автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Обработка стали в агрегате ковш-печь при подаче инертного газа через полые электроды

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

Ерофеев Михаил Михайлович

Обработка стали в агрегате ковш-печь при подаче инертного газа через полые электроды

Специальность 05.16.02 -Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

*->«-! ^з 14

Магнитогорск - 2007

003159214

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г И Носова»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Агапитов Евгений Борисович

Официальные оппоненты- доктор технических наук, профессор

Шешуков Олег Юрьевич, Институт металлургии УРО РАН

кандидат технических наук Коротких Василий Федорович, ООО НТПФ «Эталон».

Ведущая организация ОАО "Нижнетагильский металлургический

комбинат'^

Защита состоится 23 октября 2007 г в малом актовом зале в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.111 01 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г И. Носова» по адресу г Магнитогорск, пр. Ленина, д 38, в малом актовом зале

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г И Носова»

Автореферат разослан » 2007:

Ученый секретарь диссертационного совета

Я^^^Селиванов В Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Агрегат ковш-печь (АКП) является неотъемлемой частью современного металлургического производства, в котором в настоящее время происходит доводка стали по химическому составу и температуре При этом обработка стали на АКП часто является окончательной операцией перед разливкой и во многом определяет качество и свойства непрерывно-литой заготовки Продолжительность обработки стали идентичных марок изменяется от 10-15 мин до 1,5-2 ч в зависимости от производственной программы и ритма работы машины непрерывного литья заготовок При этом при возникновении дефицита времени происходит ухудшение качества обработки и повышение удельного расхода электроэнергии и электродов

Обработка стали на АКП является энергоемким производством, поэтому важной является задача сокращения расхода энергоресурсов на данный передел. Эта проблема актуальна для металлургических заводов России, на которых происходит непрерывное расширение парка АКП

Цель работы. Снижение удельных расходов электроэнергии и материалов при обработке стали на агрегате ковш-печь Задачи.

• разработка технологических приемов, позволяющих снизить влияние

толщины шлака на эффективность нагрева,

• повышение степени однородности стали после АКП,

• повышение эффективности нагрева стали

Научная новизна работы. Обоснована эффективность применения полых электродов в технологии нагрева стали в агрегате ковш-печь.

Разработана математическая модель теплового состояния электродов, позволившая учесть изменение потерь тепла на нагрев электродов в зависимости от длительности их работы

На основании разработанной математической модели гидродинамики и теплообмена стали в ковше предложена методика оценки эффективности перемешивающего воздействия газовой струи на усреднение стали по температуре. Предложенные количественные критерии перемешивания и усреднения стали позволяют выбирать режим продувки, обеспечивающий снижение неравномерности нагрева и химического состава металла по высоте ковша

Практическая ценность работы. Разработана конструкция полых электродов и система их питания аргоном Получена экспериментальная зависимость КПД нагрева стали от расхода газа, подаваемого через полые электроды и различных ступеней трансформатора, использование которой обеспечивает снижение расхода электроэнергии и электродов

Установлены рациональные электрический и технологический режимы нагрева и обработки металла на АКП при продувке аргоном через полые электроды Это обеспечило

■ повышение КПД нагрева на 7 %,

■ снижение расхода электроэнергии на 6,6 %,

■ снижение расхода электродов на 7,9 %

Отмечен центральный характер привязки дуги при подаче аргона через полые электроды Это повлияло на условия горения дуги и повысило КПД нагрева стали

При работе с полыми электродами обнаружено улучшение условий для десульфурации стали, при этом достижение степени десульфурации металла более 35-40 % возможно при снижении расхода извести на 25-30 % либо снижении времени обработки стали на 20-25 % При подаче газа через полые электроды средняя степень десульфурации стали повысилась на 7 % (с 25,2 до 32,2 %)

На основании проведенных исследований утвержден проект технологической инструкции «Обработка расплава стали на установке печь-ковш с полыми электродами».

Апробация работы. Работа выполнялась при поддержке Правительства Челябинской области в виде гранта за 2004 г Материалы диссертационной работы докладывались на международных научных конференциях Старый Оскол, 2004 г, Липецк, 2006 г.; IX международном конгрессе сталеплавильщиков, Старый Оскол, 2006 г.; международном промышленном форуме-выставке, Челябинск, 2007 г., всероссийских научно-технических конференциях. Магнитогорск, 2004-2007 гт, Липецк, 2004 г

Публикации. Основное содержание работы отражено в 9 публикациях, в том числе 1 статья в журнале, входящем в список ВАК Получен патент РФ на полезную модель № 62048 от 27 03 07 «Установка печь-ковш»

Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 128 страниц состоит из введения, 4 глав, выводов, библиографического списка из 104 наименований и 8 приложений, содержит 29 таблиц, 54 рисунка.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, определены цели и задачи исследования, показана научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрены современные проблемы обработки стали в агрегатах ковш-печь Проведен аналитический литературный обзор современного состояния конструкций и технологий внепечных агрегатов ковш-печь Изучено влияние режима нагрева стали на эффективность обработки Рассмотрены факторы, определяющие степень десульфурации стали. Выявлены основные параметры, определяющие эффективность работы электродугового устройства (ЭДУ) агрегата ковш-печь Установлено, что для существующих агрегатов основным технологическим фактором, определяющим процесс десульфурации металла и эффективность нагрева, является толщина покровного шлака. Оптимальной является толщина шлака, превышающая длину дуги на 20-30 %.

Рассмотрены способы оценки эффективности нагрева стали, методики определения КПД нагрева, которые были обобщены и использованы в дальнейших расчетах Изучен опыт оценки текущей среднемассовой температуры стали в ковше на основе составления теплового баланса ковша В агрегатах с ковшами массой более 200 т наблюдаются температурные градиенты по высоте ковша Корректная модель теплового баланса АКП обеспечит более точную оценку изменения температуры стали, по сравнению с её оценкой с помощью одноразовых термопар

В начале 1950-х годов в нескольких странах (США, ГДР, ЧССР, ПНР, СССР) было проведено испытание полых электродов с целью исследования влияния их работы на стабилизацию дугового разряда Отмечено (Schwabe W. Е, Von К, Микулинский А С, Воробьев В П) увеличение использования мощности в периоды беспокойного электрического режима на 9 % и повышение КПД нагрева на 5-7 %, также отмечено, что возможно снижение расхода электроэнергии до 15 %.

Особенностью исследуемого АКП в ККЦ ОАО «ММК» является работа в условиях малой толщины шлака Поэтому одной из задач совершенствования обработки стали является разработка технологических приемов, позволяющих снизить влияние толщины шлака на эффективность нагрева Анализ литературных источников показал, что одним из решений может быть применение технологии нагрева стали с помощью полых электродов Анализ известных исследований показал, что продувка через полые электроды проводилась только на электродуговых сталеплавильных печах емкостью до 180 т Характер работы ЭДУ на плавильных электродуговых печах и АКП отличается Размеры сталеразливочного ковша также оказывают существенное влияние на энергетические характеристики агрегата

Эффективность обработки стали на АКП определяется режимом перемешивания в ковше, который влияет на степень усреднения стали по химическому составу и температуре. Оценка степени перемешивания стали происходит по косвенным показателям - пробам химического состава металла в течение обработки Это приводит к ошибкам, и сталь оказывается перемешана недостаточно хорошо Проанализирована возможность использования гидродинамической модели для оценки эффективности перемешивания стали и разработки усовершенствованного режима перемешивания

Для оценки эффективности нагрева предложено создание комплексной математической модели теплового баланса агрегата

Во второй главе проведено исследование аккумулирующей способности электродов АКП Так как электроды АКП работают в нестационарном состоянии, то в течение времени изменяется их аккумулирующая способность, которая влияет на количество тепла, передаваемого металлу, и на статьи теплового баланса агрегата в целом. Поэтому для конструирования полых элек-

ч

Т=2ЭЗК joopst ...........г

Q4 —>•

тродов и уточнения статей теплового баланса было проведено математическое моделирование теплового состояния электродов - сплошного и полого.

