автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка и совершенствование конструкций дутьевых устройств и технологии конвертерной плавки с жидкофазным восстановлением

На правах рукописи

Лаврик Дмитрий Александрович

Разработка и совершенствование конструкций дутьевых устройств и технологии конвертерной плавки с жидкофазным восстановлением

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новокузнецк - 2003

Работа выполнена на кафедре металлургии стали Сибирского государственного индустриального университета

доктор технических наук, профессор Протопопов Евгений Валентинович

доктор технических наук, профессор Казаков Сергей Васильевич,

кандидат технических наук, доцент Нохрина Ольга Ивановна,

ООО "Сталь КМК", г. Новокузнецк.

Защита состоится " ¿/¿О /-/Я 2003 г. в /^ часов на заседании

диссертационного совета Д212.252.01 .при Сибирском государственном индустриальном университете по адресу: 654007, г. Новокузнецк, Кемеровской области, ул. Кирова, 42, СибГИУ. Факс: (3843) 465792.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского государственного индустриального университета.

Автореферат разослан " //Г" еМЛЛ-s 2003 г.

E-mail: rector@sibsiu.ru Http:// www.sibsiu.ru

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие:

О ¿2- Стариков B.C.

\ 0.1 2.2.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В современных условиях повышение эффективности кислородно-конвертерного производства стали неразрывно связано с проблемами разработки ресурсо- и энергосберегающей технологии конвертерной плавки с использованием одновременно с ломом в качестве охладителей операции железо- марганецсодер-жащих концентратов или агломератов, а также всевозможных металлургических отходов. При этом к числу важнейших проблем относится разработка оптимальных конструкций дутьевых устройств и технологии продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления и применением в качестве дополнительного теплоносителя и восстановителя энергетических марок угля.

На сегодняшний день в отрасли отчетливо прослеживается существенное отставание во внедрении новых конструкций дутьевых устройств и вариантов продувки конвертерной ванны с дожиганием отходящих газов, предусматривающих оптимизированную по расходам и энергии переработку увеличенного количества железомарганцево-рудного сырья способом жидкофазного восстановления.

Поэтому развитие теоретических основ и практических аспектов разработки дутьевых устройств для реализации ресурсо- и энергосберегающей технологии продувки конвертерной ванны с жидкофазным восстановлением является актуальной задачей сегодняшнего дня.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом хоздоговорных и госбюджетных НИР университета в рамках научно-технической программы "Производственные технологии", утвержденной Министерством образования РФ.

Базовой для подготовки диссертации является научно-исследовательская работа по конкурсу грантов Министерства образования РФ "Разработка теории процессов получения марганцевых сплавов в агрегатах конвертерного типа", исполнителем которой являлся автор.

Цель работы. На основе теоретических и экспериментальных исследований в новых направлениях гидрогазодинамических и тепломассообменных закономерностей продувки конвертерной ванны с интенсификацией дожигания отходящих газов в рабочем пространстве агрегата и окислительно-восстановительных процессов в жидком расплаве найти эффективные пути совершенствования известных и разработки новых конструкций дутьевых устройств и режимов продувки ванны с жидкофазным восстановлением железомарганцеворудных добавок, обеспечивающие повышение выхода жидкой стали и снижение расхода марганецсодержащйх ферросплавов при обеспечении надлежащей стойкости дутьевых устройств и футеровки агрегатов.

Научная новизна. Разработаны и предложены усовершенствованные варианты установок и методик высокотемпературного моделирования по изучению особенностей гидрогазодинамики и тепломассообмена при различных вариантах продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления.

С использованием высокотемпературного моделирования получена новая информация о структуре и размерах реакционных зон, образующихся при различных вариантах верхней, донной и комбинированной продувки конвертерной ванны кислородными, топливно-кислородными и газопорошковыми струями с вводом углеродсодер-жащих материалов и дожиганием отходящих газов.

Впервые получена достоверная информация об особенностях_вспенивания металла и шлака с установлением основных управляющих доздейетвий 'ййТсЪнвертерную ванну при различных режимах верхней и комбин

восстановлением оксидов железа и марганца при использовании в качестве дополнительного теплоносителя и восстановителя кускового угля.

Получили дальнейшее развитие основные теоретические и технологические положения по организации специальных открытой формы реакционных зон для более эффективного дожигания отходящих газов при комбинированной продувке со встречным взаимодействием кислородных и топливно-кислородных струй.

Разработана методика проектирования новых конструкций верхних одно- и многоконтурных, донных и боковых многосопловых фурм для конвертеров жидкофаз-ного восстановления с подачей окислительных, восстановительных и нейтральных газов, в том числе несущих порошкообразный уголь.

На основе высокотемпературных экспериментой и численного моделирования получила дальнейшее развитие методика проектирования донных и боковых дутьевых устройств, обеспечивающих подачу в конвертерную ванну подогретого до 500°С за счет тепла отходящих газов перемешивающего многоструйного дутья при индивидуальном регулировании.

Теоретически и экспериментально обоснованы новые и усовершенствованные методы верхней и комбинированной продувки конвертерной ванны с использованием предложенных конструкций дутьевых устройств и конвертерных агрегатов применительно к условиям жидкофазного восстановления железо- и марганецрудного сырья.

Практическая значимость. Полученные в работе научные результаты использованы для разработки технологических рекомендаций и промышленных конструкций новых многоцелевых дутьевых устройств, обеспечивающих повышение энергосберегающей эффективности продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления при использовании в качестве охладителя операции совместно с ломом присадок железо- и марганцеворудных материалов.

Разработанные технологические рекомендации по дутьевому и шлаковому режиму ведения плавок с элементами жидкофазного восстановления, рабочие чертежи оптимизированных конструкций верхних, донных и боковых многоцелевых фурм переданы к внедрению в кислородно-конвертерных цехах ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат".

Предмет защиты и личный вклад автора. На защиту выносятся основные положения, представляющие научную новизну и практическую значимость:

- методика и результаты высокотемпературного моделирования гидрогазодинамических и тепломассообменных закономерностей поведения реакционных зон и конвертерной ванны при различных режимах верхней, донной и комбинированной продувки, в том числе с дожиганием отходящих газов при вводе углеродсодержащих материалов;

- теоретические и технологические положения способа комбинированной продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления при встречном взаимодействии кислородных, нейтральных и топливно-кислородных струй и создании специальных открытой формы реакционных зон для более эффективного дожигания отходящих газов;

- методика проектирования и практические аспекты разработки новых конструкций верхних одно- и многоконтурных, донных и боковых многосопловых фурм для конвертеров, работающих с жидкофазным восстановлением железо и марганецсодер-жащего сырья при продувке ванны окислительными, восстановительными и нейтральными струями, в том числе несущими порошкообразный уголь;

- результаты численного моделирования процесса подогрева нейтрального перемешивающего газа за счет тепла отходящих газов и аккумулированного в горловине конвертера, с практическим приложением к разработке донных и боковых дутьевых устройств для подачи последних;

- теоретические и практические аспекты усовершенствования методов верхней и комбинированной продувки конвертерной ванны с использованием предложенных конструкций дутьевых устройств и конвертерных агрегатов применительно к условиям жидкофазного восстановления железо- и марганецрудного сырья.

Автору принадлежит: совершенствование методов высокотемпературного моделирования продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления; разработка методики проектирования многоцелевых фурменных устройств и дутьевых режимов плавки применительно к технологии жидкофазного восстановления; результаты обработки и обобщения данных высокотемпературных экспериментов и численного моделирования процесса подогрева нейтрального перемешивающего газа.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертации докладывались и обсуждались: на X Международной научно-технической конференции "Теория и практика кислородно-конвертерных процессов" (г. Днепропетровск, Украина, 2002 г.), X Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современная техника и технология" (г. Томск, 2002 г.), Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ""Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения" (г. Новокузнецк, 2002 г.), II Международной научно-практической конференции "Автоматизированные точные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии" (г. Москва, 2002 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13. работ, из них _6_ статей в специализированных научных журналах, _7_ в материалах и трудах международных научно-технических конференций и конгрессов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных источников из 235 наименований, приложения и содержит 125 страниц машинописного текста, 98 рисунков, 14 таблиц.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цели и задачи диссертационной работы, отражены научная новизна и практическая ценность выносимых на защиту результатов с их публикацией и апробацией.

1. Современное состояние теории и практики продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления

В результате анализа существующих конвертерных процессов с элементами жидкофазного восстановления показано, что в последнее время наблюдается значительное увеличение количества разработок по созданию новых способов, технологических схем и конструкций дутьевых устройств и агрегатов.

Осуществляется структурная перестройка, направленная на повышение гибкости и экономической эффективности кислородно-конвертерного производства стали при изменяющихся параметрах металлозавалки. Современной металлургической практикой, прежде всего предприятий Японии, доказана целесообразность предварительной комплексной ковшевой обработки чугуна с удалением серы и фосфора до содержания

менее 0,005 и 0,010% соответственно и кремния до 0,08-0,15% с последующей переработкой последнего в конвертерах по малошлаковой технологии с жидкофазным восстановлением марганецсодержащего сырья. В настоящее время в Японии около 50% марганца вводят в сталь не в виде марганцевых сплавов, а в виде марганцевой руды по ходу операции:

Несмотря на то, что в России принят за основу концепции развития черной металлургии аналогичный подход в направлении создания ресурсо- и энергосберегающего технологического комплекса аглодоменно-конвертерного производства в данном направлении прослеживается существенное отставание. Показано, что для реализации новых комбинированных конвертерных процессов с жидкофазным восстановлением перспективна разработка многоцелевых верхних, донных и боковых дутьевых устройств, обеспечивающих операции обжига и разогрева футеровки конвертера (в том числе на межплавочных простоях), нанесения шлакового гарнисажа на футеровку, предварительного подогрева лома и сыпучих материалов, продувки ванны с подачей порошкообразного теплоносителя - восстановителя и одновременным дожиганием отходящих газов, интенсивного перемешивания металла и шлака нейтральным газом по окончании кислородной продувки. Для разработки такого типа фурменных устройств и дутьевого режима плавки с их использованием чрезвычайно важна информация о структуре и размерах реакционных зон, поведении конвертерной ванны при различных вариантах продувки, в том числе с вводом углеродсодержащих материалов, а также железо- и марганецсодержащих добавок.

С учетом проанализированных данных, применительно к сырьевой базе черной металлургии Кузбасса, определены основные новые направления исследований с целью получения недостающей информации по гидрогазодинамическим и тепломассообмен-ным особенностям продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления, чтобы на ее основе разработать рациональные дутьевые режимы и устройства для конвертеров при повышении технико-экономической эффективности процесса.

1. Изучение макрофизических явлений в реакционных зонах конвертерной ванны при различных вариантах продувки и ввода углеродсодержащих материалов

Исследования проведены с использованием высокотемпературного моделирования при соблюдении условий геометрического, физико-химического и гидрогазодинамического подобия горячей модели и образца. Тепловое подобие образца и модели соблюдалось посредством применения для футеровки конвертеров специальных низко-температуропроводных материалов. Плавки вели на специальной многоцелевой установке, оснащенной 150-кг индукционной печью, 60- и 160-кг конвертерами, имеющими профиль и размеры рабочего пространства в масштабах соответственно 1:18 и 1:12 по отношению к 350-т конвертерам ОАО "ЗСМК". Применительно к различным способам продувки были созданы специальные конструкции верхних, боковых и донных дутьевых устройств.

Для изучения гидрогазодинамических закономерностей хода продувки использованы усовершенствованные методики "смотрового окна" и "прозрачной стенки", заключающиеся в наблюдении и фиксации фото- и киноаппаратурой макрофизических явлений, происходящих на поверхности конвертерной ванны, в подшлаковых и глубинных ее слоях, а также в пределах реакционных зон, развивающихся в 15-20 кг сменных реакторах при взаимодействии с металлическим расплавом кислородных, топлив-

но-кислородных и газо-порошковых струй, направленных вдоль прозрачной кварцевой стенки реактора. Общая интенсивность продувки кислородом сверху составляла 2,0-5,0 м3/(т-мин), снизу - 0,1-2,0 м3/(т-мин), при этом расход защитной среды (природного газа) составлял до 10% от объемного расхода кислорода через днище. Расход порошкообразного угля колебался в пределах 0,35-1,75 кг/(т-мин) при расходе инжектирующих газов (азота или воздуха) - 0,2-0,5 м3/(т-мин).

В результате изучения особенностей верхней продувки конвертерной ванны при подаче кусковых и порошкообразных углеродсодержащих материалов установлено, что в случае практикующейся обычно одноразовой присадки на залитый чугун углеродсодержащих материалов в ходе продувки происходит оттеснение на периферию ванны выходящим из реакционной зоны потоком газа основной массы введенного угля с вовлечением последнего в шлак. В последующем по мере разогрева ванны развивается процесс взаимодействия угля с оксидами железа, что сопровождается интенсивным газообразованием, вспениванием шлака и возникновением выбросов по завершении 2535% времени продувки. Недостатки одноразовой присадки кускового угля в полной мере ликвидируются в случае равномерного ввода теплоносителя в несколько приемов на протяжении 25-35% времени операции. В этом случае создаются наиболее благоприятные условия для непосредственного сжигания угля в пределах формирующихся реакционных зон, растворения его в расплаве, а также обеспечивается раскисление перегретого шлака и предотвращение интенсивного его вспенивания с образованием выбросов (последующие порции угля соответственно по завершении 10-15 и 25-30% времени продувки). Более эффективному сжиганию присаженного угля способствовало увеличение числа сопел в фурме, при этом целесообразно реализовывать более "жесткий" режим дутья с распространением реакционной зоны практически на всю глубину расплава.

