы, снимаемые с участка фурма – ванна, и гидродинамические процессы, происходящие в ванне при продувке сверху. Показано, что характер изменения электрических сигналов, регистрируемых на участке фурма – ванна, отражает гидродинамические режимы продувки, всплески, волнообразование и пульсацию ванны.
format	Article
author	Семыкин, С.И. Поляков, В.Ф. Дудченко, С.А. Вакульчук, В.В.
author_facet	Семыкин, С.И. Поляков, В.Ф. Дудченко, С.А. Вакульчук, В.В.
author_sort	Семыкин, С.И.
title	Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху
title_short	Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху
title_full	Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху
title_fullStr	Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху
title_full_unstemmed	Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху
title_sort	изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху
publisher	Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
publishDate	2009
topic_facet	Сталеплавильное производство
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63047
citation_txt	Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху / С.И. Семыкин, В.Ф. Поляков, С.А. Дудченко, В.В. Вакульчук // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 20. — С. 86-91. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.
series	Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
work_keys_str_mv	AT semykinsi izučenieélektričeskihharakteristiksnimaemyhvkonverteresučastkafurmavannanaholodnojmodeliproduvkimetallasverhu AT polâkovvf izučenieélektričeskihharakteristiksnimaemyhvkonverteresučastkafurmavannanaholodnojmodeliproduvkimetallasverhu AT dudčenkosa izučenieélektričeskihharakteristiksnimaemyhvkonverteresučastkafurmavannanaholodnojmodeliproduvkimetallasverhu AT vakulʹčukvv izučenieélektričeskihharakteristiksnimaemyhvkonverteresučastkafurmavannanaholodnojmodeliproduvkimetallasverhu
first_indexed	2025-07-05T13:58:02Z
last_indexed	2025-07-05T13:58:02Z
_version_	1836815622663569408
fulltext	86 УДК 669.184.244.66:669.184.235 С.И.Семыкин, В.Ф.Поляков, С.А.Дудченко, В.В.Вакульчук ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК, СНИМАЕМЫХ В КОНВЕРТЕРЕ С УЧАСТКА «ФУРМА – ВАННА», НА ХОЛОДНОЙ МОДЕЛИ ПРОДУВКИ МЕТАЛЛА СВЕРХУ Целью исследования являлось установление основных зависимостей, связы- вающих электрические и газодинамические параметры продувки в кислородном конвертере. С использованием методов холодного моделирования рассмотрены основные дутьевые факторы, связывающие электрические сигналы, снимаемые с участка фурма – ванна, и гидродинамические процессы, происходящие в ванне при продувке сверху. Показано, что характер изменения электрических сигналов, регистрируемых на участке фурма – ванна, отражает гидродинамические режимы продувки, всплески, волнообразование и пульсацию ванны. кислородный конвертер, электрические и газодинамические параметры продувки, холодное моделирование, режимы продувки Металлургов давно интересуют вопросы общей гидродинамики ван- ны и взаимодействия дутья с металлом. При продувке сверху взаимодей- ствие струи газа с жидкостью может быть различным в зависимости от величины динамического напора в осевой части струи на границе газ – ванна, которое определяется давлением дутья, высотой подъёма фурмы над ванной, а также другими факторами [1]. Однако, как известно, кон- троль и рациональное управление указанными факторами во время про- дувки представляется сложным, т. к. не всегда удаётся точно определить или спрогнозировать процессы, происходящие в ванне конвертера. В дан- ной работе сделана попытка оценки влияния дутьевых факторов продувки с помощью холодного моделирования процесса продувки металла в кон- вертере сверху на электрическое состояние ванны. Цели работы: – установление основных зависимостей, связывающих электрические и газодинамические параметры продувки; – выявление основных дутьевых факторов, влияющих на изменение электрических сигналов, снимаемых на участке фурма – ванна; – определение принципиальной возможности применения низко- вольтных потенциалов для контроля положения фурмы в конвертере с использованием методов холодного моделирования . Методы исследований. Для решения вышеизложенных