Моделирование, основанное на классических законах гидрогазодинамики и теплопередачи, проводилось в прикладном программном пакете Flow Vision. Данный пакет позволяет проводить расчет систем дифференциальных уравнений, описывающих исследуемые явления разностными методами, проводить визуализацию расчета, а также выводить его результаты во внешнее приложение, например Ms Excel, для анализа и построения графических зависимостей.

Исследуемый электрод представлялся в виде цилиндра диаметром D и длиной M1+I2+I3+I4 (рис. 1) На нижней торцевой стенке электрода задавался тепловой поток от дуги и стали Qi. Внутренние источники теплоты отсутствовали. Температура электрода tH0B в начальный момент времени приравнивалась температуре окружающей среды. Часть поверхности электрода li получала теплоту Q3 от дымовых газов, когда электроды опущены под крышку агрегата, либо отдавала теплоту Q2 в окружающую среду, когда электроды были подняты. Части поверхности электрода 12 и I4, всегда находящиеся над крышкой, отдавали теплоту Q4 в окружающую среду. Часть электрода 13 отдавала тепло водоохлаждаемому электрододержате-лю

Для расчета полого электрода в модель добавлялось внутреннее отверстие диаметром d, расположенное вдоль центральной оси электрода, в которое подавался газ с температурой t„a4, начальной скоростью wHOT и давлением ршч

Общая система уравнений, описывающая изменение во времени поля температур в электроде, потоке газа, изменение скорости газа в канале электрода, состояла из дифференциальных уравнений теплообмена для твердого тела (электрода) и газа, а также уравнений гидрогазодинамики для газа

Система исследуемых уравнений решалась численным методом теории разностных схем Для этого тело электрода разбивалось трехмерной сеткой на

! i I

I I

Уровень к[|ыирки ковша

I I I I

I ! i I I !

I I i !

Ы Cht

Q3

Q2

Рис. 1. Схема расчетной модели электрода АКП во время нагрева стали

элементарные объемы и задавался шаг по времени (в модели он равнялся 1 с) Размер ячейки сетки изменялся от 5 мм в зоне больших значений градиентов температуры (область нагрева, ДТ > 500 К) до 15 мм в зонах с меньшими его значениями температуры (ЛТ < 500 К)

Работа электродуговой установки на различных ступенях печного трансформатора имитировалась ступенчатым изменением теплового потока на нижнюю торцевую поверхность электрода (от 0 до 33 МВт). Продолжительность нагрева варьировалась от 1 до 5 мин.

Для проверки корректности вычислений было проведено исследование изменения температуры поверхности электрода по высоте с помощью оптического пирометра.

Расхождение значений измеренной и рассчитанной температур составило менее 5 % Данная точность вычислений позволила корректно оценить степень усвоения электродом тепла

Рассчитана степень аккумуляции тепла полым и сплошным электродами Для оценки степени аккумуляции тепла электродом были предложены следующие зависимости

где т]д - степень аккумуляции тепла электродом, %; Чвыд - тепловой поток, выделяемый с дуги на поверхность электрода, МВт, - тепловой поток, пошедший на аккумуляцию тепла электродом, МВт; с|д - тепловой поток с дуги, задавался в зависимости от ступени печного трансформатора, К - эмпирический коэффициент, задаваемый для каждой ступени таким образом, чтобы в начальный момент времени поглощенный электродом тепловой поток q равнялся заданному значению цд, 1ЗАд - задаваемая в зависимости от того, идет нагрев или нет, температура, принято в момент нагрева 1ЗАд =4500 К, в момент без нагрева гЗАД =1Тек5 - рассчитываемая температура торца электрода, на который падает тепловой поток в текущий момент времени, К

Рассчитаны удельные потери в электроды, включающие в себя потери тепла с поверхности электродов и аккумулированное ими тепло (рис 2), в зависимости от числа нагревов Приведена динамика изменения удельных потерь тепла в электроды для случая работы на наиболее часто используемой ступени трансформатора (более 50 % включений) - двенадцатой Для полого электрода диаметром 500 мм удельные потери тепла на его нагрев в зависимости от диаметра внутреннего отверстия снизились на 0,5-3 % (см рис 2).

т]А = -^--100%,

(1)

Чвыд Чвыд ~ Чд>

Я а =Я,

(2) (3)

(4)

1 5 20 40

Количество нагревов

Рис. 2. Гистограмма удельных потерь тепла на нагрев электрода для различных электродов е зависимости от количества нагревов: ИИ — сплошной электрод; И, й, И - полые электроды с диаметром отверстия 10, 20 и 30 мм соответственно

Проведенные исследования электродов различных конструкций показали, что для АКП в зависимости от режима работы электродугового устройства удельные потери теша в электроды изменяются в широких пределах - 1-6 %, и поэтому они должны динамически изменяться в расчетах нестационарного нагрева стати. Расчеты показали, что для электродов диаметром 500 мм и печного трансформатора мощностью 45 МВА после 20 нагревов, что соответствует примерно 1,5-2 ч непрерывной работы двухпозицио иного агрегата в нормальном режиме, тепловые потери электродом составят менее 3,5 % от вкладываемой электроэнергии. Для полого электрода в зависимости от диаметра отверстия - менее 3 %.

В третьей главе проведена оценка эффективности перемешивания стали в ковше на различных стадиях обработки путем математического моделирования. Равномерное перемешивание стали обеспечивает ее однородность по температуре и химическому составу по всему объему ковша, следовательно, обеспечиваются оптимальные условия для непрерывной разливки стали.

Обычно на агрегатах ковш-печь предусмотрено перемешивание стали инертным газом при помощи пористых пробок, расположенных в днише ковша. Предусматривается также аварийное перемешивание стали с помощью фурмы, опускаемой в ковш сверху. В работе проведено моделирование 8

перемешивания стали в нормальном режиме, г е при помощи донных пробок Задачей моделирования являлась разработка улучшенных режимов перемешивания стали в ковше для отдельных операций - нагрева, десульфурации, ввода легирующих элементов, усреднения стали

Аналитическое исследование технологий обработки стали на АКП, проведенное в 1-й главе, показало, что существует связь коэффициента усвоения активной мощности ЭДУ с интенсивностью перемешивания металла Для ковшей различной емкости существуют оптимальные скорости движения стали, которые обеспечивают максимальное усвоение подводимой от электрических дуг энергии Уменьшение такой скорости приводит к увеличению градиентов температуры в объеме стали, а повышение скорости циркуляции приводит к «размыванию» и разрушению футеровки ковша без снижения неоднородности по температуре

Для оценки качества перемешивания стали в ковше было предложено исследуемый объем разбивать трехмерной сеткой на элементарные объемы. Для выявления застойных зон в ковше предложено равномерно рассекать исследуемый объем на N условных плоскостей расположенных параллельно днищу ковша

Для всего объема ковша рассчитывались значения векторов скорости движения Затем определялись скорости движения элементарных объемов стали в каждой условной плоскости. Кроме того, определялись скорости движения элементарных объемов в двух вертикальных плоскостях - плоскости, проходящей через центральную ось ковша, и плоскости, проходящей через обе пробки ковша Таким образом, возникновение нераспознанных застойных зон полностью исключалось

Для оценки интенсивности перемешивания был предложен параметр перемешивания, характеризующий скорость движения стали в условной плоскости:

где Ы] - число элементарных объемов стали в слое движущихся со скоростью превышающей или равной характерной, К2 - общее число элементарных объемов в слое (N2 в различных слоях изменялось от 1500 до 2200 объемов).