Проведенными опытами отработаны оптимальные дутьевые и шлаковые режимы продувки низкомарганцовистого чугуна при использовании 5-ти, б-ти и 9-ти сопловых фурм (рис. 1), позволяющие более эффективно сжигать каждую порцию присаженного угля. В этом случае в период наводки шлака обеспечивается равномерное выделение и дожигание летучих угля и большая площадь контакта высокотемпературных реакционных зон с углем. В результате осаживания вспененного шлака присадками извести, разжижителями шлака, а также за счет раскисляющего действия на шлак угля увеличивается свободный объем конвертера, что улучшает условия организации дожигания отходящих газов до С02 и Н20. При этом реализуется более равномерный нагрев ванны с отсутствием значительной температурной неоднородности, рациональное вспенивание шлака с предотвращением выбросов и

!

4

20

ил

fill

„УУчЧ-'чЧччУчЛ' чЧчччУ -лччччУ

ш

Ш!

-+-

ЧЧЧЧЧЧЧЧУ ЧЧЧ\Ч.\\\\ЧЧ\Ч\\ЧЧЧ'

ЧЧ\Ч\\ЧУ

iflf

И

3,6 2.«

С?

3.6 2.9

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Время продувки, мин Рис. I Режим дутья и присадок сыпучих при продувке низ ко марганцовистого чугуна пяти-(а), шести- (б) и девятисопловой (в) фурмами. Присадки, кг: У - уголь; И - известь; Ш -шпат.

выносов. В результате обработки отснятых кинофрагментов продувки конвертерной ванны струями воздуха и азота, несущими во взвешенном состоянии углеродсодержа-щий порошок, установлено, что с целью достижения максимальной эффективности использования углерода топлива, важно обеспечить внедрение в расплав порошка на глубину, сопоставимую с длиной реакционной зон, образованных кислородными струями. В противном случае имеет место интенсивный вынос порошка угля в отходящем потоке газа и снижение эффективности его использования, особенно при угле наклона кислородных сопел к оси фурмы меньше 17 градусов. Важно обеспечить оптимальные расходы кислорода через основные сопла и угол их наклона к оси фурмы в пределах 17-22 градусов. Вдувание в ванну конвертера порошкообразного угля в течение 18-75% продолжительности продувки при оптимальных углах наклона и количестве сопел с условием соблюдения предложенных режимов дутья обеспечивает спокойный ход операции без выноса и выбросов. Получены уточненные зависимости структурных параметров реакционных зон от режимов дутья, позволяющие с большей достоверностью переносить полученные данные с модели на образец, а также успешно проектировать промышленные образцы фурм.

Данные высокотемпературного моделирования внедрения верхних газопорошковых струй в жидкий чугун были обработаны по модели, в соответствии с которой зависимость глубины (Ь) и диаметра (Д) реакционной зоны от параметров дутья представлена в виде выражений:

1) Д = к2-]-±*—,(2)

Р и-8

где ¡гп - импульс одиночной газопорошковой струи, Н; рч - плотность металла, кг/м3; § - ускорение силы тяжести, м/с2; Нф - высота фурмы над ванной, м; к, и к2 - эмпирические коэффициенты.

В случае вдувания порошкообразного угля с концентрацией 1 -5 кг/м3 в потоке воздуха эмпирический коэффициент (к|) для определения максимальной глубины первичной и вторичной реакционных зон составляет 130,8 и 226,9 соответственно, а коэффициент (кг) соответственно 3,05 и 5,72 при расчете диаметра первичной и вторичной реакционных зон. В то же время при вдувании порошкообразного угля в потоке азота значения соответствующих коэффициентов составляют к| = 131,5 и 227,6; к2 = 2,92 и 5,67.

Проведенный комплекс высокотемпературных экспериментов на 60 и 150-кг конвертерах по организации реакционных зон при верхней кислородной продувке через двухконтурные фурмы с дожиганием отходящих газов показал, что расход кислорода через дополнительные сопла в случае использования 5-ти сопловой фурмы должен составлять 10-15%, а при использовании 9-ти сопловой - 10-25% от общего. При этом в первые 20-30% времени продувки в случае организации дожигания отходящих газов в пределах обособленных реакционных зон двухконтурную фурму необходимо располагать на высоте определяемой из соотношения (3) и из выражения (4) при

дожигании отходящих газов по схеме организации объединенной реакционной зоны.

Нф 4 =258,9

,г . \ 0,164 /ГГ . \0,079

иен

.(3) НфЧ = 79,7• с/в1

' О2оси

(4)

В остальное время рабочая высота ) двухконтурной фурмы над уровнем ванны должна соответствовать полученной зависимости '

Hp =53,2-rf„

^Ojoch

m-g

(5) Здесь: X 'о2 оси ~ суммарный импульс

"z 0,48

мс

0

и

1 30

з

л

Ú 20

основных кислородных струй, Н; с!вых — выходной диаметр сопла Лаваля, м; ш - садка конвертера, кг.

На основании проведенных в лабораторных условиях экспериментов отработаны рациональные дутьевой и шлаковый режимы продувки конвертерной ванны двух-контурными фурмами (рис. 2) с замещением кислорода дожигания на азот по истечении 80% времени продувки, что позволяет предотвратить чрезмерное переокисление металла и шлака, особенно в случае "передува" металла.

Полученные экспери-ментальные результаты для верхней кислородной продувки были обработаны по двум схемам. По первой схеме зависимость глубины (Ьв) и диаметра (Дв) реакционной зоны от параметров дутья представлена в виде выражений (1) и (2) с учетом косинуса угла (а) наклона сопел к вертикали.

По второй схеме на основании установленных закономерностей и использования метода анализа размерностей безразмерные диаметр (Дв/Нф) и глубина (Ьв/Нф) одиночной первичной (I) и вторичной (II) реакционной зоны были представлены в виде зависимости

\*4

= 20

lili

s > 1 WfflL а)

i i ^ Ч 1

-

I

T

n y* 1 I

„i. 111

o Ш l

1 ti 11 i i

i '■''■■'■■■I-■-

_ У//Ш- ■4.ЧЧЧЧЧЧЧЧЧ 1 ft 1

- 1 L — W//W/

IYNV t

1 ! 1 i '

0,48

3, 2 £

3, £

1,

2

0. i

3,

з, =

£1 Нл

Ü.

(6)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Время продувки, мин

Рнс. 2 Режим дутья и присадок сыпучих при продувке конвертерной ванны двухконтурными пятисопловой (а) и девятисопловой (б) фурмами

где ¡к - импульс кислородной струи, Н; Кз, К4 - эмпирические коэффициенты.

Для условий донной кислородно - топливной продувки зависимости длины (Ь°) и диаметра (Дд) реакционной первичной (I) и вторичной (И) зоны от параметров дутья представлены выражениями:

г Д

Рм ё

(7)

D = kc- з

(8)

IРм

Здесь: ¡кл-. - импульс одиночной кислородно-топливной струи, кг-м/с2; к5, к6 -эмпирические коэффициенты.

При верхней кислородной и донной кислородно-топливной многоструйной продувке общий максимальный диаметр (Оо6щ) области выхода на поверхность ванны газообразных продуктов реакций можно найти из выражений:

л 0,65

_!к_

DL. =11,3-Я

g-Н

Ф

= 2-D

•(l + L

va + к1 -I

■lga)+d¿ +2{нф

• sin а + d 0° ,

+ ¿J- J-'ga.

D

// max

(9) (10)

где , - диаметр окружности расположения осей выходных сечений сопел верхней и донной фурм соответственно; кп • Ьцтах - длина участка вторичной реакционной зоны до уровня максимального диаметра последней (к7=0,42-0,6б); а - угол наклона сопел к вертикали фурмы. Согласно выполненной обработке экспериментальных данных оптимальные условия донной кислородно-топливной продувки с "прострелом" ванны глубиной И'в достигаются при выполнении условия

Н-в=АМ.,Пт, (11) =5,18. зрИ. (12)

"\(Р« -8 \Ри 'В

Выражение (12) определяет рекомендуемую основную глубину конвертерной ванны

Значения полученных эмпирических коэффициентов К|-К6 равны:

Размеры реакционных зон Значения коэффициентов для вариантов продувки

верхняя кислородная донная кислородно-топливная

К| К2 КЗ к4 к5 Кб

Длина i'lmm 75,1 2,05

Llmax 133,3 3,41

Lllmin 205,3 8,9 . 0,584 3,86

Lllmax 228,6 12,7 0,584 4,15

Диаметр Dlm,„ 2,68 1,42

Dlmax 3,09 1,72

Dumm 5,02 3,72

Dllmm 5,81 1,48 0,165 3,09

В случае реализации донной кислородно-топливной продувки конвертерной ванны сходящимися струями оптимальный уровень пересечения струйных участков сходящихся реакционных зон при неизменных значениях диаметра сопла (dc) и hB обеспечивается при выполнении соотношения

((0,25-ь0,45)+0,25-а2)0'5 =4,15-3 , (13)

VPv/'g

a - расстояние в днище между наклоненными друг к другу соседними соплами фурм.

В соответствии с полученным выражением (13) в процессе донной продувки в определенный период операции за счет подачи кислородно-топливного дутья сверх оптимального расхода можно обеспечить пересечение участков вторичных реакционных зон и, тем самым, повышение окисленности шлака и ускорение растворения присаживаемой кусковой извести. При расходе донного дутья ниже определенных оптимальных значений можно предотвратить объединение реакционных зон в пределах высоты металлического расплава, что сопровождается снижением окисленности шлака и более полным расходованием образующихся оксидов железа на окисление примесей в объеме ванны.

Подача через днище кислородно-топливного дутья сходящимися струями способствует локализации зон преимущественного выделения монооксида углерода на поверхность ванны, что важно с точки зрения повышения эффективности дожигания отходящих газов, особенно при комбинированной продувке при встречном ориентированном направлении и подачи верхних кислородных струй в специально создаваемые области интенсивного выделения СО и Нг из расплава.

3. Исследование реакционных зон и гидрогазодинамики конвертерной ванны при комбинированной продувке встречными дутьевыми потоками

Для улучшения показателей конвертерного процесса с элементами жидкофазно-го восстановления обязательна и необходима организация дожигания дополнительным потоком кислорода выделяющихся из ванны восстановительных газов в надшлаковом пространстве агрегата или в пределах специально создаваемых зон. Для комбинированной продувки конвертерной ванны предложено группы сверх- и дозвуковых кислородных струй, истекающих из сопел двухконтурной фурмы ориентированно направлять в области преимущественного выделения СО и Н2 на поверхность ванны, создаваемые донными кислородно-топливными струями. Применительно к разрабатываемому способу комбинированной подачи газов в расплав обобщенная схема реакций в системе Ре-О-С для различных зон рабочего пространства конвертера представлена на рис. 3.

В соответствии с принятой схемой (рис. 3) произведена оценка показателей дожигания СО и Н2 для различных реакционных зон рабочего пространства конвертера согласно выражениям:

где ес = рС02 /рсо,г„ = pHl0 / рц2; р - парциальное давление соответствующего газа.

Проведенные термодинамические расчеты подтверждают возможность организации более эффективного дожигания отходящих газов при обеспечении открытого характера реакционной зоны (рис. 3) со "свищевым" канальным прохождением потока СО и Н2 через вспененный слой шлакометаллической эмульсии с дожиганием последнего кислородом дозвуковых струй в верхних участках реакционной зоны. Исследования гидрогазодинамических закономерностей продувки конвертерной ванны кислородом сверху и кислородно-топливными струями через днище решали с использованием 60-кг конвертера с прозрачной кварцевой стенкой. Верхнее дутье подавали через 4-х сопловые обычные (диаметр сопла dc=0,001 м, угол наклона сопла к вертикали а=15°) и 9-ти сопловые трехблочные (каждый блок включает одно сопло с dc = 0,002 м, под cci = 10° и два - с dc = 0,001 м, под а? = 25°) водоохлаждаемые фурмы при размещении в днище 3-х и 4-х сопловой донной фурмы типа "труба в трубе" (диаметр ки-слородподводящего канала фурмы 0,001 м, ширина кольцевой щели - 0,0003 м) специальной конструкции. Общий расход кислорода на продувку составлял 3-4 м3/(т-мин) при варьировании доли донного дутья 3-50% от указанных значений. Расход защитной среды (природного газа) под держивали на уровне 10% от объемного расхода кислорода через днище. Высоту расположения верхней фурмы относительно уровня ванны в спокойном состоянии изменяли в пределах 80-150 калибров. Подтверждено, что при комбинированной продувке чугуна встречными струями наблюдаются три основных режима взаимодействия с образованием объединенных реакционных зон грибо- и конусообразных конфигураций. Наиболее спокойный ход продувки обеспечивается при многоструйном встречном дутье с организацией в каждой паре противонаправленных струй объединенной стабилизированной в пространстве реакционной зоны грибообразной конфигурации (режим II) с канальным "свищевым" выходом отходящих газов на поверхность ванны. Это обеспечивается с учетом соотношений

■^—•100, % по объему, (14) Н'20 =

—100,% (15),

1 +

d.

Здесь: , - импульс верхней и донной кислородной струи соответственно, Н;

<1ВЫХ - диаметр выходного сечения сопла верхней фурмы, м; I—>11, II—>111 - переходы граничных режимов взаимодействия.