задач была изготовлена модель, имитирующая верхнюю продувку ванны с возможно- стью подвода электрического потенциала к жидкой ванне. В нашем слу- чае для качественного моделирования применяли продувку водных рас- творов солей азотом. В данной работе приводятся варианты опробования двух фурм: односопловая (сравнительная) dсопла =2,5 мм и пятисопловая с dсопла =1,1 мм и углом раскрытия сопел 20 градусов. Последняя рассчиты- 87 валась исходя из условий работы реального 160 –т конвертера ОАО «Ар- селорМиттал Кривой Рог». Промышленная фурма работает в расчётном режиме, обеспечивает расход газа 380 м3/мин и интенсивность продувки 2,5 м3/т .мин. Принципиальная схема разработанного стенда для исследо- вания связи электрических сигналов, снимаемых на участке фурма – ван- на, с дутьевыми параметрами продувки представлена на рис.1. Рис.1. Принципиальная схема стенда холодного моделирования продувки сверху с наложением на ванну электрических потенциалов. Результаты исследований. Основной целью данной работы являлось определение принципиальной возможности использования разработанно- го ранее способа наложения на ванну низковольтных электрических по- тенциалов для контроля положения фурмы. Суть метода заключается в том, что, по нашему представлению, электрические сигналы, снимаемые с участка фурма – ванна, могут отражать характер процесса при продувке [2]. При проведении экспериментов на холодной модели зависимость под- твердилась. Общий вид характерных диаграмм представлен на рис.2. Рис.2. Общий вид диаграммы измене- ния значений силы тока при изменении давления азота. 88 Видно, что характер изменения значений силы тока (I) на участке фурма– ванна отражает характер изменения давления (P)перед соплом. На рис.3 представлен анализ полученных характеристик, подтвер- ждающий связь значений силы тока от подводимого давления азота. Рис.3. Зависи- мость силы тока от давления при различном поло- жении продувоч- ной фурмы: а) односопловая фурма, б) пяти- сопловая фурма. Нф=Нф/dсопла – высота располо- жения фурмы над ванной в калибрах. Из приведенного рис.3 видно, что для двух вариантов исследуемых фурм прослеживается чёткая связь значений силы тока от подводимого давления с коэффициентом сходимости (R) не ниже 0,76. Однако, можно заметить, что величина фиксируемых прибором значений тока в цепи в огромной степени определяется высотой расположения фурмы над уров- нем ванны. Так, при Нф = 15 калибров значения измеряемой величины силы тока на порядок ниже, чем при Нф = 0 калибров. Для более деталь- ной оценки проведены дополнительные расчёты по определению степени влияния высоты размещения фурмы над уровнем ванны на фиксируемые электрические сигналы. На рис.4 представлены зависимости силы тока от положения проду- вочной фурмы при различных фиксированных давлениях. Видно, что ха- рактер линий носит степенной характер, т.е. изменение параметра высоты расположения фурмы существенно влияет на изменение значения силы тока в цепи фурма – ванна. Например, изменение положения пятисопло- вой фурмы на 1 калибр (~1 мм) изменяет значение силы тока на ~ 0,5А, что составляет ~15% от максимально полученного значения силы тока. Таким образом, подтверждается возможность определения высоты раз- мещения продувочной фурмы в ванне конвертера данным методом с точ- ностью определения не менее чем 1 калибр. В работе сделана попытка оценить природу регистрируемых сигна- лов, выявить их связь с гидродинамическими процессами, происходящи- ми в ванне конвертера при продувке сверху и тем самым подтвердить правомерность использования электрических характеристик для контроля а) б) 89 основных дутьевых параметров и, как следствие, гидродинамики ванны. На рис.5–6 в качестве примера приводятся фотографии состояния ванны при продувке сверху при различных давлениях для двух исследуемых фурм. Рис.4. Зависимость изменения силы тока от положения фурмы при различном давле- нии: а) односопловая фурма, б) пятисопло- вая фурма. Видно, что при малых давле- ниях, в месте встречи струи газа с жидкостью образу- ется лунка, которая по мере увеличения последнего внедря- ется в неё и при дальнейшем повы- шении давления глубоко проникает в жидкость, образуя кратер. Как известно, при больших давлениях дутья, обычных для практики, резкое расширение сжатой струи за соплом со- провождается возникновением по оси струи значительного разрежения. В дальнейшем струя испытывает чередующиеся во времени и пространстве разрежения и сжатия. Эта пульсация струи передаётся ванне, способствуя возникновению всплесков, газовыделению, движению в ванне. В процессе движения струи происходит также её перемешивание и взаимодействие со встречным потоком. Характер этих взаимодействий носит сложную при- роду и определяется многими параметрами, в частности, давлением дутья, положением фурмы, конструкцией фурмы и т.