Согласно литературным данным, сталь перемешивается удовлетворительно при средней скорости её движения более 0,45 м/с

Для каждой плоскости определялось свое значение Е Это позволило определить, какое количество элементарных объемов движется со скоростью, обеспечивающей удовлетворительный уровень перемешивания стали, и выявить застойные зоны

Так как для описания процесса приходится пользоваться терминами «нечеткой логики», такими как «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно», то были предложены следующие численные эквиваленты параметра перемешивания для данных терминов

• сталь перемешивается «хорошо» при Е > 0,9 Это означает, что более 90 % элементарных объемов в исследуемом слое движутся со скоростями, превышающими 0,45 м/с,

• сталь перемешивается «удовлетворительно» при Е > 0,70 — более 70 % элементарных объемов движутся со скоростями, превышающими 0,45 м/с;

• сталь перемешивается «неудовлетворительно» при Е < 0,70 - менее 70 % элементарных объемов движутся со скоростями, меньше 0,45 м/с

Для оценки эффективности перемешивания всего объема стали введен параметр Ек:

ЕК = Е1 Е2-Е3 . • £„ (6)

Для оценки качества перемешивания всего объема стали также использовались термины «нечеткой» логики

• сталь перемешивается «хорошо» при Ек > 0,28,

• сталь перемешивается «удовлетворительно» при Е > 0,014,

• сталь перемешивается «неудовлетворительно» при Е < 0,014

Вместе с тем при оценке эффективности перемешивания не учитывались скорости протекания химических реакций

Известно, что полной однородности стали по температуре в ковше емкостью 370 т достичь невозможно Однако становится очевидным, что при «хорошем» перемешивании необходимую однородность стали можно достичь за меньшее время, чем при «неудовлетворительном» перемешивании

Для оценки усреднения металла по температуре было предложено рассчитывать коэффициент неравномерности температуры для каждого слоя и всего ковша Принято, что в исследуемом слое достигнуто «хорошее» усреднение по температуре, если разброс по температуре в нем не превышает заданного - ЛТ, то есть

= (7)

где Тмакс и Тмнн - максимальная и минимальная температуры в слое

Тогда параметр усреднения в слое определяется следующим образом-

5 (»)

СДОЯ д гр

СЛОЯ

Параметр усреднения по температуре для всего объема исследуемого ковша определяется аналогично выражению (6):

С _ С Р О О /'ОЛ

ковша ^слоя\ слш2 с:юх}. ' * ^ *

Для численной оценки качества усреднения металла по температуре принимали значение АТ = 5 °С При этом, как и для оценки перемешивания, для оценки усреднения были предложены термины «нечеткой логики»

• усреднение «хорошее» при 5слоя> 0,9, Ьтътл> 0,28,

• усреднение «удовлетворительное» при 5СЛ0Я> 0,7, 5ковша > 0,014,

• усреднение «неудовлетворительное» при бслоя < 0,7, 5ковша <0,014

Таким образом, рассчитав коэффициенты перемешивания и усреднения

стали, можно оценить количественно качество перемешивания и усреднения 10

всего объема стали, дав при этом определения, понятные для обслуживающего персонала Кроме того, оценивая данные параметры в каждом слое, можно обнаружить зависимости качества перемешивания и усреднения стали в заданной зоне от режима продувки. Это позволяет, изменяя режим продувки стали, контролировать и, что особенно важно, перемещать область наиболее интенсивного усреднения и перемешивания стали по объему в ковше

В модели использовались уравнения энергии, движения, сохранения массы (сплошности) для стали, которые дополнялись уравнением массопереноса для учета перемешивания стали инертным газом и k-е моделью турбулентности для учета турбулизации стали Полуэмпирическая k-е модель основана на применении уравнений переноса кинетической энергии турбулентности и скорости ее рассеяния Данные уравнения решались численным методом теории разностных схем в программе Flow Vision Исследуемый объем разбивался на элементарные объемы трехмерной сеткой и задавался шаг по времени. В ходе расчета получены поля скоростей и температур во всей расчетной области

Для расчета движения стали в объеме ковша емкостью 370 т количество условных плоскостей, рассекающих исследуемый объем стали, принято равным 12 Расстояние между плоскостями составило около 0,43 м

В результате расчета для каждого момента времени был получен массив данных из значений модуля скорости и температуры стали в каждой узловой точке - температуры и скорости движения каждого элементарного объема Анализ полученных данных показал разброс скоростей движения стали как по высоте, так и по ширине ковша При этом зона наиболее интенсивного движения стали смещается по высоте ковша в зависимости от расхода продувочного газа (рис 3)

! о,в X

8 os

Ж (J

m 1 04

¡2 Sw

5 ¡5 8.6®* о

X

0,1

Т— l\ft

т к/ —-----

0123456 0123456

Высота ковша, м Высота ковша, м

а б

Рис 3 Изменение скорости движении стали по центральной оси ковша; время расчета (продолжительность продувки) - 3 мин; расход аргона а -300 л/мин, б - 600 л/мин на каждую пробку

Адекватность модели проверялась по оценке температуры металла в контрольной области реального ковша (измерено технологом с помощью термопар) и в той же области расчетной модели Расхождение результатов получено в 8-15 °С

Таким образом, была разработана математическая модель для оценки перемешивания и усреднения стали в ковшах Предложены критерии для количественной оценки перемешивания и усреднения стали, позволяющие оценить эффективность режима перемешивания и связать его с качеством обработки

Математическое моделирование гидродинамики и теплообмена стали в ковше позволило предложить улучшенные режимы её перемешивания в зависимости от проводимых технологических операций Предложенные режимы перемешивания позволят добиться «хорошего» усреднения стали за 3-5 мин обработки

Четвертая глава посвящена описанию экспериментального исследования работы агрегата ковш-печь Проведено экспериментальное исследование работы агрегата ковш-печь № 1 кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК» в базовом режиме и в режиме работы с полыми электродами. АКП фирмы «VAI-FUCHS» представляет собой двухпозиционный агрегат для внепечной обработки ковшей емкостью 370 т

Была спроектирована и изготовлена система подачи аргона в полые электроды, система управления и диагностики работы электродуговой установки АКП, согласованная со штатной системой управления ЭДУ В период 20052006 гг на агрегате ковш-печь № 1 ККЦ ОАО «ММК» проведено комплексное исследование работы агрегата с полыми электродами, агрегат проработал более 8 сут, при этом было обработано 311 плавок сталей различных марок, в том числе 106 плавок марки 08.

При исследовании работы АКП проанализировано 800 плавок стали марки 08 в базовом режиме и 106 плавок той же марки стали в агрегате с полыми электродами.

В базовом режиме отмечена переменная скорость нагрева стали одинаковых марок в сходных условиях обработки Выявлены характерные зоны расположения удельных значений расхода электроэнергии (рис. 4)

Анализ работы агрегата в базовом режиме показал, что значительное число плавок со сходными технологическими параметрами (одинаковая марка стали, близкая продолжительность нагрева стали, сходные режимы перемешивания) имеют различный удельный расход электроэнергии, отличающийся от среднего значения (4 кВт/т) на ± 100 % Значительная часть плавок (более 40 %) проходит с более высоким расходом электроэнергии, чем среднее значение (см рис. 4)

£ со

* э

Е з а

£ 7 га

6

Зона неэффективного использования электроэнергии

*»%;*- .у*.тт* • * .