В условиях комбинированной продувки конвертерной ванны встречными струями удается ликвидировать температурную неоднородность расплава и организовать дожигание СО до С02 и Н2 до НгО в отходящем потоке газов даже при наличии вспененного слоя шлака. В то же время при разобщенном взаимодействии верхних и нижних струй в расплаве при вспененном шлаке дожигание отходящих газов не реализуется из-за отсутствия направленной подачи верхних кислородных струй в места преимущественного выхода на поверхность ванны потоков СО и Н2, образованных донными кислородно-топливными струями, а также существенного уменьшения свободного от вспененного шлака объема конвертера, приспособленного для дожигания СО и Н2 над поверхностью ванны.

\Mtrn>лл I . ! I 1 ГГ|(Чт-Ъ ' I Ш

чцМИЩЩ.

{О,; СН4}

Рис. 3 Схема реакций в системе Ре-О-С при продувке ванны встречными топливно-кислородными струями

№ Зоны

реакции протекания реакции Реакции

1 2 3 4 Струи 14{02}С=[0] {С02}с = [О] + {СО}р, [Ре] + 'Л{02}с = (Ре0)рз [Ре1+{С02}с=(РеО)0,+{СО}03

5 6 7 8 9 Реакцио иная (РеО)р, = [Ие] + [О] [С] + ,А{02}с - {СО}р3 [С] + {02}с = {С02}р1 [С] + (РеО)рз+[Ре] [С1+{СО2}с = 2{СО}03

10 11 12 13 Металла [С] + [0] = {С0}ч [С] + 2[0] = {С02}„ {С0}м + [0]={С02}ч ГС] + {С02}ч = 2{СО}ч

14 15 16 17 18 19 20 21 22 Шлака 2(РеО)ш + '/г{02}с = (Ре20з)ш 2(Ре0)ш+{С02} с=(Ре203)ш+ {СО} ш (Ре203)ш = [0]+2(Ре0)ш (РеО)ш = [О] + [Ре] 2(РеО)ш + [Ре] = З(РеО) [С]н + (РеО)ш = {СО}ш + [Ре] {С0}ш+(Ре20з)ш={С02}1и + 2(РеО) {СО}и + (РеО)ш = {С02}ш + [Ре] {С02)м+2(Ре0)ш= {СО}ш + (Ре203)

23 Струи {СО}„, +й{02}с = С02оз

24 Реакционная {СН4}о+2{02}с= {С02}р3 +2{Н20}„,

25 Металла {Н20}„, = {Н2}„ + ГО]

26 27 Шлака (РеО)ш + {Н2}ш = [Ре] + {Н20}ш (Ре203)ш + {Н2}ш = (РеО)щ + {Н20}ш

28 29 Струи {Н20}р,+{С0}рз = {Н2}рз + {С02}рз {Н2}сз + '/2{02}с = {Н20}„3

30 31 Реакционная [С] + {Н20}рз = {Н2}рз + {СО}Рз [Ре] + {Н20}р3 = {Н2)„, +(РеО)„з

Для условий комбинированной продувки конвертерной ванны в режиме встречного взаимодействия кислородных струй, а также для менее благоприятного режима

комбинированной продувки с рассредоточенным вдуванием в конвертерную ванну верхних кислородных и донных кислородно-топливных струй относительный подъем уровня металлической ванны можно определить соответственно из выражений:

^ = 0,408-(Л-)0-459, (18) ^ = 0,586-(^г)0'454.(19)

Я0 Я„

где Рг - число Фруда (Рг = I ё-Нй)-,\й0Г - средняя скорость выделения отходящих газов в сечении ванны, м/с; ДН„ = Нм - Но, м; Но, Нм - соответственно уровень металлической ванны в спокойном и вспененном состояниях, м.

С целью изучения поведения конвертерной ванны в условиях комбинированной продувки по предложенным вариантам (рис. 4), установления управляющих воздействий на состояние ванны при жидкофазном восстановлении присаженных по ходу операции оксидов железа и марганца были проведены эксперименты на 60-кг конвертере с прозрачной кварцевой стенкой.

Для верхней кислородной продувки с интенсивностью 2,5-4,0 м3/(т-мин) использованы специальные двухконтурные фурмы (расход кислорода на внешний контур сопел 15-25% от общего).

Рис. 4 Варианты комбинированной продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления при подаче через днище нейтральных (а) и топливно-кислородных (б) струй: 1 - конвертер; 2 - двухконтурная фурма; 3 - объем газошлакометаллической эмульсии; 4 - объем металлической ванны; 5, 6 - донные фурмы подачи нейтральных и топливно-кислородных струй соответственно; 7, 8 - сверхзвуковые и дозвуковые кислородные струи соответственно.

В случае комбинированной продувки кислородом сверху и нейтральным газом снизу (рис. 4, а) азот с расходом 0,1 м3/(т-мин) подавали через три трубчатых сопла (диаметром 0,7 мм) из нержавеющей стали, запрессованных в донном огнеупорном блоке, с ориентированным направлением струй азота под основания реакционных зон, образованных при внедрении в ванну трех центральных кислородных струй. При комбинированной продувке кислородом сверху и кислородно-топливными струями через днище (рис. 4, б) три донных фурмы типа "труба в трубе" (диаметр кислородподводя-щего канала фурмы 0,8 мм, ширина кольцевой щели подачи природного газа 0,3 мм) располагали в днище по аналогичному варианту. Расход природного газа поддерживали на уровне 10% от удельного расхода кислорода через днище 1,0-1,5 м3/(т-мин).

С началом продувки после "зажигания" плавки в конвертер присаживали 2,0-2,2 кг извести и 0,5-0,7 кг плавикового шпата и с момента формирования жидкоподвижно-го вспененного шлака (15-20% времени от начала операции) производили рассредоточенный порционный ввод угля марки АС (0,5-1,4 кг), прокатной окалины (0,5-1,2 кг) или марганцевого агломерата (0,5-1,2 кг).

Установлено, что в условиях проведенных экспериментов характер поведения ванны при комбинированной продувке с элементами жидкофазного восстановления существенно отличается в сравнении с обычной комбинированной продувкой. Шлаковая ванна при рассредоточенной по хбду операции присадке угля и железомарганецсо-держащих охладителей представляет собой более сложную гетерофазную систему. В

ней присутствуют наряду с железоуглеродистыми корольками металла, несколько типов дополнительных восстановителей (ококсованные частицы угля, капли науглеро-женного металла, пузыри СО и Нг), способствующих протеканию реакций жидкофаз-ного восстановления оксидов железа и марганца с образованием и накоплением в шлаке мелких газовых пузырей, что приводит в определенных условиях к неконтролируемому вспениванию шлака и возникновению выбросов.

Нижнему уровню вспенивания конвертерной ванны соответствовало содержание в среднем 9% и 5% РеО в шлаке соответственно для режимов комбинированной продувки с подачей через днище азота (рис. 4, а) и кислородно-топливных струй (рис. 4, б). В случае совместной присадки прокатной окалины и угля с развитием процессов жидкофазного восстановления оксидов железа образование газошлакометаллической эмульсии интенсифицировалось, особенно с накоплением оксидов железа в шлаке выше 12%. При комбинированной продувке с жидкофазным восстановлением оксидов марганца нежелательные явления в ходе операции (чрезмерное вспенивание и возникновение выбросов) менее выражены, что вероятно, связано с образованием более жид-коподвижного шлака при повышенном содержании в нем оксидов марганца.

С точки зрения интенсификации восстановления оксидов железа и марганца, а также предотвращения окисления железа и марганца на окончательной стадии продувки важным фактором является режим присадки угля. Присадка последней порции угля при передуве ванны ([С]<0,20%) способствует меньшему переокислению конечного шлака и сохранению на более высоком уровне предварительно восстановленного марганца. При этом последняя присадка марганцевого агломерата должна завершаться в период 80-85% времени от начала продувки, до наступления периода повторного окисления марганца при глубоком передуве ванны.

В результате проведенных экспериментов было получено конечное содержание марганца в металле 0,15-0,20% и 0,35-0,45% при переделе соответственно низкомарганцовистого (0,08% Мл) и обычного (0,56% Мп) чугунов при содержании углерода в металле после продувки 0,06-0,08%. Верхний предел содержания марганца в металле характерен для режимов комбинированной продувки со встречным взаимодействием кислородных и кислородно-топливных струй при одновременном дожигании отходящих газов дополнительным кислородом, подаваемым через сопла внешнего контура двухконтурной фурмы.

Полученные результаты высокотемпературного моделирования были использованы при отработке режимов дутья и присадок сыпучих материалов на 160-т конвертерах ОАО "ЗСМК" с реализацией технологии жидкофазного восстановления оксидов марганца.

4. Разработка многоцелевых конструкций дутьевых устройств для конвертерных агрегатов жидкофазного восстановления

С учетом результатов лабораторных и промышленных испытаний предложены основные конструктивные решения конвертерных агрегатов и многоцелевых дутьевых устройств для создания новых ресурсо- и энергосберегающих комбинированных конвертерных процессов (рис. 5) с восстановлением в жидкой ванне железо, марганец-рудных материалов с использованием в качестве восстановителей порошкообразного и кускового угля при дополнительном перемешивании ванны нагретыми нейтральными и восстановительными газами.

N.. Лг

а)

О;. М;. С„Н„ б)

Г)

Рис. 5 Схемы конвертерных агрегатов и способов комбинированной продувки конвертерной ванны с жидкофазным восстановлением железо-марганецсодержащих материалов:

1 - конвертер; 2 - верхняя многоконтурная фурма; 3 - верхняя двухконтурная фурма; 4 - верхняя двухъярусная фурма; 5 - донные фурмы подачи нейтральных перемешивающих газов; 6,1 - донные и боковые многосопловые топливно-кислородные фурмы соответственно; 8 - устройство подогрева природного газа; 9 - объем газошлакометалли-ческой эмульсии; 10 - объем металлической ванны; 11 - реакционные зоны встречного взаимодействия дутья и потоков отходящих газов.

В наиболее приемлемом технологическом варианте для новых конвертерных процессов (рис. 5/а), предусматривающих оптимизированную по расходам энергии и материалов переработку увеличенной доли лома или взамен последнего железомарга-нецрудного сырья, необходимо обеспечить агрегат системой подвода к нему независимо регулируемых потоков кислорода, природного и нейтрального газов, порошкообразных углеродсодержащих и шлакообразующих материалов. При определенной донной системе подвода энергоносителей многоцелевое верхнее дутьевое устройство должно обеспечивать операции обжига и разогрева футеровки конвертера, предварительного нагрева лома, продувку ванны с дожиганием отходящих газов, в том числе с вводом порошкообразного угля, перемешивания металла и шлака струями нейтрального газа после кислородной продувки, раскисления при необходимости шлака вдуваемым порошкообразным углем и др.

С этой целью была разработана и передана ОАО "ЗСМК"проектно-техническая документация на изготовление верхней многоконтурной фурмы (рис. 6) с блочным расположением в наконечнике шестнадцати сопел для подачи независимо регулируемых потоков основного и дополнительного кислорода и азота, несущего углеродсодер-жащий порошок.

При реализации варианта верхней продувки и создании внутренней группой сверхзвуковых кислородных струй обособленных реакционных зон интенсивного выделения СО и продуктов пиролиза угля на поверхность ванны с дожиганием последних дозвуковыми струями, формирующимися цилиндрическими соплами наружного контура, максимальное число сопел Лаваля во внутреннем контуре головки (пв) определя--ется по формуле:

где Н' - высота рабочего пространства конвертера от уровня спокойной ванны, м; - расход основного кислорода, м3/мин.

Разведение реакционных зон интенсивного выхода СО на поверхность ванны достигается путем предотвращения слияния в глубине расплава струйных участков первичных реакционных зон максимального диаметра (0?тах), обеспечивается при выполнении соотношения:

tg

Ч>8

"7 тах '

2 =2 \H^+L)]

(21)

Здесь: £ = 0,5 • ¿т!п - длина струйного участка первичной реакционной зоны, на котором последний достигает максимального диаметра, м; фв - угол в плане между осями сопел, град; ав - минимальное расстояние между осями сопел внутреннего контура на срезе головки, м. Значения Нф"6 определяются из выражения (5).

Величина угла наклона (а|) к вертикали равномерно расположенных по кругу сопел Лаваля определяется из известного выражения:

вша? =зш((рв /2)/зт(180° /пв). (22)

При пересечении азотно-порошковых и основных кислородных" струй на пути движения к ванне рациональное количество цилиндрических сопел для подачи порошкообразного угля в потоке азота будет равно пв. При этом угол наклона сопел подачи порошкообразного угля к вертикали (а)) определяется из геометрических построения с условием пересечения осей кислородных и газопорошковых струй на расстоянии

(0,6^-0,8) ■ Нфб от торца фурмы.

I ! J *

Рис. 6 Конструкция многоконтурной фурмы с шестнадцатисопловым наконечником для совместного ввода порошкообразных материалов и двух потоков кислорода (для рафинирования ванны и дожигания отходящих газов):

1-5 — трубы: 1 - подачи порошка в несущем газе (азоте); 2 — подвода воды; 3,4 - соответственно подвода основного и дополнительного кислорода (или азота для замещения последнего); 5 - отвода воды; 6,7 - шток и втулка компенсатора с резиновыми кольцами; 8, 9 - патрубок и втулка телескопического компенсатора; 10 - резиновое кольцо; 11

- переходник; 12, 13 - верхняя и нижняя чаши наконечника; 14 - сопловые блоки для подачи основного и дополнительного кислорода; 15 - сопловой блок для подачи порошка; 16 - патрубок подвода воды для охлаждения соплового блока подачи порошка; 17 - сухарь; 18 - трубка для отвода воды из центрального блока.

