Підвищення ефективності методу використання низьковольтних потенціалів при верхній кисневій продувці конвертера

Семикін, СІ
Голуб, ТС
Дудченко, СО
Nauka innov. 2020, 16(2):79-86
https://doi.org/10.15407/scin16.02.079
Рубрика: Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Мова: Англійська
Анотація: 
Вступ. Основним фактором продувки в кисневих конвертерах є взаємодія кисневого струменя з розплавленою ванною, який і визначає гідродинаміку, тепло- і масообмін, шлакоутворення, а також величину втрат металу з виносами і викидами, що впливають на вихід рідкої сталі.
Проблематика. До найбільш перспективних досліджень, спрямованих на поліпшення процесу шлакоутворення й підвищення виходу рідкої сталі в умовах сучасної металургійної практики можна віднести електрофізичні впливи на процес виплавки металу, такі як метод використання низьковольтних потенціалів, що розробляється в Інституті чорної металургії ім. З.І. Некрасова Національної академії наук України (ІЧМ НАНУ).
Мета. Дослідження можливостей і оцінка шляхів підвищення ефективності використання методу накладення низьковольтного потенціалу при верхній кисневій продувці в конвертері.
Матеріали й методи. Випробування проводили на промисловому кисневому конвертері потужністю 160 т, обладнаному пристроєм накладання низьковольтного потенціалу на фурму та металеву ванну з підведенням до фурми негативної чи позитивної полярності протягом усього періоду продувки. Було досліджено варіант продувки зверху через п’ятисоплову фурму при виробництві середньовуглецевої марки сталі за технологією з проміжним скачуванням шлаку.
Результати. Аналіз масиву дослідних промислових плавок, проведених в 160-тонних конвертерах в умовах накладання низьковольтного потенціалу, дозволив виявити закономірності зміни електричних характеристик ванни від параметрів продувки. Встановлено, що, незалежно від роду й полярності потенціалу на фурмі, величина сили струму та корисної потужності впливу у ланцюзі фурма — металева ванна за періодами продувки залежать: від напруги на джерелі струму та від взаємної висоти розміщення фурми в конвертері відносно металу. Таким чином, необхідною є підтримка положення фурми: з початку продувки залежно від розміщення скрапу, на висоті 0,9-1,0 м, в основний період продувки — на висоті 1,0-1,2 м, і в заключний період — 1,0-1,1 м, що реалізується з урахуванням ефективної підтримки сили струму під час продувки на достатньому рівні для досягнення максимального рівня ефекту від впливу низьковольтного потенціалу.
Висновки. Промислові випробування рекомендованого режиму продувки в умовах 160-тонного конвертера показали можливість майже подвоїти ефективність методу накладання низьковольтного потенціалу порівняно з розробленим раніше та прийнятим на заводі режимом його застосування.
Ключові слова: кисневе конвертування, корисна потужність, низьковольтний потенціал, положення фурми, сила струму
Посилання: 
1. December 2018 crude steel production date- 64 countries reporting to worldsteel.
URL: http://www.worldsteel.org. (Last accessed: 19.12.2019).
2. Bojchenko, B. M., Ohotskij, V. B., Harlashin, P. S. (2006). Сonverter steel production.  Dnepropetrovsk: «Dnepro-VAL» [in Russian].
3. Barker, K. J., Paules, J. R.,  Rymarchyk, N. (1998). Chapter 8. Oxygen Steelmaking Furnace Mechanical Description and Maintenance Considerations. Pittsburgh. The AISE Steel Foundation.
4. Bigeev, A. M., Bigeev V. A. (2000). Steel metallurgy. Тheory and technology of steel smelting. Magnotigоrsk: MSTU [in Russian].
5. Stubbles, J. (2005). The Basic Oxygen Steelmaking (BOS) Process. Nupro Corporation.
6. Smil, V. (2006). Transforming the Twentieth Century. Technical Innovations and Their Consequences. Oxford University Press.
https://doi.org/10.1093/0195168755.001.0001
7. Kolpakov, S. V., Teder, L. K., Dubrovskij, S. A. (1981). Сonverter smelting. Moscow: Metallurgiia [in Russian].
8. Boom, R. (2003). Mastering the heat in the Fe-C-O converter: Evolution of process control in fifty years of oxygen steelmaking. Proceedings of 4th European Oxygen Steelmaking Conf. Austria. 12-15 may Eisenhütte Österreich, 19-37.
9. Maia, B. T., Imagawa, R. K., Petrucelli, A. C., Tavares, R. P. (2014). Effect of blow parameters in the jet penetration by physical model of BOF converter. Journal of Materials Research and Technology, 3(3), 244-256.
https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2014.06.010
10. Ohnuki, K., Hraoka, T., Inoue, T., Umezawa, K., Matsumoto, N. (1994). Development of steel scrap melting process. Nippon steel technical report, 61, 52-57.
11. Semykin, S. I., Polyakov, V. F. (2014). Application of low voltages in the converter smelting of steel. Steel in Translation, 44(9), 660-664.
https://doi.org/10.3103/S0967091214090149
12. Semykina, Т. S., Semykin, S. I. (2008). The effect of the polarity of the electric potential imposed on the converter bath on the state and chemical composition of the slag melt. Fundamental and practical problems of ferrous metallurgy,15, 125-129 [in Russian].
13. Semykin, S. I., Golub, T. S. (2018). In Situ Investigation of Slag-Metal Interactions in Top Blown Oxygen Converter upon Low-Voltage Application. Journal of The Minerals, Metals & Materials Society, 70(10), 2262-2269.
https://doi.org/10.1007/s11837-018-3073-z
14. Luhtura, F. I. (2012). On the critical concentration of carbon in the melt in converter. Bulletin of the Azov State Technical University. Engineering sciences, 24, 49-56 [in Russian].
15. Sushenko, A. V. (2003). Determination of the critical concentration of carbon in the top blowing oxygen converter Bulletin of the Azov State Technical University. Engineering science, 13, 1–7 [in Russian].