^ 5 Зона удовлетворительного использования электроэнергии 5 * *

™ А --. А ~ * Лщ. * ___• л----V--------. -------- . - ..

I»

га

V ♦ ♦•»!%«» « * *

а 2 -—♦ *—* %----ч * »—■ 4—♦ ♦» ♦ » « » ♦---■--------<

*«* ***** * *

£ 1 . ......-г------------------ »

л Зона эффективного использования электроэнергии

Ш. ® 1

^ О 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2

Удельный расход продуаочного газа, м7т Рис. 4, Зависимость удельного расхода электроэнергии на 12 ступени тр а не форматора для базового режима работы АКП № 1 ККЦ ОАО «ММ К» от удельного расхода продувочного газа за плавку

Анализ работы АКП показал повыше!те КПД нагрева стали при проведении нагрева на полых электродах на 7 %. Это объясняется тем, что дуга на полых электродах устанавливалась практически вертикально и экранировалась электродом и шлаком, при этом снижался тепловой поток излучением с поверхности дуги на стены и свод ковша. Это подтверждалось снижением потерь тепла с водой, охлаждающей крышку ковша, на 9,3 % (табл. 1). Перепад температуры охлаждающей крышку воды снизился с 19 до 10 °С. Кроме того, как показали расчеты, приведенные во второй главе, снижаются потери тепла в электроды.

Анализ обработки экспериментальных данных (рис. 5) показал, что за счет повышения КПД нагрева удельный расход электроэнергии при работе на полых электродах сократился на 1,5-6,6 %,

При работе АКП на полых электродах отмечен переход режима горения электродов в стационарный, угар электродов в основном происходил из центра, что свидетельствует о привязке дуги к полости в электроде. За время кампании АКП с полыми электродами их угар уменьшился на 7,9 % (с 64,1 до 59,0 г/т обработанной стали).

Для сравнения эффективности нагрева стали выбирались плавки со следующими близкими технологическими параметрами: марка стали; начальная температура стали; конечная температура стали; продолжительность обработки; количество и длительность нагревов; ступень печного трансформатора, на которой проводились нагревы; тип и количество вводимых материалов. Основные технологические параметры работы АКП в базовом режиме и при работе АКП с полыми электродами приведены в табл. 2.

Таблица 1

Сравнение статей теплового баланса при работе ЛКП в штатном режиме и при работе на полых электродах_

Статья баланса Режим работы с полыми электродами, ГДж / % Штатный режим работы, ГД ж / %

Количество тепла, подведенное с электроэнергией 16,16 / 96,09 18,68/95,73

Количество тепла, выделяемое при окислении электродов 0,44/2,61 0,47 / 2,42

Количество тепла, выделяемое при добавлении в сталь алюминия 0,22/1,30 0,36 /1,86

Итого приход тепла 16,82/ 100,00 19,52/ 100,00

Электрические потери тепла 1,62/9,61 1,87/9,57

Потери тепла в электроды 0,33 /1,98 0,56/2,87

Потери тепла с охлаждающей крышку ковша водой 3,36/20,01 5,72/29,30

Потери тепла с отходящими газами 3.40/8,32 1,57/8,04

Количество тепла, затрачиваемое на нагрев и расплавление при добавлении в сталь извести и плавикового шпата 4,75 / 28,24 3,46/17,74

Расход тепла на нагрев металла 1,82/10,85 2.14/10.97

Потери тепла на аккумуляцию футеровкой ковша и с его поверхности 3,53/21,00 4,2/21,50

Итого расход теша 16,82/ 100,00 19,52/ 100,00

Номер ступени трансформатора

Рис. 5. Сравнение среднего удельного расхода электроэнергии на различных ступенях печного трансформатора при работе на полых (светлые столбцы) и сплошных (тонированные столбцы) электродах

Таблица 2

Технологические показатели обработки плавок стали 08 на АКП № 1 ККЦ ОАО «ММК» в базовом режиме работы и при работе с полыми электродами,

период с 1 01 - 1.09 2006 г

Наименование параметра Базовый режим работы минимум-максимум/ среднее Работа с полыми электродами минимум-максимум/ среднее

Обработано на АКП, пл 800 106

Температура всего металла по приходу на АКП (в г ч плавок с других агрегатов ковшевой обработки), °С Температура отдачи металла на разливку, °С 1532-1610/1570,9 1555-1607/1584,3 1529-1606/1568,9 1567-1605/1581,1

Продолжительность обработки, мин Продолжительность нагрева на плавке, мин 4,2-235/50,8 0,3-29,2/10,8 14,3-128,5/50,6 1,05-31/10,93

Удельный расход электроэнергии, кВтч/т 0,9-11,4/10,2 0,85-11,1/9,8

Удельный расход аргона, л/т 55-222/125 54-228/129

Удельный расход извести, кг/т Удельный расход плавикового шпата, кг/т Удельный расход алюминия, кг/т 0,61-6/3,4 0,28-3,6/1,14 0,005-2,6/0,63 0,56-6/3,25 0,3-3,47/1,12 0,004-2,5/0,57

Удельный расход ферромарганца, кг/т 0,15-0,93/0,4 0,1-0,65/0,22

Результаты обработки массивов данных плавок показали, что при работе с полыми электродами степень десульфурации металла более 30-35 % достигается на 1-1,5 % чаще, чем в базовом режиме, более 40 % на 2-2,5 % чаще, а более 50 % на 3-5 % чаще (рис 6)

Степень десульфурации, % Рис 6. Связь частоты достижения конечной степени десульфурации стали с видом обработки на АКП с полыми электродами (-) и сплошными (---)

Для анализа факторов, влияющих на степень десульфурации металла, обычно строят двухмерные зависимости степени десульфурации от времени обработки, количества присаживаемой извести, расхода продувочного газа Данные графики не обладают достаточной степенью наглядности, так как значения степени десульфурации распределяются в широком диапазоне зна-

15

чений. При этом величина достоверности аппроксимации линий трендов составляет обычно менее 0,5-0,65. Анализ данных, представленных в таком виде, сопровождается высокой степенью ошибки.

Для оценка степени десульфурации предложено построение трех параметрических графиков, отражающих зависимость степени десульфурации стали от двух параметров. В качестве этих параметров приняты: продолжительность обработки стали на агрегате, удельный расход аргона на перемешивание стали или удельный расход извести. Некоторые зависимости изменения степени десульфурации металла от данных параметров приведены на рис. 7,

Удельный расход взнес™, кгУдельный расход извести, кг/т

а б

Рис. 7. Изменение степени десульфурации стали на АКП с полыми электродами (а) и в штатном режиме (б), черным показаны области со степенью десульфурации стали более 35%

Исследование степени десульфурации металла при работе в базовом режиме и работе с полыми электродами (см. рис. 7) показало, что степень десульфурации более 35-40 % достигается при работе с полыми электродами с меньшим удельным расходом извести. При этом видно {см. рис. 7), что области со степенью десульфурации стали более 35-40 % при работе с полыми электродами шире (на 30-35 %), чем при работе в базовом режиме. С полыми электродами создаются условия для снижения раскола извести на 25-30 %, либо снижения времени обработки на 20-25 % при достижения степени десульфурации металла 35-40 % (см. рис. 7).

При работе на полых электродах средняя степень десульфурации стали повысилась на 7 % (с 25,2 до 32,2 %).