Подача дополнительного кислорода через цилиндрические сопла с расходом 1030% от общего осуществляется в режиме внедрения кислородных струй в ванну, обеспечивающих "зажигание" операции, т.е. при значениях Нф" согласно уравнению (3). В

случае равномерного расположения внешних цилиндрических сопел угол (а" ) их наклона к вертикали определяется из выражения:

■ОпЯ,,, (б ^

2-Нф с

'язв

где Эдзв - угол раскрытия дозвуковой кислородной струи

(23)

6,

1 язв

= 0,234-р), град;

р - отношение плотности среды и струи; значения Оо6щ и Нф" для выбранных условий продувки соответственно находятся из уравнений (5) и (9).

Отличительной особенностью данной конструкции (рис. 6) от известных является рассредоточенная подача порошкообразного угля (430 кг/мин) в потоке азота (20 м3/мин) через четыре цилиндрических сопла диаметром 30 мм, расположенные в центральном водоохлаждаемом блоке под углом 30° к вертикальной оси фурмы, под струи основного кислорода с пересечением соответствующих потоков на расстоянии 0,9 м от торца головки. Для подачи потоков основного (800-1000 м3/мин) и дополнительного (50-250 м3/мин) кислорода в наконечнике фурмы размещены четыре периферийных сопловых блока с образованием* соответственно центральной группы из четырех сопел Лаваля критическим диаметром 43 мм, расположенных под углом 17° к вертикали, и периферийной группы из восьми цилиндрических сопел диаметром 17 мм под углом 25°. С целью повышения стойкости головок многоконтурной фурмы расстояние между верхней и нижней чашами дутьевого устройства составляет 25 мм, что дает возможность обеспечивать скорость охлаждающей воды в межблочном пространстве 10-12 м/с при ее общем расходе 320-380 м3/час.

На 160-кг лабораторном конвертере подтверждена работоспособность предложенных конструкций донных и боковых многосопловых топливно-кислородных фурм, предназначенных для обжига и разогрева футеровки конвертера, предварительного подогрева лома, сыпучих материалов, продувки ванны и дожигания отходящих газов.

Для успешной работы многосопловой фурмы донного дутья, как показали результаты высокотемпературного моделирования, целесообразно обеспечить разведение в объеме ванны струйных участков двух соседних реакционных зон, что достигается при выполнении условия

18(ф/2)>(Б1тах-а)/(2-0, (24)

где ф - угол в плане между осями соседних сопел; В1тах - максимальный диаметр струйного участка первичной реакционной зоны, м; / = (0,42 - 0,66)Ь?т„ - длина струйного участка реакционной зоны, на котором последний достигает максимального диаметра, м; а - минимальное расстояние между осями сопел на срезе фурмы, м.

Так как при однорядном расположении сопел по окружности в головке многоканальной фурмы справедливо равенство (22), то из него можно определить для вы-

бранных условий продувки безопасные, с точки зрения слияния струйных участков реакционных зон, углы наклона сопел а к вертикали донной фурмы. При этом используются вышеприведенные выражения для определения размеров струйных участков первичных реакционных зон в зависимости от параметров донного дутья.

Ход донной топливно-кислородной продувки в 160 кг конвертере с использованием разработанной конструкции донной четырехсопловой фурмы при удельном расходе кислорода (<Зо2) 4-5 м3/(т-мин) характеризовался спокойным протеканием процесса рафинирования. Оптимальным с точки зрения обеспечения наименьшего износа фурмы и околофурменных участков футеровки днища, был расход природного газа (вп г ) в пределах 12-15% от значений (£}о2) для создания защитных оболочек вокруг

кислородных струй. В то же время расход природного газа {(¿^ г ) на формирование общей кольцевой защитной оболочки вокруг фурмы составлял 15-20% от общего расхода кислорода {<2ог) ■

В ходе экспериментов была установлена возможность эффективной работы донной фурмы в режиме топливно-кислородной горелки для разогрева конвертера и предварительного подогрева лома. При подаче двух потоков природного газа и потока кислорода формировался объединенный топливно-кислородный факел, тепловую мощность и размеры которого удавалось регулировать путем изменения расходов кислорода и природного газа в вышеуказанных пределах.

На основании проведенных экспериментов разработана конструкция промышленной 3-х сопловой фурмы (рис. 7). Установка в днище 350-т конвертера двух-четырех 3-х сопловых фурм разработанной конструкции позволяет при неизменном расходе кислорода и выбранном общем количестве кислородных сопел существенно сократить число участков в футеровке днища, подверженных агрессивному воздействию образующихся реакционных зон.

Рис. 7 Конструкция 3-х сопловой фурмы донного и бокового топливно-кислородного дутья.

1 - обечайка внутренней трубы; 2 - обечайка наружной трубы; 3 - кислородное сопло; 4 - газовое сопло; 5 - наружная труба; б -внутренняя труба; 7 - кислородная труба; 8

- верхняя чаша; 9 - газовый патрубок; 10 -фланец накидной; 11 - газовый патрубок; 12 - фланец накидной; 13 - крышка; 14 -сальник; 15 - уплотнение; 16 - фланец накидной; 17 - нижняя чаша; 18 - ниппель; 19

- втулка резьбовая; 20 - шпилька; 21, 22 — штыри.

При проверке работоспособности на 160-кг конвертере двух предложенных конструкций многоцелевых боковых топливно-кислородных фурм кислород (расход 0,5-1,0 м3/(т-мин)) подавался через три трубчатых сопла рассредоточенными струями в полость конвертера. При этом один поток природного газа в количестве 5-12% от расхода кислорода выходил по трем кольцевым щелям, обеспечивая образование индивидуальной оболочки защитной среды вокруг каждой кислородной струи. Второй поток природного газа (15-60% от расхода кислорода) выходил в первом варианте конструкции по кольцевой щели вокруг огнеупорного трехсоплового блока, а во втором вариан-

те - через три цилиндрических сопла, расположенные по периферии шестисоплового огнеупорного блока. В результате обеспечивается дополнительная защита торца фурмы и околофурменной зоны конусной части футеровки конвертера, а также появляется возможность эффективно регулировать тепловую мощность и конфигурацию факела пламени боковой фурмы.

Рис. 8 Конструкция промышленной шестисопловой боковой фурмы топливно-кислородного дутья:

1 - кислородное сопло; 2 - газовое сопло для защиты кислородного сопла; 3 - направляющие; 4 - газовое сопло для защиты фурмы; 5 - патрубок для подвода газов; 6 -фланец; 7 - крышка; 8 перегородка; 9 - наружная труба; 10 - фланец; 11 - огнеупорный блок.

В процессе экспериментов подтверждена работоспособность разработанных конструкций боковых фурм и высокая эффективность их работы в режимах разогрева футеровки, предварительного подогрева лома и рудных материалов и дожигания отходящих газов при комбинированной продувке.

На основании данных высокотемпературного моделирования разработан промышленный вариант (рис. 8) 6-ти сопловой боковой фурмы топлив-но-кислородного дутья. Рабочие чертежи разработанных конструкций донной (рис. 7) и боковой (рис. 8) фурм топлибно-кислородного дутья переданы для внедрения в кислородно-конвертерный цех № 2 ОАО "ЗСМК".

Применительно к условиям работы 160-т конвертеров ОАО "ЗСМК" предложены конструктивные схемы (рис. 9), а также разработаны теплообменные устройства, обеспечивающие предварительный подогрев нейтрального перемешивающего газа с индивидуальным регулируемым его подводом к днищу агрегата. Устройства представлены

трубопроводами, уложенными в шлемовой части горловины и вдоль

Рис. 9 Схема индивидуального подвода нейтрального газа с предварительным подогревом к днищу 160-т конвертера: 1 - горловина с пазами для размещения трубопроводов; 2 - защитные экраны с пазами; 3 -трубопроводы подвода газов к горловине; 4 -сквозной паз в кожухе агрегата; 5 - трубопроводы отвода газов от горловины и подвода к днищу; 6 - теплоизоляция.

вдоль внутренней поверхности кожуха конвертера и работают за счет тепла, аккумулированного последним в процессе эксплуатации.

Выполненное численное моделирование тепловой работы разработанных теп-лообменных устройств с учетом предлагаемых схем подачи нейтрального газа на донное перемешивание ванны 160-т конвертера подтвердило целесообразность применения предложенной схемы (рис. 9) подогрева нейтрального газа (N2, Аг) до температуры 500°С в диапазоне расходов 6-16 м3/мин.

Рабочие чертежи разработанных устройств для подогрева нейтрального газа, схемы, условия их изготовления и эксплуатации переданы ОАО "ЗСМК" для опробования и внедрения на 160-т конвертере ККЦ № 1.

5. Разработка, исследования и совершенствования технологии продувки ванны 160-т конвертеров ОАО "ЗСМК" при использовании кислородных фурм с цельноточенными головками

Альтернативным решением использования в производственных условиях двух-контурных фурм вследствие некоторой сложности изготовления может быть применение одноконтурных фурм с двухрядным расположением разных по конфигурации и размерам сопел. Такая конструкция фурмы должна обеспечивать:

- оптимальное перераспределение вдуваемого кислорода (при регулировании положения фурмы над ванной) между металлом, шлаком и отходящим газом, для обеспечения надлежащего шлакообразования, управления состоянием ванны и эффективного дожигания выделяющегося СО и С02 с увеличением приходной части теплового баланса плавки;

- предотвращение образования на стволе фурмы шлакометаллической настыли как в ходе продувки, так и при дополнительном использовании фурмы для раздувки шлака с целью повышения стойкости футеровки конвертера.

При разработке фурменных головок с двухрядным расположением сопел необходимо определить:

- оптимальное число основных и дополнительных сопел при выбранном соотношении перераспределения вдуваемого кислорода между ними;

- ориентацию сопел относительно друг друга на торце головки;

- углы наклона основных и дополнительных сопел к вертикали фурмы;

- рациональную начальную (Нф 4) и рабочую {Н£а6) высоту расположения фурмы

над ванной в период продувки.

При рациональном режиме продувки конвертерной ванны с дожиганием отходящих газов и созданием центральной группой сверхзвуковых кислородных струй объединенной реакционной зоны со "свищевым" канальным выходом на поверхность ванны монооксида углерода число основных сопел Лаваля (пл), согласно разработанной методики, определяется из преобразованного выражения

/-¡общ _ у~,доп

пл = 2 -1. (25)

Л (#' 0,85)

Интенсивность подачи кислорода через дополнительные сопла (Од(°", м3/мин) выбирается в пределах 10-30% от общей {0°^, м3/мин).

Общий выход на поверхность ванны СО из объединенной реакционной зоны обеспечивается только в случае соприкосновения и некоторого перекрытия внешних границ первичных реакционных зон, образуемых отдельными сверхзвуковыми кислородными струями при их внедрении в ванну. Последнее достигается при угле наклона основных сопел к вертикали (аосн), который определяется из выражений (21), (22) и (26) с учетом значений £>"'" и выбранных условий продувки.

При подаче дополнительных кислородных струй целесообразно, с одной стороны, сформировать для более эффективного дожигания отходящего газа дозвуковую кислородную завесу с расширением в ней областей кислородных потоков со скоростью 512 м/с, сопоставимой со скоростью перемещения фронта пламени в смеси СО-СО^. С другой стороны, необходимо предотвратить возможность локального перегрева футеровки конвертера факелами дожигания и обеспечить подавление выноса мелких капель металла и шлака из реакционной зоны на ствол фурмы с образованием металлошлако-вой настыли.

В зависимости от выбранного количества дополнительных цилиндрических сопел и ориентации их относительно , определяемого из (9), угол наклона сопел к

вертикали фурмы (адоп) определяется из выражения (23).

Расчет конструктивных характеристик опытных промышленных наконечников выполнен по вышеописанной методике при следующих исходных данных: общий расход кислорода на продувку - 400 м3/мин, доля дутья через основные сопла I и 0,8 соответственно для 5 и 6-ти соплового наконечника.

Отличительной особенностью предложенных вариантов конструкций является (рис. 10-12):

- изготовление нижней чаши из медной поковки толщиной 0,05 м для 5-ти соплового наконечника и толщиной 0,037 м для 6-ти соплового с выполнением сверлений для прохождения воды между соплами с целью охлаждения центральной торцевой головки при периферийном подводе воды;

(26)

штуцер; 7 - сверление для прохода охлаждающей воды; 8 - основные сопла Лаваля; 9 - дополнительные цилиндрические сопла; 10 - подводящие проточки для охлаждающей воды.

медная чаша; 4 - отводящие воду трубки; 5 - наружная труба; 6 -

1 - разделительная труба; 2 - верхняя стальная чаша; 3 - нижняя

Рис. 10 Конструкция 5-ти соплового наконечник:

■т

"Р Рис. 11 Конструкция 6-ти соплового наконечника.

"Т.П.

— на торцевой части головки отсутствуют сварные швы;

- верхняя чаша изготавливается из углеродистой стали, а специальные отверстия между соплами обеспечивают подачу в торцевую часть наконечника необходимого количества воды.

Рис. 12 Образцы промышленных головок 5-ти сопловой фурмы без сварных швов по внешней чаше для 160-т конвертеров (фурмы №4, 7,17 ).

В процессе промышленных исследований, при использовании марганецсодер-жащего сырья и обеспечении жидкофазного восстановления, прежде всего, решали задачу отработки рационального дутьевого режима плавки, обеспечивающего повышение содержания марганца в металле на повалке.