д. В исследованиях выявле- но несколько зон циркуляции: сравнительно небольшая зона струи вблизи фурмы с быстро дви- жущимся вниз двухфазным потоком в центральной части; а) б) 90 окружающая её довольно широкая зона, в которой жидкость дви- жется вверх, увлекаемая всплывающими пузырями; периферийная зона с нисходящими потоками. В верхней части ванны при продувке наблюдаются также замкну- тые контуры жидкости. В случае применения пятисопловой фурмы вме- сто одной зоны циркуляции в районе струи возникает несколько таких зон. Рассредоточение дутья и увеличенный угол расхождения сопел в пя- тисопловой фурме существенно изменяет картину всплескообразований и пульсации ванны в прилегающей к фурме области. Рис.5. Вид ванны при продувке азо- том сверху (одно- сопловая фурма) для различных дав- лений дутья (Нф/dсопла = 5 ка- либров) Рис.6. Вид ванны при продувке азо- том сверху (пяти- сопловая фурма) для различных дав- лений дутья (Нф/dсопла = 5 ка- либров) Исходя из приведенных данных и полученных эмпирических зависи- мостей, можно предположить, что характер изменения электрических сигналов, регистрируемых на участке фурма – ванна, отражает гидроди- намические режимы продувки, а в частности, всплески, волнообразование и пульсацию ванны, что хорошо согласуется с фотографиями процесса для одно– и пяти– сопловой фурмы (рис.5–6) и с графиками изменения значений силы тока в зависимости от давления и высоты расположения фурмы над ванной (рис.3–4). 91 Заключение. Таким образом, можно сделать следующие выводы: 1. С использованием методов холодного моделирования установлено, что снимаемые с помощью системы наложения электрических потенциа- лов сигналы отражают изменение основных показателей дутьевого режи- ма плавки. 2. Выявлены зависимости, с высокой степенью достоверности пока- зывающие связь электрических сигналов с параметрами дутьевого режима плавки: давления дутья, высоты расположения фурмы над ванной, гидро- динамики ванны при продувке. 3. С помощью полученных зависимостей определена степень влияния основных параметров продувки на гидродинамику ванны при продувке и показаны наиболее значимые из них. 1. Баптизманский В.И. Теория кислородно–конвертерного процесса. – М.:Металлургия, 1975. – 376 с. 2. Семыкин С.И., Дудченко С.А. Использование системы низковольтных потен- циалов для определения рационального режима изменения положения кисло- родной фурмы при выплавке стали в конвертере // Фундаментальные и при- кладные проблемы чёрной металлургии. Сб.научн.тр.ИЧМ. – Вып. №4. – 2007. – С.140–144. Статья рекомендована к печати: заместитель ответственного редактора раздела «Сталеплавильное производство» докт.техн.наук, проф. Э.В.Приходько рецензент канд.техн.наук В.П.Корченко С.І.Семикін, В.Ф.Поляков, С.О.Дудченко, В.В.Вакульчук Вивчення електричних характеристик, що знімаються у конвертері з ді- лянки «фурма – ванна», на холодній моделі продування металу зверху Метою дослідження було встановлення основних залежностей, що зв'язують електричні і газодинамічні параметри продування в кисневому конвертері. З вико- ристанням методів холодного моделювання розглянуто основні параметри дуття, що зв'язують електричні сигнали та гідродинамічні процеси, які відбуваються у ванні при продуванні зверху. Показано, що характер зміни електричних сигналів, реєстрованих на ділянці фурма – ванна, відображає гідродинамічні режими проду- вання, сплески, хвилеутворення та пульсацію ванни.

Изучение электрических характеристик, снимаемых в конвертере с участка «фурма – ванна», на холодной модели продувки металла сверху

Institution

Ähnliche Einträge