Таким образом, подача газа через полые электроды положительным образом повлияла на процессы десульфурации стали, однако для более глубоких выводов необходимо было иметь анализ химического состава шлаков на всех обрабатываемых плавках. Выполнение этого условия было невозможно, так как отбор проб шлака не является штатной операцией, а из-за ограниченных возможностей штатного отдела ЦЛК ОАО «ММК» получить химический состав дополнительных проб не представлялось возможным.

На основании проведенных исследований утвержден проект технологической инструкции «Обработка расплава стали на установке печь-ковш с полыми электродами»

Основные выводы

1 Эффективность нагрева стали на агрегате ковш-печь повышается при подаче инертного газа через полые электроды

2 Разработана математическая модель теплового состояния электродов АКП, позволившая учесть изменение потерь тепла на их нагрев в зависимости от длительности и режима работы агрегата.

3 Потери тепла на нагрев сплошных электродов составляют 3-5,9 % от общего расхода электроэнергии, в зависимости от режима и длительности работы АКП под током

4 Потери тепла на нагрев полых электродов, при подаче через них аргона, уменьшаются с увеличением диаметра внутреннего отверстия и составляют 1,2-5,2 % от общего расхода электроэнергии, в зависимости от режима и длительности работы АКП под током.

5 Интенсивность продувки стали аргоном через донные пробки должна составлять в период наведения шлака 2,4-2,7 л/(т мин); в течение нагрева стали

0.4-0,8 л/(т-мин), в период усреднения стали 0,8-2,7 л/(т-мин), при ежеминутном изменении интенсивности продувки на ± 40-50 % от среднего значения.

6 В АКП емкостью 370 т, оборудованном двумя пористыми пробками, при расходе аргона 1200 л/мин на каждую пробку происходит «пробой» ванны переход пузырькового режима течения газа в канальный, что неблагоприятно сказывается на процессе перемешивания, создает условия для возможного оголения зеркала стали в ковше при работе АКП с малым количеством шлака (менее 2 %) и вторичного окисления металла

7 С применением полых электродов на АКП обработано 311 ковшей емкостью 370 т При этом достигнуто повышение КПД нагрева на 7 %, снижение расхода электроэнергии на 1,5-6,6 %, расхода электродов на 7,9 %

8 При обработке стали на АКП с полыми электродами достижение заданной степени десульфурации металла происходило на 1-5 % чаще, чем в основном режиме, повышение средней степени десульфурации стали составило 7 %

9 Ожидаемый экономический эффект от применения технологии обработки стали с подачей газа через полые электроды в АКП составляет 2,71 млн руб в год в ценах 2005 г

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Управление тепловым и электрическим режимами агрегата ковш-печь/Е. Б. Агапитов, Г.П. Корнилов, М.М. Ерофеев и др. //Электрометаллургия. -2006. -Мб.-С. 11-16.

2. Ерофеев М.М., Агапитов Е Б Повышение энергоэффективности процесса обработки расплава трансформаторной стали // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России. Тез докл 5-й Всерос науч -техн конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / Под общ. ред Б К Сенички-на Магнитогорск -2004 -С 34.

3. Влияние режимов работы дугового устройства установки печь-ковш на ее энергетические характеристики / Е Б Агапитов, Г П Корнилов, М.М. Ерофеев и др // Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004 Сб. докладов Всерос науч -техн. конференции 4 1- Липецк - 2004 - С 99 -99.

4. Перспектива применения технологии внепечной обработки стали на агрегате ковш-печь при подаче аргона в полые электроды / Е Б. Агапитов, С.А. Самойлин, М.М. Ерофеев и др. // Теория и технология металлургического производства Межрегион, сб. науч трудов Вып 6. - Старый Оскол. - 2006 -С. 115-120

5 Исследование перемешивания расплава в ковше на основе пространственной математической модели / М.М. Ерофеев, Е Б Агапитов, А А Николаев и др. // Энергетика и энергоэффективные технологии Сб докладов Ме-ждунар. науч-техн. конференции Ч. 2 - Липецк -2006.-С 76-81

6 Развитие системы управления электродуговой установкой печь-ковш с целью повышения эффективности нагрева / Е.Б Агапитов, Г П Корнилов, М.М. Ерофеев и др //Изв. вузов Электромеханика. 2006. -№ 4 -С -81-84.

7 Освоение технологии обработки расплава стали в агрегате ковш-печь с полыми электродами / В.А. Бигеев, Е.Б Агапитов, М.М. Ерофеев и др // Материалы Междунар промышленного форума-выставки «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» - Челябинск. - 2007 - С. 86-87

8 Патент на полезную модель 62048 РФ, МПК С21 С7/00 Установка печь-ковш / Бигеев В А, Агапитов Е Б , Ерофеев М.М. и др № 2006138419/22, Заявлено 300 10 2006, Опубл. 27 03 2007, БИПМ № 9, с. 597

9 Результаты обработки расплава стали на агрегате печь-ковш с полыми электродами / В А. Бигеев, Е.Б Агапитов, М.М. Ерофеев и др. // Вестник МГТУ - 2007. - № 1 (17) -С 36-38

Подписано в печать 17 09 07 Формат 60x84 1/16 Бумага тип № 1

Плоская печать Уел печ л 1,0 Тираж 100 экз Заказ 529 455000, Магнитогорск, пр Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

Введение 4 •

1. Современные проблемы обработки стали в агрегатах ковш-печь

1.1. Энерготехнологические проблемы агрегатов ковш-печь в современном металлургическом производстве

1.1.1. Роль покровного шлака на агрегате ковш-печь

1.1.2. Компенсация тепловых потерь на агрегате ковш-печь

1.2. Исследование влияния режима нагрева стали на эффективность её обработки 15 1.2.1. Влияние режима работы электродугового устройства агрегата ковш-печь на его работу 1.2.2. Оценка энергетической эффективности работы агрегата ковш-печь

1.3. Применение полых электродов для обработки стали на агрегате ковш-печь

1.4. Перемешивание стопи на агрегате ковш-печь

1.5. Цели и задачи исследования

2. Исследование аккумулирующей способности электродов агрегата ковш-печь

2.1. Описание пространственной математической модели прогрева сплошного и полого электродов

2.2. Решение задачи нагрева электрода в прикладном программном пакете Flow Vision

2.3. Результаты моделирования прогрева сплошного и полого электродов

2.4. Выводы по главе

3. Оценка эффективности перемешивания стали в ковше на различных стадиях обработки путем математического моделирования 58 3.1. Описание методики оценки перемешивания стали 3.2. Описание математической модели

3.3. Обработка результатов математического моделирования

3.4. Выводы по главе

4. Экспериментальное исследование работы агрегата ковш-печь

4.1. Исследование влияния режимов работы электродугового устройства агрегата ковш-печь на энергетическую эффективность обработки стали

4.2. Оценка расхода электродов на агрегате ковш-печь

4.3. Оценка энергетического КПД обработки стали и степени ее десульфурации

4.4. Выводы по главе 121 Основные выводы 122 Библиографический список 123 . Приложения

Развитие агрегатов внепечной обработки началось в 60-е годы двадцатого века. Термин «внепечная обработка» связан с тем, что именно в это время процессы рафинирования начали переноситься в ковш для сокращения времени плавки в сталеплавильном агрегате - кислородном конвертере и, в особенности, в электродуговой печи. Постепенно требования к качеству готовой стали возрастали, все большее количество операций переносилось в ковш, возрастала их длительность. Таким образом, ннепечная обработка стала играть важную роль в сталеплавильном процессе и в настоящее время представляет отдельный передел в металлургическом комплексе.