Сущность предложенной технологии заключается в обеспечении по ходу продувки, к моменту начала так называемого "марганцевого горба" максимально возможного содержания оксидов марганца в шлаке, что позволяет увеличить содержание марганца в металле, получить высокий остаточный марганец на повалке и возможность выпускать металл из конвертера при повышенном содержании фосфора. При реализации технологии, продувку плавок вели по специально разработанному дутьевому режиму, обеспечивающему ведение операции с минимальным количеством "сухого" шлака. Присадку определенной части извести производили на и под лом на днище в период предварительного нагрева с последующим порционным вводом по ходу операции в первые минуты продувки, и, окончательно равномерно с весов дозаторов с началом интенсивного обезуглероживания ванны (общий расход извести составлял 5,5-8,0 т). Присадки марганцевого агломерата осуществляли на лом при предварительном нагреве и во второй половине продувки совместно с углеродсодержащими материалами в наиболее благоприятные, с позиции термодинамики восстановления марганца, периоды операции. Для обеспечения жесткой продувки рабочее и начальное положение фурмы в течение основного времени продувки поддерживали на 100-150 мм ниже расчетного, определенного с использованием полученных выражений (4) и (26).

Для повышения эффективности предложенных мероприятий осуществляли предварительный прогрев шихтовых материалов, что обеспечивало "горячее" начало процесса, увеличение скорости растворения извести и быстрый темп прироста основности при пониженной окисленности шлака.

Предварительный подогрев лома, марганцевого агломерата, углеродсодержа-щих и карбонатных материалов производили при подаче кислорода сверху с расходом 150-180 м3/мин в течение 6-8 мин при положении фурмы = 4,0-4,5 м и суммар-

ном израсходовании 1450-1800 м3 кислорода, порционной присадкой по ходу нагрева кокса (газового угля, антрацита) с общим расходом 2,0-3,5 т. Наводку активного жид-коподвижного шлака производили в течение 5-6 минут от начала продувки при положении фурмы 2,8-3,5 м. Затем фурму опускали на рабочую высоту 1,3-1,4 м и поддерживали на таком уровне до 16-17 минут продувки с последующим постепенным подъемом фурмы до 2,5-2,8 м до окончания продувки. При этом по израсходовании 48006500 м кислорода (интенсивное обезуглероживание) производили дополнительные

присадки извести и марганцевого агломерата, что предотвращало развитие явления "сворачивания" шлака и появления выноса. Полученные результаты показывают, что при ведении окислительной продувки с минимальным содержанием оксидов железа и максимальным содержанием оксидов марганца (12-13%) обеспечиваются условия для повышения концентрации марганца в металле на повалке до 0,28-0,30%. При этом необходимо отметить, что имеется реальная возможность дальнейшего совершенствования технологии с увеличением содержания остаточного марганца в металле на повалке вплоть до выпуска плавки на "своем" марганце вообще без применения марганецсо-держащих ферросплавов. Анализируемые опытные плавки характеризовались снижением доли чугуна в металлозавалке на 4,94 кг/т, при этом фиксировалось увеличение содержания марганца в металле на повалке на 0,052% и выхода жидкой стали на 0,3%. Таблица - Усредненные технологические показатели плавок при продувке ванны с ис-

пользованием обычной (б) и разработанной (а) конструкции фурмы

№ пп. Показатели Варианты фурмы

опытная обычная результаты сопоставления

1 2 3 4 5

1. Количество плавок 150 150

2. Вес металлозавалки, т 156,35 155,79 0,56

в т.ч.: чугуна, кг/т 771.83 776,77 -»,94

лома, кг/т 45,35 44,84 0,41

3. Состав чугуна, %

0,388 0,350 0,038

Мп 0,417 0,425 -0,008

в 0.01 0.011 -0,001

Р 0,073 0.071 0,002

4 Температура чугуна. °С 1336 1336 -

5. Расход сыпучих.

в т.ч.: извести, кг/т 5.2 5.6 -0,4

уголь, кг/т 3.0 3.1 -0,1

марганцевого агломерата, кг/т 0.8 ' 0,9 -0,1

6. Расход кислорода, м'/пл* 9695/1673 10120/1750 -425/-77

7. Длительность продувки, мин.** 20.9/6,5 21,5/7,0 -0.6/-0.5

8 Состав металла на первой повалке. %

С 0,08 0,073 0,008

Мп 0,282 0.23 0.052

Б 0.019 0,021 -0,002

Р 0,017 0,018 -0,001

9. Температура металла на первой повалке, "С 1622 1620 20

10. Состав шлака на первой повалке*

ИеОобщ. % 17,05. 18,41 -1,36

МцО. % 2,12 2,48 -0,36

основность СаО/БЮ, 2.43 2,23 0,2

П. Выход жидкой стали, % 92,1 91,8 0,3

* числитель - суммарный расход кислорода на продувку, знаменатель - за период нагрева лома и сыпучих материалов; ** числитель-длительность продувки, мин, знаменатель-длительность прогрева, мин.

При анализе эффективности параметров технологии с жидкофазным восстановлением оксидов марганца, наибольшее усвоение марганца происходит при выплавке металла с содержанием углерода на повалке более 0,1%. Для этой области изменения параметров получено регрессионное уравнение:

[Мл] =0,1712 + 0,1966-тмпагл (27)

Как установлено, при присадке, например, одной тонны марганцевого агломерата может быть получена на повалке при различном содержании углерода в металле ([С]<0,05%; 0,05%<[С]<0,1%; [С]>0,1%) средняя концентрация марганца порядка 0,21%, 0,28% и 0,37% соответственно. Поэтому при выплавке металла с концентрацией

углерода на повалке [С]<0,1% присаживать в агрегат более одной тонны марганцевого агломерата нецелесообразно.

Изменение физико-химических свойств конечных шлаков на опытных кампаниях привело к увеличению стойкости шлакового гарнисажа, наносимого на футеровку агрегата струями нейтрального газа, что позволило значительно снизить скорость износа футеровки и сократить расход огнеупорных материалов.

Анализ полученных результатов позволяет утверждать о перспективности разработанной технологии для прямого легирования конвертерного металла марганцем и увеличения стойкости футеровки конвертеров, обеспечивая высокую эффективность переработки бедных марганцевых руд Кузбасса.

Основные выводы

В процессе выполнения диссертационной работы, направленной на развитие теоретических и технологических основ продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазным восстановлением, получены следующие основные результаты:

1. Для получения информации применительно к разработке новых конструкций многоцелевых дутьевых устройств и технологических приемов ведения плавки с их использованием усовершенствованы методики и установки высокотемпературного моделирования по установлению структуры и параметров реакционной зоны, гидрогазодинамических особенностей поведения конвертерной ванны при различных способах верхней, донной и комбинированной продувки, в том числе с подачей порошкообразного угля и жидкофазным восстановлением.

2. В результате обработки данных высокотемпературного моделирования получены количественные зависимости для определения основных структурных параметров (глубина, диаметр) реакционных зон, образуемых при верхнем многоструйном кислородном, донном топливно-кислородном дутье, применимые для проектирования промышленных образцов верхних кислородных многоконтурных фурм, в том числе с подачей порошкообразного углеродсодержащего материала, многосопловых донных топливно-кислородных фурм и отработке дутьевых режимов плавки.

3. Выполнено теоретическое и экспериментальное обоснование повышения эффективности комбинированной продувки с дожиганием конвертерных газов в полости агрегата (СО до С02 и Нг до ЬЬО) в канальном отходящем потоке газов из обобщенной реакционной зоны при непосредственной передаче тепла расплаву и без воздействия образующегося высокотемпературного факела на футеровку.

4. Обработкой экспериментальных данных получены количественные зависимости для определения граничных режимов встречного взаимодействия кислородных и топ-ливно-кислородных струй в объеме расплава, безопасного уровня вспенивания конвертерной ванны и высоты подъема всплесков, применимые для обоснования дутьевого режима комбинированной продувки с элементами жидкофазного восстановления на промышленных агрегатах.

5. В лабораторных условиях исследованы гидрогазодинамические особенности поведения конвертерной ванны при двух вариантах комбинированной продувки (кислород сверху - нейтральный газ снизу; кислород сверху - топливно-кислородное дутье снизу) с жидкофазным восстановлением железорудного и марганцеворудного агломератов. Определены основные параметры дутья и режимы присадки шлакообра-зующих материалов, агломератов и угля, способствующие повышению эффективности жидкофазного восстановления оксидов железа и марганца.

6. С учетом результатов лабораторных и промышленных исследований предложены основные конструктивные решения конвертерных агрегатов и многоцелевых дутьевых устройств для реализации новых ресурсо- и энергосберегающих комбинированных конвертерных процессов с жидкофазным восстановлением железо и марганец-рудных материалов.

7. На основании данных высокотемпературного моделирования и разработанной методики применительно к условиям работы 350-т конвертеров ОАО "ЗСМК" с жидко-фазным восстановлением спроектирована взрывобезопасная 16-ти сопловая многоконтурная верхняя фурма для продувки ванны с подачей порошкообразного угля, а также промышленные варианты конструкций многосопловых топливно-кислородных фурм донного и бокового дутья. Рабочие чертежи фурм предложенных конструкций переданы ОАО "ЗСМК" для внедрения в ККЦ-2.

8. На 160-кг конвертере подтверждена работоспособность предложенных конструкций донных и боковых многосопловых топливно-кислородных фурм, предназначенных для обжига и разогрева футеровки конвертера, предварительного подогрева лома, сыпучих материалов и дожигания отходящих газов.

9. Выполнено численное моделирование разработанных теплообменных устройств для предварительного подогрева нейтрального перемешивающего газа при индивидуальном регулировании. Доказана возможность с использованием разработанных

■ устройств осуществлять предварительный подогрев нейтрального газа до температуры 450-500°С в диапазоне индивидуального регулирования подачи газа на донные фурмы с расходом 6-16 м3/мин. Рабочие чертежи разработанных устройств для подогрева нейтрального перемешивающего газа, схемы, условия их изготовления и эксплуатации переданы ОАО "ЗСМК" для опробования и внедрения на 160-т конвертерах ККЦ-1 взамен ранее разработанных.

10. С использованием теоретических и лабораторных исследований разработаны и внедрены в ККЦ-1 ОАО "ЗСМК" на 160-т конвертерах опытные образцы 5-ти и 6-ти сопловых кислородных фурм с одно- и двухрядным расположением различных сопел в цельноточенной головке без сварных швов.

11. Применение на опытно-промышленных кампаниях разработанных конструкций обеспечивает двукратное увеличение стойкости головок кислородных фурм (146 плавок) по сравнению со среднестатистическими показателями стойкости головок фурм в ККЦ № 1 в 2001 году (72 плавки). Отработанный дутьевой и шлаковый режим с их использованием обеспечивает экономию жидкого чугуна на 4,9 кг/т, увеличение выхода жидкой стали на 0,3 кг/т. Содержание марганца в металле вследствие жидкофазного восстановления оксида марганца из марганцевого агломерата возросло на 0,052%.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Протопопов Е.В., Лаврик Д.А., Чернятевич А.Г., Мастеровенко Е.Л. О повышении . эффективности отходящих газов в конвертерах с жидкофазным восстановлением // Известия вузов. Черная металлургия. - 2001. - № 6. - С. 13-17.

2. Лаврик А.Н., Протопопов Е.В., Лаврик Д.А., Чернятевич А.Г. Разработка и направления совершенствования конструкций конвертерных агрегатов и дутьевых устройств для жидкофазного восстановления оксидов металла // Вестник горнометаллургической секции Российской академии наук. Отделение металлургии. Сборник научных трудов. 2002. - С. 55-59.

3. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Лаврик Д.А. Исследование особенностей продувки конвертерной ванны при использовании углеродсодержащих материалов.

Труды X Международной научно-технической конференции "Теория и практика кислородно-конвертерных процессов". Днепропетровск, 2002. с.93-97.

4. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Лаврик Д.А., Мастеровенко Е.Л. Разработка и направления совершенствования конструкций дутьевых устройств и конвертеров жидкофазного восстановления // Известия вузов. Черная металлургия. - 2002. - № 6. -С. 4-11.

5. Лаврик Д.А. Высокотемпературное моделирование продувки конвертерной ванны при использовании углеродсодержащих материалов. Труды X Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современная техника и технология". Томск, 8-12 апреля 2002. - С. 59-60.

6. Лаврик Д.А. Современные направления совершенствования конструкций конвертерных агрегатов. Труды X Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современная техника и технология. Томск, 8-12 апреля 2002. - С. 61-62.

7. Протопопов Е.В., Лаврик Д.А., Чернятевич А.Г., Мастеровенко Е.Л. Особенности продувки конвертерной ванны при подаче кусковых и порошкообразных углеродсодержащих материалов // Известия вузов. Черная металлургия. - 2002. - № 8. - С. 11-17.

8. Протопопов Е.В., Лаврик ДА., Чернятевич А.Г., Мастеровенко Е.Л. Особенности взаимодействия донных кислородно-топливных струй с конвертерной ванной // Известия вузов. Черная металлургия. - 2002. - № 10. - С. 14-17.

9. Протопопов Е.В., Лаврик Д.А., Чернятевич А.Г., Мастеровенко Е.Л. Исследование структуры и параметров реакционной зоны при верхней продувке применительно к проектированию многоцелевых конвертерных фурм // Известия вузов. Черная металлургия. - 2002. - № 12. с. 16-22.

10. Лаврик Д.А. Основные направления проектирования конвертерных агрегатов для жидкофазного восстановления оксидов металлов. Труды региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения". Новокузнецк, 2002. с. 143-144.

11. Лаврик Д.А. Исследование дожигания отходящих газов в конвертерах с жидкофаз-ным восстановлением. Труды региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения". Новокузнецк, 2002. с. 141-142.

12. Протопопов Е.В., Шакиров K.M., Лаврик Д.А. Конвертерный агрегат ПЖВ - новое направление в металлургии. Труды 2-ой Международной научно-практической конференции "Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии". Москва, 2002., с. 492-494.

13. Протопопов Е.В., Шакиров K.M., Лаврик Д.А. Конвертерный агрегат для комбинированной продувки подогретыми газами. Труды 2-ой Международной научно-практической конференции "Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии". Москва, 2002., с. 543-545.

Подписано в печать 12.03.2003 г.

Формат бумаги 30x42 1/16 Бумага писчая. Печать офсетная Усл.печ.л. 1,5 Тираж 100 экз. Заказ 2879

Открытое акционерное общество «Западно-Сибирский металлургический комбинат» Цех полиграфии и делопроизводства

V

tai гг.

î Г 1 ï 2

m *

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Современное состояние теории и практики продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления.

1.1. Общая характеристика конвертерных процессов с элементами жидко-фазного восстановления.

1.2. Дутьевые устройства, проблемы теории и экспериментальных исследований продувки конвертерной ванны с жидкофазным восстановлением.

1.3. Задачи исследований.

ГЛАВА II. Изучение макрофизических явлений в реакционных зонах конвертерной ванны при различных вариантах продувки и вводе углеродсо-держащих материалов.:.л.

2.1. Анализ условий высокотемпературного моделирования и методика проведения экспериментов.

2.2. Исследование особенностей верхней продувки конвертерной ванны при подаче кусковых и порошкообразных материалов.

2.3. Организация реакционных зон при верхней кислородной продувке конвертерной ванны с дожиганием отходящих газов.

Щ> 2.4. Исследование взаимодействия донных кислородно-топливных струй с конвертерной ванной.

2.5. Выводы по главе II.

ГЛАВА III. Исследование реакционных зон и гидрогазодинамики конвертерной ванны при комбинированной продувке встречными дутьевыми потоками.

3.1. Повышение эффективности дожигания отходящих газов в конвертерах с жидкофазным восстановлением.

3.2. Исследование особенностей гидрогазодинамики конвертерной ванны и управляющие воздействия при комбинированной продувке встречными топливно-кислородными струями.

3.3. Исследование поведения конвертерной ванны при комбинированной продувке расплава с элементами жидкофазного востановления.

3.4. Выводы по главе III.

ГЛАВА IV. Разработка многоцелевых конструкций дутьевых устройств для конвертерных агрегатов жидкофазного восстановления.

4.1. Предлагаемые направления совершенствования конструкций дутьевых устройств.

4.2. Разработка конструкций многоконтурной верхней фурмы для конвертеров с жидкофазным восстановлением оксидных материалов.

4.3. Разработка многосопловых донных и боковых топливно-кислородных фурм.

4.4. Разработка дутьевых устройств для подачи подогретых нейтральных газов.

4.5. Выводы по главе IV.

ГЛАВА V. Разработка, исследовани и совершенствование технологии продувки ванны 160-т конвертеров ОАО "ЗСМК" при использовании кислородных фурм с цельноточенными головками.

5.1. Исходные условия и методика проведения исследований.

5.2. Разработка методики проектирования одноконтурных кислородных фурм с двухрядным расположением сопел и характеристика предложен ных наконечников.

5.3. Результаты исследования технологии конвертерной плавки с использованием цельноточенных наконечников фурм и их обсуждение.

5.4. Выводы по главе V.

В сталеплавильном производстве наиболее полно задачам повышения производительности, экономической эффективности, снижения энергоемкости и улучшения качества металлопродукции отвечает кислородно-конвертерный процесс, получивший широкое развитие в мире, как наиболее стабильный и стандартный метод производства стали [1]. Состояние конвертерного производства России практически полностью отражает основные проблемы мировой практики, как по определению оптимального состава перерабатываемой шихты, так и направлениям снижения потерь и расходных показателей процесса [2]. В течение последних 15-20 лет в силу конъюнктуры рынка и особенностей локального ценообразования в конвертерном производстве вынуждены были решать диаметрально противоположные задачи - создание комплекса технологий, обеспечивающих экономию жидкого чугуна [3-5], а в последнее время, по известным причинам, экономию металлического лома [6-8]. В тоже время, несмотря на наличие оригинальных отечественных разработок [3, 4], в повседневной практике работы конвертерных цехов России в настоящее время зачастую используются устаревшие, не отвечающие современному уровню ресурсо- и энергосбережения технологии, дутьевые устройства и агрегаты. При этом современные экономические условия, колебания рыночных цен на основные шихтовые материалы предопределяют необходимость создания новых технологий и источников сырья при выборе оптимального варианта работы конвертеров. В последние годы условия выплавки стали в конвертерах существенно изменились в связи с ужесточением требований к качеству стали, конкурентной борьбе за рынки сбыта металлопродукции, расширением производства легированных, коррозионностойких, электротехнических и других низкоуглеродистых марок стали [9]. Разработка и широкое внедрение за рубежом различных вариантов комбинированной продувки металла в конвертерах [4, 5, 10] позволило существенно расширить функциональные возможности конвертерного агрегата и процесса в целом. Вместе с тем значительное сокращение объемов подготовки высококачественного металлического лома и необходимость повышения температуры металла перед непрерывной разливкой вынуждают конвертерщиков значительно повышать расход чугуна на выплавку стали, а для компенсации теплового баланса плавки изыскивать и применять другие охладители (отходы металлургических предприятий, железо- и марганецсодержащие концентраты и агломераты, богатые марганцевые и хромовые руды и др.), что позволяет повысить выход жидкой стали и значительно снизить расход марганец- и хромосодержащих ферросплавов [9].

Актуальность темы: Дальнейшее развитие металлургического комплекса страны целесообразно связывать с разработкой и развитием новых схем производства металла. В условиях ухудшения качества и состояния сырьевой базы основную технологическую схему производства стали (доменная печь - конвертер), можно считать более энергозатратной в сравнении с современными зарубежными способами получения металла широкого сортамента. В этой связи актуальной является разработка ре-сурсо- и энергосберегающей технологии конвертерной плавки с использованием одновременно с ломом в качестве охладителей операции железо- и марганецсодержа-щих концентратов или агломератов. При этом к числу важнейших проблем относится разработка оптимальной технологии продувки конвертерной ванны с организацией дожигания отходящих газов в рабочем пространстве агрегата при вводе кусковых и порошкообразных углеродсодержащих материалов с целью увеличения приходной части теплового баланса плавки. В условиях дефицита основных шихтовых материалов при изменяющихся параметрах металлозавалки такая технология позволяет перерабатывать в конвертерах способом жидкофазного восстановления повышенное количество железо- и марганецрудного сырья с применением в качестве дополнительного теплоносителя и восстановителя энергетических марок угля.

Успешное освоение технологии продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления предполагает получение новой теоретической и прикладной информации по вопросам:

- организации реакционных зон при верхней и комбинированной продувке конвертерной ванны с подачей кускового и порошкообразного угля и дожиганием отходящих газов без воздействия на футеровку агрегата;

- гидродинамики конвертерной ванны при различных вариантах продувки с элементами жидкофазного восстановления.

В стадии начальной разработки и исследования находятся вопросы конструирования верхних, донных и боковых многоцелевых дутьевых устройств для конвертерных агрегатов жидкофазного восстановления, обеспечивающих продувку ванны с вводом порошкообразного угля, в том числе в составе порошкообразных смесей с железо и марганецсодержащими оксидными материалами и дожиганием отходящих газов, а также донным перемешиванием расплава подогретыми нейтральными и восстановительными газами. В силу конъюнктурных соображений имеющаяся зарубежная техническая информация по промышленной эксплуатации новых вариантов комбинированного дутья конвертерной ванны с организацией жидкофазного восстановления оксидных материалов носит общий и, как правило, рекламный характер. Попытки использовать опубликованные в печати рекомендации иностранных фирм не дают стабильных и удовлетворительных результатов и требуют проверки в конкретных условиях. На сегодняшний день в отрасли отчетливо прослеживается существенное отставание в разработке новых вариантов продувки конвертерной ванны, предусматривающих оптимизированную по расходам и энергии переработку одновременно с ломом увеличенного количества железомарганцеворудного сырья способом жидко-фазного восстановления, а также всевозможных металлургических отходов. Поэтому развитие теоретических основ и практических аспектов ресурсо и энергосберегающей технологии продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления является актуальной задачей сегодняшнего дня.

Связь работы с научными программами и планами: Основной объем проведенных научно-исследовательских работ был выполнен в соответствии с планами научно-исследовательских работ Сибирского государственного индустриального университета.

Цель и задачи исследования: Для условий сырьевой базы России на основе экспериментальных и теоретических исследований в новых направлениях гидрогазодинамических и тепломассообменных закономерностей продувки конвертерной ванны при интенсификации дожигания отходящих газов в рабочем пространстве агрегата и окислительно-восстановительных процессов в жидком расплаве найти эффективные пути совершенствования технологии с жидкофазным восстановлением железомарган-цеворудных добавок, обеспечивающие повышение выхода жидкой стали, снижение расхода марганецсодержащих ферросплавов при надлежащем уровне стойкости дутьевых устройств и футеровки агрегата.

Задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели: - разработка и оптимизация установок и методик для высокотемпературного исследования физико-химических процессов в реакционных зонах взаимодействия дутья с ванной и гидрогазодинамических закономерностей поведения последней при различных вариантах продувки с элементами жидкофазного восстановления;

- проверка работоспособности и отработка оптимальных лабораторных конструкций верхних, донных и боковых дутьевых устройств, выполняющих функции: продувки ванны с вводом порошкообразного угля; дожигания отходящих газов в полости конвертера и донного перемешивания ванны подогретыми нейтральными газами;

- с использованием высокотемпературного моделирования определение оптимальных вариантов организации реакционных зон в расплаве при продувке топливно-кислородными и газопорошковыми струями с подачей кускового и порошкообразного угля и дожиганием газов;

- установление с использованием высокотемпературного моделирования особенностей поведения конвертерной ванны, механизма вспенивания шлаковой и металлической фаз, образования выбросов и выносов в ходе различных вариантов продувки при подаче железо- и марганецсодержащих добавок и углеродсодержащих восстановителей;

- получение уточненных выражений для определения параметров реакционных зон, уровня безопасного вспенивания конвертерной ванны, рационального размещения верхних, донных и боковых фурменных устройств при различных режимах комбинированного дутья;

- разработка методики проектирования и, на ее основе, конструкций верхних дутьевых устройств для конвертеров с жидкофазным восстановлением оксидных охладителей;

- разработка на основании высокотемпературных экспериментов и численного моделирования многоцелевых конструкций донных дутьевых устройств, обеспечивающих подачу подогретых нейтральных газов при индивидуальном регулировании;

- обоснование рационального выбора дутьевого и шлакового режимов ведения конвертерной плавки с жидкофазным восстановлением оксидных железомарганцеворуд-ных охладителей;

- разработка промышленных конструкций дутьевых устройств, усовершенствованных и новых технологических вариантов продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления.

Научная новизна полученных результатов: Разработаны и предложены практические варианты использования многоцелевых конвертерных установок для высокотемпературного изучения особенностей гидрогазодинамики и тепломассообмена при различных вариантах продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления. С использованием высокотемпературного моделирования получена новая информация о структуре и размерах реакционных зон, образующихся при воздействии топливно-кислородных и газопорошковых струй на конвертерную ванну с условием дожигания отходящих газов. Впервые получена достоверная информация об особенностях поведения ванны, вспенивания металла и шлака, механизма образования выбросов и основных управляющих воздействиях на ванну при различных режимах верхней и комбинированной продувки с жидкофазным восстановлением железо-марганцеворудных присадок при использовании в качестве дополнительного теплоносителя и восстановителя энергетического угля в кусковом виде. Получили дальнейшее развитие основные технологические положения по организации специальной открытой формы реакционной зоны для более эффективного дожигания отходящих газов при верхней продувке пучками кислородных и нейтральных газовых струй и комбинированной продувке со встречным взаимодействием топливно-кислородных струй. Разработана методика проектирования новых конструкций верхних многоконтурных и боковых многосопловых фурм для конвертеров жидкофазного восстановления с подачей окислительных и нейтральных газов, в том числе несущих в порошкообразном состоянии углеродсодержащий материал. На основе высокотемпературных экспериментов и численного моделирования процесса подогрева нейтральных газов получили дальнейшее развитие разработки дутьевых устройств, обеспечивающих подачу в конвертерную ванну нагретых до 500-550°С перемешивающих нейтральных газов при индивидуальном регулировании донного дутья. Теоретически и экспериментально обоснованы новые и усовершенствованные методы верхней и комбинированной продувки конвертерной ванны с использованием предложенных конструкций дутьевых устройств и конвертерных агрегатов применительно к условиям жидкофазного восстановления железо- и марганцеворудного сырья.

Практическое значение полученных результатов: Полученные в работе научные результаты использованы для разработки технологических рекомендаций и промышленных конструкций новых многоцелевых дутьевых устройств, обеспечивающих повышение энергосберегающей эффективности продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления при использовании в качестве охладителя операции параллельно с ломом присадок железо- и марганцеворудных материалов. Рабочие чертежи разработанных и оптимизированных новых конструкций верхних, донных и боковых многоцелевых фурм для продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления, технологические рекомендации по дутьевому и шлаковому режиму ведения операции переданы к внедрению в конвертерных цехах ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат" (г. Новокузнецк).

Личный вклад соискателя; Экспериментальные и теоретические исследования, вошедшие в диссертационную работу, выполнены при непосредственном участии автора совместно с сотрудниками Сибирского государственного индустриального университета и ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат". Результаты опубликованы в соавторстве с ними. Обработка данных исследований и обобщение результатов работ проведены автором самостоятельно.