С увеличением продолжительности обработки стали и ковше снижалась ее температура перед МНЛЗ. Поэтому возникла необходимость нагрева стали. Первоначально использовался химический нагрей стали за счет выделения тепла при протекании экзотермических реакций. Позже возникли агрегаты доводки стали, оснащенные электродуговыми устройствами для нагрева стали дугами переменного или постоянного тока, названные агрегатами ковш-печь (АКП). В современных условиях это сложные технологические агрегаты, оснащенные устройствами для ввода легирующих элементов, нагрева расплава стали, проведения операций десульфурации, дефосфорации, обезуглероживания. Современным агрегатом ковш-печь сталевар управляет на основе данных, полученных с помощью систем сбора и обработки информации, выдаваемых ему на монитор.

Агрегаты ковш-печь находятся в стадии непрерывного развития, что связано не только с появлением новых устройств, таких как трайбаппараты, устройства для порошковой продувки и др., но и с непрерывным расширением сортамента обрабатываемых сталей. Это приводит к необходимости непрерывного совершенствования технологии обработки расплава стали и встраивания разрабатываемых технологических приемов в существующие системы управления технологическим процессом.

В качестве объекта исследования взят агрегат ковш-печь № 1 вместимостью 370 т кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК». Спецификой работы данного агрегата является высокий налив металла, ограничивающий возможности по наведению шлака. Нагрев в этих условиях происходит при толщине слоя ишака меньшей длины дуги. По оценкам фирмы «VAI-FUCHS» длина дуги на различных ступенях трансформатора составляет 150-170 мм, а толщина слоя шлака на данном агрегате, по оценке лаборатории ККЦ, - 100-120 мм. При этом электрическая дуга оголена и горит в неустойчивом режиме. В таком режиме скорость нагрева стали ниже, чем заявлено производителем агрегата. С этим связан повышенный расход электроэнергии и электродов.

Для корректной работы сталевару агрегата ковш-печь необходима информация о температуре металла и его химическом составе. Для получения этой информации технолог проводит измерение температуры с помощью одноразовых термопар н отбор пробы металла в ручном режиме. При этом по значению в одной зоне оценивается состояние (температура и химический состав) всего объема стали. В этом случае велика вероятность ошибки, особенно при некачественном усреднении стали.

В настоящее время появился широкий спектр программных продуктов для численного моделирования физических процессов, которые позволяют оценивать эффективность труднодиагностируемых производственных процессов, например таких, как усреднение расплава стали. Отличительной чертой компьютерных моделей является получение дискретного решения в исследуемой системе, при этом исследователь сам может выбирать необходимую степень дискретизации решения, без труда увеличивая при необходимости количество точек в системе, для которых определяются свойства.

С помощью подобного программного комплекса Flow Vision в работе проводиться анализ тепломассообменных процессов в ковше рассматриваемого агрегата. Целью данного исследования является 5 совершенствование технологии перемешивания металла в ковшах большой емкости (более 200 т). Данный комплекс позволяет моделировать усреднение стали в ковше в течение ее перемешивания и нагрева.'Такая модель позволит оценить эффективность перемешивания стали, минимизировать расход перемешивающего газа и тепловые потери с ним, сократить длительность перемешивания - усреднения стали, исключить застойные зоны и обнаружить гидродинамически активные зоны для ввода в них легирующих добавок.

Цель работы. Снижение удельных расходов электроэнергии и материалов при обработке стали на агрегате ковш-печь.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

• разработка технологических приемов, позволяющих снизить влияние толщины шлака на эффективность нагрева; '

• повышение степени однородности стали после АКП;

• повышение эффективности нагрева стали.

Опробование предлагаемой технологии ожидается на агрегате ковш-печь ККЦ ОАО «ММК».

Основные выводы

1. Эффективность нагрева стали на агрегате ковш-печь повышается при подаче инертного газа через полые электроды.

2. Разработана математическая модель теплового состояния электродов АКП, позволившая учесть изменение потерь тепла на их нагрев в зависимости от длительности и режима работы агрегата.

3. Потери тепла на нагрев сплошных электродов составляют 3-5,9 % от общего расхода электроэнергии, в зависимости от режима и длительности работы АКП подтоком.

4. Потери тепла на нагрев полых электродов, при подаче через них аргона, уменьшаются с увеличением диаметра внутреннего отверстия и составляют 1,25,2 % от общего расхода электроэнергии, в зависимости от режима и длительности работы АКП под током.

5. Интенсивность продувки стали аргоном через донные пробки должна составлять в период наведения шлака 2,4-2,7 л/(т-мин); в течение нагрева стали 0,4-0,8 л/(т-мин); в период усреднения стали 0,8-2,7 л/(гмин), при ежеминутном изменении интенсивности продувки на ± 40-50 % от среднего значения.

6. В АКП емкостью 370 т, оборудованном двумя пористыми пробками, при расходе аргона 1200 л/мин на каждую пробку происходит «пробой» ванны -переход пузырькового режима течения газа в канальный, что неблагоприятно сказывается на процессе перемешивания, создает условия для возможного оголения зеркала стали в ковше при работе АКП с малым количеством шлака (менее 2 %) и вторичного окисления металла.

7. С применением полых электродов на АКП обработано 311 ковшей емкостью 370 т. При этом достигнуто повышение КПД нагрева на 7 %, снижение расхода электроэнергии на 1,5-6,6 %, расхода электродов на 7,9 %.

8. При обработке стали на АКП с полыми электродами достижение заданной степени десульфурации металла происходило на 1-5 % чаще, чем в основном режиме, повышение средней степени десульфурации стали составило 7 %.

9. Ожидаемый экономический эффект от применения технологии обработки стали с подачей газа через полые электроды в АКП составляет 2,71 млн руб. в год в ценах 2005 г.

1. Производство стали на агрегате ковш-печь / Дюдкин Д. А., Бать С.Ю., Гринберг С.Е., Маринцев С.Н.;. Под науч. ред. докт. техн. наук, проф. Дюдкина Д.А. -Донецк: ООО «Юго-Восток, ЛТД», 2003. 300 с.

2. Пути ресурсосбережения при внепечной обработке стали / Дюдкин Д.А., Гринберг С.Е., Грабов А.В. и др. // Сталь. 2002. - № 3. - С. 55-56.

3. Воинов С.С., Шалимов А.Г. Шарикоподшипниковая сталь. М.: Металлургиздат, 1963.-480 с.

4. Совершенствование технологии обработки конвертерной стали / Сарычев А.Ф., Носов А.Д., Коротких В. Ф. и др. // Сталь. 2002. - № 7. С. 19-22.

5. Электрические промышленные печи: Дуговые печи и установки специального нагрева / Свенчанский А.Д., Жердев И.Т., Кручинин A.M. и др. -М.: Энергоиздат, 1981.-296 с.

6. Харламов Д.А., Меркер Э.Э., Булгаков А.И. Исследование процессов нагрева металла при внепечной обработке в агрегате печь-ковш // Изв. вузов. Черная металлургия. 2002.-№ 3. - С. 26-28.

7. Металлургические мини-заводы / Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цупрун А.Ю. Донецк: Норд-Пресс, 2005. - 469 с.

8. Кнюппель Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. М.: Металлургия, 1984. -414 с.

9. Носова Т.В., Очагова И.Г. Использование агрегатов типа ковш-печь и установок циркуляционного вакуумирования за рубежом // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация»: 1982. № 16. - С. 19-35.