Апробация результатов диссертации; Результаты приведенных в диссертации исследований были доложены на X Международной научно-технической конференции "Теория и практика кислородно-конвертерных процессов" (г. Днепропетровск, Украина, 2002 г.), X Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Современная техника и технологии" (г. Томск, 2002 г.), Региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения" (г. Новокузнецк, 2002 г.), II Международной научно-практической конференции "Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии" (г. Москва, 2002г.).

Публикации; По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, из них 6 статей - в специализированных научных журналах, 7 - в материалах и трудах Международных научно-технических конференций и конгрессов.

Структура и объем работы; Работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка использованных источников из 235 наименований, приложения и содержит 125 страниц машинописного текста, 98 рисунков, 14 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю работы, профессору кафедры металлургии стали СибГИУ, доктору технических наук Е.В. Протопопову, а также сотрудникам кафедры металлургии стали и работникам конвертерных цехов ОАО "ЗСМК", оказавшим содействие на различных стадиях выполнения диссертационной работы.

5.4 Выводы по главе 5

1. С использованием результатов обработки данных высокотемпературного моделирования и литературных сведений предложена методика расчета основных конструктивных параметров наконечников одноконтурных кислородных фурм с двухрядным расположением сопел.

2. Опытно-промышленными кампаниями плавок на 160-т конвертерах доказана работоспособность предложенных конструкций дутьевых устройств с цельноточен-ными наконечниками без сварных швов по внешней чаше, обеспечивающие двухкратное повышение стойкости (140-145 плавок) в сравнении с используемыми в цехе сварными головками фурм (70 плавок). Внедрение разработанных 5-ти сопловых головок позволяет обеспечить экономию меди на 20% за счет изготовления верхней чаши головки из обычной углеродистой стали.

3. Отработанный дутьевой и шлаковый режимы ведения операции с использованием предложенных конструкций фурм обеспечивают экономию чугуна на 4,9 кг/т. Выход жидкой стали увеличился на 0,3%, содержание марганца в металле на первой повалке, благодаря реализации жидкофазного восстановления оксидов марганца из марганцевого агломерата, возросло на 0,052%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения диссертационной работы, направленной на развитие теоретических и технологических основ продувки конвертерной ванны с элементами жидкофазного восстановления и разработку рациональных конструкций дутьевых устройств многоцелевого назначения с обеспечением снижения ресурсо- и энергоемкости конвертерного производства стали, получены следующие основные результаты:

Разработаны и уточнены основные положения высокотемпературного моделирования продувки конвертерной ванны кислородными струями с подачей углеродсодержащих порошкообразных материалов и дожиганием отходящих газов. Предложены критерии динамического подобия, позволяющие с большей достоверностью переносить полученные данные с модели на образец при различных вариантах верхней, донной и комбинированной продувки. Для получения достоверной информации применительно к разработке новых конструкций многоцелевых дутьевых устройств и технологических приемов ведения плавки с их использованием усовершенствованы методики и установки высокотемпературного моделирования по установлению структуры и параметров реакционной зоны, гидрогазодинамических особенностей поведения конвертерной ванны при режимах продувки, в том числе с подачей порошкообразного угля.

На основе усовершенствованных установок и методик высокотемпературного моделирования проведен комплекс исследований по установлению структуры и параметров реакционных зон при многоструйном верхнем и донном дутье, в том числе с подачей порошкообразных углеродсодержащих материалов и независимой регулируемой подачей на дожигание отходящих газов дополнительного кислорода по центру и периферии специально формируемых реакционных зон.

В результате обработки экспериментальных данных получены количественные зависимости для определения основных структурных параметров (глубина, диаметр) реакционных зон, образуемых при верхнем многоструйном кислородном и донном топливно-кислородном дутье и газопорошковой продувке, пригодные для проектирования промышленных образцов двухконтурных и многоконтурных верхних кислородных фурм с подачей порошкообразного углеродсодержащего материала, многосопловых донных топливно-кислородных фурм и отработке дутьевых режимов плавки.

4. Выполнено теоретическое и экспериментальное обоснование повышения эффективности комбинированной продувки с дожиганием конвертерных газов в полости агрегата посредством сгорания СО до С02 и Н2 до Н20 в канальном потоке газов, покидающих реакционную зону, с непосредственной передачей тепла расплаву без воздействия образующегося высокотемпературного факела на футеровку.

5. С использованием высокотемпературного моделирования установлено, что с точки зрения обеспечения спокойного хода комбинированной продувки и улучшения условий дожигания отходящих газов в пределах рабочего пространства конвертера необходимо донное топливно-кислородное дутье с расходом кислорода 3-20% от общего направлять через 3-4 фурмы, расположенные симметрично в днище, под основания кратеров реакционных зон, образованных верхними кислородными струями. Обеспечение спокойного хода комбинированной продувки при интенсивном подводе дутья снизу (до 50%) реализуется только в условиях встречной ориентированной подачи кислородных струй с организацией объединенных реакционных зон при канальном выходе газообразных потоков на поверхность ванны.

6. Обработкой экспериментальных данных получены количественные зависимости для определения граничных режимов встречного взаимодействия кислородных и топливно-кислородных струй в объеме расплава, безопасного уровня вспенивания конвертерной ванны и высоты всплесков, пригодные для обоснования дутьевого режима комбинированной продувки с жидкофазным восстановлением на промышленных агрегатах.

7. В лабораторных условиях исследованы гидрогазодинамические особенности поведения конвертерной ванны при двух вариантах комбинированной продувки (кислород сверху - нейтральный газ снизу; кислород сверху - топливно-кислородное дутье снизу) с жидкофазным восстановлением железорудного и марганцеворудного агломератов. Определены основные параметры дутья и режимов присадки шлакообра-зующих материалов, агломератов и угля, способствующие повышению эффективности жидкофазного восстановления оксидов железа и марганца.

8. С использованием теоретических разработок, результатов лабораторных экспериментов на 250-т конвертерах комбинированного дутья подтверждена перспективность предложенного способа продувки со встречным взаимодействием струй, обеспечивающего, благодаря более эффективному дожиганию отходящих газов, повышение температуры металла на повалке на 20-30°С, снижение расхода чугуна на 9,427,2 кг/т стали и увеличение количества перерабатываемого лома на 3,1-5,9 кг/т стали.

9. С учетом результатов лабораторных и промышленных испытаний предложены основные конструктивные решения конвертерных агрегатов и многоцелевых дутьевых устройств для создания новых ресурсо- и энергосберегающих комбинированных конвертерных процессов с жидкофазным восстановлением железо, марганец и хром-рудных материалов.

10. На основании данных высокотемпературного моделирования, современных технических решений и разработанной методики применительно к условиям работы 350-т конвертеров ОАО "ЗСМК" с элементами жидкофазного восстановления спроектирована взрывобезопасная многоконтурная верхняя фурма для продувки ванны с подачей порошкообразного угля.

11. На 160-кг конвертере подтверждена работоспособность отработанных в ходе исследований конструкций донных и боковых многосопловых топливно-кислородных фурм, предназначенных для обжига и разогрева футеровки конвертера, предварительного подогрева лома, сыпучих материалов и дожигания отходящих газов.

12. Разработаны промышленные конструкции многосопловых топливно-кислородных фурм донного и бокового дутья применительно к условиям работы 350-т конвертеров ОАО "ЗСМК". Рабочие чертежи фурм предложенных конструкций переданы ОАО "ЗСМК" для внедрения в ККЦ-2.

13. Применительно к условиям работы 160-т конвертеров ОАО "ЗСМК" разработаны теплообменные устройства, размещаемые в горловине, обеспечивающие предварительный подогрев нейтрального газа с индивидуальным регулируемым подводом его к фурмам в днище агрегата.

14. Проведено численное моделирование тепловой работы разработанных теплообмен-ных устройств для предварительного подогрева нейтрального перемешивающего газа. Показана возможность с использованием разработанных устройств осуществлять предварительный подогрев нейтрального газа до температуры 500-550°С в диапазоне расходов 6-16 м3/мин.

15. Рабочие чертежи разработанных устройств для подогрева нейтрального перемешивающего газа, схемы, условия их изготовления и эксплуатации переданы ОАО "ЗСМК" для внедрения на 160-т конвертере ККЦ-1 взамен ранее разработанных.

16. С использованием теоретических и лабораторных исследований разработана и передана к промышленному внедрению в ККЦ-1 ОАО "ЗСМК" на 160-т конвертерах техническая документация и изготовлены опытные образцы 5-ти, 6-ти сопловых кислородных фурм с одно- и двухрядным расположением разных по диаметру сопел в цельноточенной головке без сварных швов. Проведены опытно-промышленные кампании. Применение разработанных конструкций дутьевых устройств обеспечило 2-х кратное увеличение стойкости головок кислородных фурм (146 плавок) по сравнению со среднестатистическими показателями стойкости головок в ККЦ № 1 в 2001 г. (72 плавки). Отработан дутьевой и шлаковый режимы ведения конвертерной операции с их использованием.

1. Технология производства стали в современных конвертерных цехах. / С.В. Колпаков, Р.В. Старов, В.В. Смоктий и др. М.: Машиностроение, 1991. - 464 с.

2. Югов П.И. Состояние и перспективы развития конвертерного производства стали // Труды IV конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1997. -С. 41-45.

3. Баптизманский В.И., Бойченко Б.М., Черевко В.П. Тепловая работа кислородных конвертеров. М.: Металлургия, 1988. - 174 с.

4. Смоктий В.В., Лапицкий В.В., Белокуров Э.С. Комбинированные процессы выплавки стали в конвертерах. Киев: Техшка, 1992. - 163с.

5. Вишкарев А.Ф. Совершенствование конвертерного производства стали за рубежом // Новости черной металлургии за рубежом. 1995. - № 3. - С. 42-46.

6. Дорофеев Г.А. Состояние и перспективы развития производства новых видов металлошихты для сталеплавильного производства за рубежом и в России // Трубы IV Конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1997. - С. 27-31.

7. Noro Katsnhico, Takenchi Mitsugu, Mitukami Yoshimasa / Necessity of scrap reclamation technologies and present conditions of technical development // ISIJ Int. -1997.-V. 37.-№3.-P. 17-31.

8. Федосеев B.C. Прогноз обеспечения металлоломом сталеплавильного производства // Труды III Конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1996. -С. 27-31.

9. Арсентьев П.П., Яковлев В.В., Комаров С.В. Конвертерный процесс с комбинированным дутьем. -М.: Металлургия, 1991. 176 с.

10. Зайков С.Т., Лившиц С.Л. Выплавка стали в кислородных конвертерах. К.: Гостехиздат УССР, 1963.- 182 с.

11. Перлов Н.И., Квитко М.П. Прогресс в кислородно-конвертерном производстве.- М.: Металлургия, 1963. 423 с.

12. Баптизманский В.И., Бойченко Б.М., Третьяков Е.В. Металлолом в шихте кислородных конвертеров. М.: Металлургия, 1982. - 136 с.

13. Современный кислородно-конвертерный процесс / И.И. Борнацкий, В.И. Баптизманский, Е.И. Исаев и др. К.: Техника, 1974. - 263 с.

14. Дои Дзе. Конвертерное производство стали. М.: Металлургия, 1971. - 296 с.

15. Баптизманский В.И. Теория кислородно-конвертерного процесса. М.: Металлургия, 1975. - 375 с.

16. Арсентьев П.П. Производство стали в конвертерах // Итоги науки и техники. Сер. Производство чугуна и стали / ВИНИТИ. 1983. - Т. 14. - С. 69-149.

17. Арсентьев П.П., Любимова Г.А. Производство стали в конвертерах донного дутья // Итоги науки и техники. Сер. Производство чугуна и стали / ВИНИТИ. -1978.-Т. 10.-С. 67-142.

18. Работа 130-т конвертеров, оборудованных двухъярусными фурмами / В.И. Баптизманский, В.СХ Куликов, А.Т. Китаев и др. // Экспресс-информация. Черная металлургия. Сер. Сталеплавильное производство. 1974. - Вып. 3. - С. 1-15.

19. Баптизманский В.И., Величко А.Г., Шибко А.В. Дутьевые устройства кислородных конвертеров// Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1987. - № 6. - С.2-15.

20. Квитко М.П., Марцинковский Д.Б. Возможности увеличения расхода лома в шихте кислородных конвертеров // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1979. - № 20.-С. 25-34.

21. Увеличение доли лома в конвертерном производстве / И.И. Кобеза, С.В. Афонин, Г.М. Белопольский и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1978. - № 4. - С. 42-44.

22. Увеличение расхода лома при выплавке стали в конвертерах / А.Г. Зубарев, Г.С. Колганов, Б.М. Костяной и др. // Кислородно-газовая интенсификация процесса выплавки стали: Материалы Всесоюзного семинара. К.: Наукова думка, 1982. -С. 17-25.

23. Шор В.И. Кислородно-конвертерные цехи зарубежных металлургических заводов // Обзор, информ. Сер. Сталеплавильное производство. Вып. 4. - М.: Чер-метинформация, 1986.-31 с.

24. Баптизманский В.И., Зубарев А.Г. Вопросы развития и совершенствования кислородно-конвертерного процесса // Изв. вузов. Черная металлургия. 1986. - № 4.-С. 24-31.

25. Югов П.И., Журавлев В.М., Мокрова В.П. Повышение энергетической эффективности современного конвертерного производства // Сталь. 1986. - № 10. -С. 18-20.

26. Энергосберегающая работа конвертеров при увеличении лома в шихте / Е.А. Кричевцов, В.Г. Лалетин, Э.А. Певная и др.// Сталь. 1985. - № 12. - С.20-22.