10. Ю.Ефроймович Ю.Е., Пирожников В.Е., Иоффе Ю.С. // Электротехника. -1965.-№ 1-С. 27-29.

11. П.Никольский Л.Е., Смоляренко В.Д., Кузнецов Л.Н. Тепловая работа дуговых сталеплавильных печей / Под ред. Никольского Л.Е. М.: Металлургия, 1981. — 320 с.

12. Дюдкин Д.А., Гринберг С.Е, Некоторые аспекты технологии и конструкции агрегатов ковш-печь // Электрометаллургия. 2005. - № 8. - С. 25-28.

13. Кочо B.C. // Изв. АН СССР. ОТН. 1952. - № 7. - С. 25-27.

14. Леушин А.И. Дуга горения. М.: Металлургия, 1973 - 240 с.

15. Сисоян Г.А. Электрическая дуга в электрической печи, М.: Металлургия, 1974. -304 с.

16. Капцов Н.А. Электрические явления в газах и вакууме. М.: Гостехтеоретиздат, 1950.-808 с.

17. Окороков Н.В. Дуговые сталеплавильные печи. М.: Металлургия, 1971. - 344 с.

18. Поволцкий ДЛ.,Рощин В.Я., Мальков Н.В. Электрометаллургия стали и сплавов. М.: Металлургия, 1995. 592 с.

19. Свенчанский А.Д., Смелянский М.Я. Электрические промышленные печи. Ч. 2:-Дуговые печи. -М.: Энергия, 1970. 261 с.

20. Ефроймович Ю.Е., Пирожников В.Е., Иоффе Ю.С. // Электротехника. -1966. -№9.-С. 51-53.• 21. Пирожников В.Е., Каблуковский А.Ф. Автоматизация контроля и управления электросталеплавильными установками. М.: Металлургия, 1974. - 208 с.

21. Харламов Д.А., Меркер Э.Э. Разработка алгоритма управления шлаковым режимом внепечной обработки стали // Энергосбережение и энергоэффективные технологии 2004.4.2: Сб. докл. Всерос. науч.-техн. конференции. - Липецк, 2004. С. 238-241.

22. Смирнов Н.А. Оптимизация технологии десульфурации стали на установке печь-ковш // Электрометаллургия. 2004. - № 1. - С. 20-28.

23. Дорошенко Н.В., Бараненко В.В. Образование и использование лома черных металлов в мировом металлургическом производстве // Электрометаллургия. -2001.-№ 7.-С. 27-36.

24. Lachner W., Fiedler Н., MuIIer A. Proceedings // 4 International Vacuum Conference. -. Tokyo, 1974.-P. 149-150.

25. Fiedler H. Proceedings // 5 International Symposium Electroslag Spesial Melting technick. Pittsburgh, 1974. - P. 466 - 476.

26. Освоение технологии внепечной обработки стали на установке печь-ковш конвертерного цеха «ММК» / Сарычев А.Ф., Носов А.Д., Коротких В. Ф. и др. // Совершенствование технологии на ОАО «ММК»: Сб.трудов ЦЛК. -Магнитогорск, 2001. Вып. 6. - С. 52 - 57.

27. Энергетический баланс печи-ковша / Хопман В.,Фетт Ф.Н., Клагес Т., Фиге JI. // Черные металлы. 1988. - № 18. - С. 19-22.

28. Романо М., Зоччи Г. Установки печь-ковш на заводах с полным металлургическим циклом // Электрометаллургия. 2004. - № 3. - С. 24-26.

29. Котельников Р. Б. Тугоплавкие элементы и соединения. М.: Металлургия, 1968.-376 с.

30. Крамаров А. Д., Соколов А. Н. Электрометаллургия сталей и ферросплавов. М;: Металлургия, 1976. - 440 с.

31. Еремин Е. Н., Кулишенко Б. А. О стойкости вольфрамового электрода при сварке в смеси аргона и углекислого газа // Сварочное производство. -19-79. № 1.• С. 17-18.

32. Семкин И. Г., Коптев А. П., Морозов А. П. Внепечная плазменная металлургия. -Магнитогорск, 2000. 490 с.

33. Brosovic J. А. // Iron and steel Engineer. -1959. V. 3 6, № 11.

34. Schwabe W. E. // Iron and steel Engineer, 1957. V. 34, № 6.

35. Микулинский А. С., Воробьев В. П., Котельников И.А. Применение трубчатых электродов на промышленной электросталеплавильной печи // Сталь. -1962. -№4.-С. 318-319.

36. Schwabe W. Е. // AISE proceedings. 1958.

37. Schwabe W. Е. // AISE proceedings. 1957.

38. Von К. // Schulz. Electrowarme. 1958. - № 7.

39. Charles J.A., Cowen A.G. // Iron and Coal trades Reviw. 1960. № 4778.

40. Ерофеев M.M., Агапитов Е.Б. Концепция энергосбережения при производстве азотированной стали // Энергосбережение и энергоэффекгивные технологии -2004 4.1: Сб. докл. Всерос. науч.-техн. конференции (26-28 октября 2004г.). -Липецк, 2004.-С. 90-93.

41. Окороков Н.В., Никольский Л.Е., Егоров А.В. Влияние трубчатых электродов на тепловую работу дуговой электросталеплавильной печи // Изв. вузов. Черная металлургия. -1962. № 9. - С. 105-109.

42. Чуйко Н. М., Перевязко А. Г., Даничек Р. Е. Внепечные способы улучшения качества стали. Киев: Технжа, 1978. -128 с.

43. Колибус В. В., Коженко А. П., Демидик В. Н. Десульфурация металла при плазменной и плазменно-индукционной плавке // Прогрессивные способы плавки для фасонного литья. Киев: ПланУССР, 1978. - С. 34-39.

44. Ерохин А. А. Плазменно-дуговая плавка металлов и сплавов. М.: Наука, 1975. -187 с.

45. Агапитов Е.Б., Ерофеев М.М. Азотирование расплава марганцовистой стали в процессе высокотемпературной плазменной обработки // Литейные процессы: Межрегион, сб. науч. тр. / Под. ред. В. М. Колокольцева. Магнитогорск: МГТУ, 2004. -Вып. 4.-С. 108-112.

46. Агапитов Е.Б., Ерофеев М.М. Азотирование металлов из газовой фазы // Конкурс грантов студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Челябинской области: Сб. реф. науч.-исслед. работ студентов. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004. -С. 153-154.

47. Тимошенко С.Н., Перистый М.М., Приходько В.В. Продувка стали в ковше через фурму с пористым углеродистым наконечником // Совершенствование технологии производства стали в конвертерных и мартеновских цехах. М.: Металлургия, 1985.-С. 61-63.

48. Поволоцкий ДJL, Кудрин В.А., Вишкарев А.Ф. Внепечная обработка стали. М.: МИСиС, 1995.-256 с.

49. Повышение качества конвертерной стали путем продувки аргоном в ковше / Поживанов А.М., Югов П.И., Рябов В.В. и д.р. // Экспресс-информация. Ин-т «Черметинформация». М., 1979. -Сер. 6. - Вып. 3. - 20 с.

50. Огурцов А.П., Недопекин Ф.В., Белоусов В.В. Процессы формирования стального слитка. Математическое моделирование заполнения и затвердевания. -Днепродзержинск: ДГТУ, 1994. -180 с.

51. Андерсон Д., Таннехил Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. М.: Мир, 1990. -Т.1.-384 е.; Т.2. - С. 385 - 728.

52. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. М.: Мир 1991, -Т. 1.-504 е.; Т. 2.-552 с.

53. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. -М.: Энергия, 1975.-296 с.

54. Федоровский А.Д., Никифорович Е.И., Приходько Н.А. Процессы переноса в системах газ жидкость. - Киев: Наук, думка, 1988. - 256 с.

55. Сизов A.M. Гидродинамика и теплообмен газовых струй в металлургических процессах. -М.: Металлургия, 1987.-256 с.

56. Сборщиков Г.С. Механика двухфазных систем газ-жидкость // Итоги науки и техники. Металлургическая теплотехника. -М.: ВИНТИ, 1986. Т. 7. - С. 3-47.

57. Закономерности распространения газовой струи в жидкости / Белов И.В., Белов Б.Т., Носков А.С. и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. -1983. № 2.1. С. 119-123.

58. Закономерности распространения газовой струи в жидкости / Белов И.В., Белов Б.Т., Носков А.С. и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. -1983. № 4. - С. 90-92.

59. Закономерности распространения газовой струи в жидкости / Белов И.В., Белов Б.Т., Носков А.С. и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. -1983. № 8.1. С. 83-85.

60. Охотский В.Б., Войлок К.В., Шибко А.В. Исследование процесса продувки металла в ковше аргоном // Изв. вузов. Черная металлургия. —1991.—№ 1.— С. 17-19.

61. Охотский В.Б. Температурный режим металла при продувке в ковше // Изв. АН СССР. Металлы. -1991. -№ 5. С. 34-37.

62. Перемешивание и теплообмен в конвертерной ванне при донной продувке / Чернятевич А.Г., Наливайко А.П., Приходько А.А. и др. // Изв. АН СССР. Металлы. -1988. № 2. - С. 13-18.

63. Чернятевич А.Г., Бродский А.С., Наливайко А.П. Перемешивание конвертерной ванны при комбинированной продувке встречными струями // Технология производства стали в конвертерных и мартеновских цехах. -М.: Металлургия, 1989.-С. 35-38.

64. Карякин Н.А. Угольная дуга высокой интенсивности. М.; JL: Госэнергоиздат, 1948.-240 с.

65. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. - 824 с.

66. Гиневский А.С. Теория турбулентных струй и следов. -М.: Машиностроение, 1976.-400 с.

67. Документация к системе моделирования движения жидкости и газа Flow Vision, версия 2.

68. Патанкар С.В. Численное решение задач теплопроводности и конвективного теплообмена при течении в каналах. М.: Изд. МЭИ, 2003. - 312 с.

69. Пашатский Н.В., Молчанов Е.А. Тепловое состояние электродов дуговых печей // Изв. вузов. Черная металлургия. -1998. № 5. - С. 24-26.

70. Калимулина С.И., Крупенников С.А. Численное решение задачи теплопроводности в полом анизотропном цилиндре применительно к нагреву рулона в колпаковой печи // Изв. вузов. Черная металлургия. 2005. - № 12. - С. 50-52.

71. Ерофеев М.М., Агапитов Е.Б. Математическое моделирование продувки полого электрода // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России:

72. Материалы 7-й Всерое. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и специалистов / Под общ. ред. Б. К. Сеничкина. Магнитогорск: ГОУ ВПО МГТУ, 2006. - С. 98101.

73. Исаченко В.П., Осипова В. А., Сукомел А.С. Теплопередача. М., 1981. - 416 с.

74. Теплотехника: Учебник для вузов / Архаров A.M., Исаев С.И. Кожинов И.А. и др. -М.: Машиностроение, 1986.-432 с.

75. Самарский А.А., Попов Ю.П. Разностные методы решения задач газовой динамики: Учеб. пособие для вузов. -М.: Наука. 1992.-424 с.

76. Потапов А.В., Коваль В.П. К расчету циркуляционного движения расплава в кислородном конвертере // Изв. вузов. Черная металлургия. —1981. — № 1. — С. 24-27.

77. Чернятевич А.Г., Наливайко А.П., Приходько А.А. О математическом описании взаимодействия кислородной струи с металлической ванной // Изв. вузов. Черная металлургия. 1982.-№ Ю.-С. 155-156.

78. Чернятевич А.Г., Наливайко А.П., Приходько А.А. Численное моделирование перемешивания и теплообмена в конвертерной ванне // Изв. вузов. Черная металлургия. 1984.-№5.-С. 44-48.

79. Ботвинский В JL, Потапов А.В. Гидродинамика расплава в ковше при продувке его нейтральным газом // Гидроаэромеханика и теория упругости. -1980. № 26.1. С. 78-82.

80. Sahai Y., Guthrie R.I.L. Hydrodynamics of gas stirred melts. Axisymmetric Flows. // Metallurgical Transactions.-1982.- 13B.-P. 203-211.

81. Гутри P. И. JI. Физико-химические и гидродинамические аспекты легирования расплавов методом вдувания порошков // Инжекционная металлургия 80. М.: Металлургия, 1982. - С. 75 - 92.

82. Белоцерковский О.М. Вычислительный эксперимент: прямое численное моделирование сложных течений газовой динамики на основе уравнений Эйлера, Навье-Стокса и Больцмана // Численные методы в динамике жидкостей. М.: Мир, 1981.-С. 348-398.

83. Овчинников Н.И., Щербаков В.А. Исследование теплообменных процессов в ковше установки типа АСЕА-СКФ // Изв. вузов. Черная металлургия. -1991. -№7.-С. 24-27.

84. Маршал Х.У. Применение анализа методом конечных элементов и вычислительной гидродинамики при разработке огнеупорной продукции // Сталь.- 2005. № 9. - С.28-31.

85. Гнездов Е.Н. Энергосберегающая технология перемешивания сталеплавильной ванны на основе физического моделирования // Изв. вузов. Черная металлургия.2004.-№ 5.-С. 64-66.

86. Wilcox D. С. Turbulence modeling for CFD / DCW Industries, Inc. -1994. 460 p.

87. Моделирование гидродинамики расплава в ковше при комбинированной продувке через верхнюю фурму и газопроницаемую вставку / Гизатулин Р.А., Протопопов Е.В., Самохвалов О.С., Самохвалов С.Е. // Изв. вузов. Черная металлургия.- 2004. -№ 12.-С. 9-12.

88. Чичко А.Н., Андрианов Н.В. Терлецкий С.В. Гидродинамическая модель перемешивания струей аргона порошкообразного материала в вакууматоре // Сталь. 2005. - № 6. - С. 69-71.

89. Развитие системы управления электродуговой установкой печь-ковш с целью повышения эффективности нагрева / Агапитов Е.Б., Корнилов Г.П., Николаев

90. А.А., Ерофеев М.М. и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. - № 4. - С. 81-84.

91. Управление тепловым и электрическим режимами агрегата ковш-печь / Агапитов Е.Б., Корнилов Г.П., Храмшин Т.Р., Ерофеев М.М., Николаев А.А. Электрометаллургия. 2006. -№ 6. - С. 11-16.

92. Результаты обработки расплава стаж на агрегате печь-ковш с полыми электродами / Бигеев В.А., Агапитов Е.Б. Ерофеев М.М. и др. // Вестник Ml ГУ. -2007.-№1(17).-С. 36-38.

93. Бигеев А.М. Математическое описание и расчеты сталеплавильных процессов: Учеб. пособие для вузов. М.: Металлургия, 1982. -160 с.

94. Пат. на полезную модель 62048 РФ, МПК С21 С7/00. Установка печь-ковш / Бигеев В.А., Агапитов Е.Б., Ерофеев М.М. и др. № 2006138419/22; Заявл. 30.10.2006; Опубл. 27.03.2007. БИПМ№ 9.-С. 597.