27. Снижение расхода чугуна путем предварительного нагрева лома в конвертере / В.Г. Горобец, Р.В. Старов, Н.М. Павлов и др. // Сталь. 1988. - № 9. - С. 24-26.

28. Шюрман Э., Метцинт И. Подогрев скрапа в конвертере с использованием природного газа и кислорода // Черные металлы. 1981. - № 7-8. - С. 55-62.

29. Сокращение расхода чугуна на производство конвертерной стали /

30. B.В.Смоктий, Р.В. Старов, Э.С. Белокуров и др. // Обзор информ. М.: Черме-тинформация, 1987. - 34 с.

31. Снижение расхода чугуна при выплавке стали в конвертере с использованием угля / В.И. Баптизманский, Я.А. Шнееров, Б.М. Бойченко и др. // Сталь. 1983. -№ 10.-С. 18-20.

32. Применение твердого топлива в кислородных конвертерах / В.И. Баптизманский, Б.М. Бойченко, В.П. Черевко и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1975. - № 4. - С. 11-14.

33. Предварительный нагрев лома в конвертере кусковым углеродсодержащим топливом / К.Н. Демидов, Л.А. Смирнов, С.М. Челпан и др.// Сталь. 1987. - № 1.1. C. 27-30.

34. Опытно-промышленный комплекс для вдувания порошкообразных материалов в конвертер / А.Л. Николаев, Ю.В. Липухин, В.М. Аленичев и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1986. - № 3. - С. 48-49.

35. Goedert J., Klein Н. The ALCI process ARBED Lance Coal Injection // Steel Times. - 1986. - № 2. - P. 80-97.

36. Черная металлургия капиталистических и развивающихся стран в 1984 г. / В.Ф. Воронов, В.Б. Владимиров, Н.С. Бунина и др. // Черная металлургия, Бюл. НТИ. 1985.-№22.-С. 3-29.

37. Федосеев B.C. Прогноз обеспечения металлоломом сталеплавильного производства // Труды III конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация, 1996. -С. 27-31.

38. Трахимович В.И., Шалимов А.Г. Использование железа прямого восстановления при выплавке стали. М.:Металлургия, 1982.-245с.

39. Использование металлизованных окатышей в шихте кислородных конвертеров // В.И. Баптизманский, Б.М. Бойченко, В.М. Душа и др. // Сталь. 1975. - № 7. -С. 592-594.

40. Эффективность использования металлизованных окатышей в качестве охладителя в кислородных конвертерах / В.И. Хмиров, В.А. Плохих, В.Г. Сладкоштеев и др. // Черная металлургия. Бюлл. НТИ. 1976. - № 5. - С. 33-36.

41. Применение железорудных обоженных окатышей в кислородных конвертерах / Я.А. Шнееров, В.П. Корченко, В.В. Смоктий и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1969. - № 14. - С. 38-39.

42. Чернятевич А.Г. Основные направления высокотемпературных исследований механизма процессов при продувке конвертерной ванны // Изв. вузов. Черная металлургия. 1996. - № 12. - С. 12-16.

43. Арсентьев П.П., Квитко М.П. Конвертерный процесс с донным дутьем. М.: Металлургия, 1983. 128 с.

44. Кнюппель Г., Бротцман К., Фасбиндер Т.-Г. Кислородный конвертер с донной продувкой//Черные металлы. 1973. - №22. - С. 24-29.

45. Pearce J. Q-BOP steelmaking developments // Iron and Steel Eng. 1975. - V. 52. -№2.-P. 29-38.

46. Le procede L.W.S. / P. Leroy, M. Gombert, H. de Larnimat et al.// Rev. met. 1970. - V. 67. - № 3. - P. 181-193.

47. Разработка технологии донной продувки металла кислородом в конвертере / Я.А. Шнееров, Г.Л. Гурский, В.В. Смоктий и др. // Сталь. 1976. - № 3. - С. 214217.

48. Hubble D.H., Freeh L.W. Refractories for the Q-BOP process // Open Hearth. Proceedings. 1977. - V. 60. - № 12.-P. 12-18.

49. Jamamo S. Production and technology of iron and steel Japan during 1993 // ISIJ International, 1994. P. 20-22.

50. Somways N.L. Development in the North-American iron and steel industry // Iron and Steel Engineering, 1994. V. 71. - № 2. - P. 1-20.

51. Металлургические процессы при комбинированном способе продувки металла в конвертере / Ю. Ганцов, Н. Мюллер, А. Парайфер и др. // Черные металлы. -1983.-№ 16.-С. 54-61.

52. Производство стали в конвертере по способу ЛБЕ / Ф. Шляйтер, Р. Анрион, Ф. Годер и др. // Черные металлы. 1982. - № 4. - С. 26-30.

53. Inert stirring in a BOF / R. Henrion, F. Schleimer, G. Denier et al. // Iron and Steelmaker. 1984. - V. 11. - № 8. - P. 11-18.

54. Kitamura M., Hoh S. LD-converter way of combined blowing // Kobe Streel Eng. Repts. 1982. - V. 32. - № 4. - P. 85-87.

55. On the new refining process by the top and bottom blowing converter / S. Jto, M. Kitamura, S. Kavama et al // 6 th Steelmak. Conf. Proc. Vol. 65, Pittsburgh Meet., March, 28-31, 1982. -/New York, № 4/, 1982.-P. 123-130.

56. Mc Manus G. Oxygen steelmaking moves to a more active stale // Iron Age. June. -1. 1981. - V. 224. - № 16. - P. MP-6-MP-9.

57. Комбинированная продувка металла с подачей нейтрального газа через днище конвертера / Я.Л. Шнееров, С.З. Афонин, В.В. Смоктий и др. // Сталь. 1985. № 11.-С. 16-21.

58. Айзатулов Р.С., Смоктий В.В. Комбинированная продувка металла в 160-т конвертерах ЗСМК // Сталь. 1986. - № Ю. - С. 12-13.

59. Освоение комбинированного конвертерного процесса / В.В. Смоктий, Р.С. Айзатулов, Э.С. Белокуров и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1987. - № 8. -С. 52-53.

60. Haastert Н.Р., Hoffken Е. Konvertersstahlwerke kombiniertes blasen und das TBM-verfahren in den Stahewerken der Thyssen Stahe AG// Thyssen Technische Berichte / 1985. -№ l.-S. 1-10.

61. Хёфкен Э., Пармксен Х.-Д., Вебер Р.Л. Применение комбинированной продувки в кислородно-конвертерных цехах заводов фирмы Тиссен // Черные металлы. — 1983. -№ 4.-С. 4-8.

62. Le procede STB d'elaboration at covertertisseur a lance verticale/T.Ueda, M.Taga, K.Tochiga et al. //Rev. Met. 1981. V. 78. - № 4. - P.361-373.

63. Bath agitation in basic oxygen steelmaking / R. Baker, A.S. Normanton, G.D. Spenceley et al. // Iromark. and Steelmak. 1980. - V. 7. - № 5. - P. 227-238.

64. Разработка конвертера с верхним и нижним дутьем. I. Конструкция и работа конвертера с верхним и нижним дутьем // Take Hideo е.а. Tetcu to hagane. J. Iron and Steel Inst. Jap. - 1980. V. 66. - №11.-P.878.

65. Development and application of LD-HC top and bottom blowing process / H. Jacobs, B.Ceschin, P.Dauby, J.Claes // Iron and Steel Eng. 1981. V. 58. - № 12. - P. 39-43.

66. Разработка LD-OB-процесса. I. Металлургические характеристики LD-OB-конвертера на заводе "Оита" фирмы "Синниппон Сэйтецу". Matsumoto Noromi е.а. // Tetcu to hagane. J. Iron and Steel Inst. Jap. 1982. - V. 68. - № 4. - P. 4, 199.

67. Комбинированная продувка металла кислородом в большегрузных конвертерах / Я.А. Шнееров, К.Г. Носов, Ю.Н. Борисов и др. // Сталь. 1986. - № 1. - С. 2124.

68. Конвертерная плавка с предварительным подогревом лома / К.Г. Носов, В.В. Смоктий, В.А. Махницкий и др. // Сталь. 1986. - № 10. - С. 9-11.

69. Разработка конвертера с верхним и нижним дутьем. II Металлургические характеристики К-ВОР-процесса / Shibayama Takuma е.а. // Tetcu to hagane. J. Iron and Steel Inst. Jap. 1980. - V. 66. - №11 .- P. 879.

70. Gugliemina P., Piasecki H., Grosjean J.C. Comparaison entre les precedes de souf-flage mixte LBE et LET a Solmer // Rev. met. 1985. - V. 82. - № 3. - P. 179-187.

71. Bogdandy L. von, Brotzmann K., Fritz E. Der boden-blasende Sauerstoffreaktor // Erzmetall. 1982. - V. 35. - № 7-8. - S. 382-389.

72. Bogdandy L. von, Brotzmann K., Fritz E. Amelioration du soufflage augmentation de la mise au mille de ferrailees // Rev. Met. 1982. - V. 79. - № 10. - P. 855-862.

73. Комбинированные процессы выплавки стали в кислородных конвертерах / Я.А. Шнееров, В.В Смоктий, В.И. Шор и др. // Черная металлургия: Бюл. Ин-та "Черметинформация". М., 1985, (Обзор, информ. Сер. Сталеплавильное производство). - Вып. 4. - 23 с.

74. Выплавка стали в 160-т конвертере с повышенной до 40-100% долей лома в ме-таллошихте / Айзатулов Р.С., Воронин Н.И., Колганов Г.В. и др. // Сталь. -1989. -№ 6.-С. 26-27.

75. Черная металлургия зарубежных стран (обзор) // Контракт № 062-3/36 от 23.05.96г., АООТ "Черметинформация". М.: 1996. 74 с.

76. Жак P.M., Савелов Н.И., Кондрыкинская И.Д. Обескремнивание чугуна на литейном дворе доменных печей за рубежом // Черная металлургия. Бюл. НТИ. -1992. -№ 1.-С. 15-22.

77. Тукфган Е.Т. Технологические усовершенствования в инжекционной металлургии и в процессах рафинирования металла в ковше в 80-х годах // Инжекцион-ная металлургия186: Труды конференции; М.: Металлургия, 1990. С. 10-44. •

78. Шевцов А.З., Югов П.И. Технологический комплекс аглодоменно-конвертерного производства с внедоменной десульфурацией чугуна // Металлург. 1998. -№ 11. - С. 25-26.

79. Выплавка малосернистого чугуна в ОАО ММК / B.J1. Терентьев, С.Н. Нефедов, С.Н. Пшинограев и др. // Сталь. 2002. - № 1. - С. 10-12.

80. Особенности технологии выплавки конвертерной стали в ОАО ММК / Р.С. Та-хаутдинов, В.Ф. Коротких, А.Ф. Сарычев и др. // Сталь. 1999. - № 11. - С. 1819.

81. Разработка и внедрение комплекса мероприятий по повышению производства и качества выплавляемой стали в кислородно-конвертерных цехах /В.Ф. Рашни-ков, А.А. Мордашов, С.М. Чумаков и др. // Металлург. 2000. - № 7. - С. 43-44.

82. Development of smelting Reduction of Iron Ore-an Approach to Commercial Iron-making / T. Ubaruki, M. Kanemoto, S. Ogato et al // Iron and Steelmaking. 1990. -№ 12.-P. 30-37.

83. Разработка технологии выплавки коррозионностойкой стали с верхней продувкой смесью газов и донной продувкой аргоном / Я.Кисимото, Ф.Такасахи, Ё.Като и др. // Дзайрё то пуросесу. 1988. - Т. 1. - № 4. - С. 1210.

84. Патент № 2107737 России, МКИ С 21 С 5/28. Способ выплавки стали в конвертере / Р.С. Айзатулов, Е.В. Протопопов, В.В. Соколов и др. № 97102677/02 (003053); Заявл. 26.02.97; Опубл. 10.06.97. Бюл. № 9. - 1998.

85. Освоение технологии передела низкокремнистого чугуна с пониженным содержанием марганца с предварительным нагревом лома в кислородных конвертерах / Р.С. Айзатулов, Ю.А. Пак, В.В. Соколов и др. / Черная металлургия. Бюл. НТИ. 2002. - № 4. - С. 30-32.

86. Баптизманский В.И., Щедрин Г.А., Просвирин К.С. Размеры реакционной зоны при продувке металла кислородом сверху // Изв. вузов. Черная металлургия. -1975. № 10. - С. 44-48; № 12. - С.46-50.

87. Охотский В.Б. Глубина зоны взаимодействия газовых струй с жидкостью при продувке сверху // Изв. вузов. Черная металлургия. 1984. - № 3. - С. 32-40.

88. Охотский В.Б. Диаметр зоны взаимодействия при верхней продувке // Изв. вузов. Черная металлургия. 1984. - № 7. - С. 59-63.

89. Чернятевич А.Г., Шишов Б.И. К вопросу о размерах реакционной зоны при продувке металла кислородом // Производство стали в кислородно-конвертерных и мартеновских цехах: Тематич. сб. науч. тр. МЧМ СССР. М.: Металлургия, 1981. - № 9. - С. 8-12.

90. Влияние типа фурмы на тепловую работу конвертера / Ю.Ф. Михневич, Р.В. Старов, В.М. Михайлов и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 1987. - № 3. - С. 11-12.

91. Охотский В.Б. К вопросу о параметрах дутьевого режима при кислородно-конвертерном процессе // Изв. вузов. Черная металлургия. 1975. - № 8. - С. 5962.

92. Исследование процессов в зоне взаимодействия при продувке металла через многоканальную фурму / В.И. Баптизманский, В.Б. Охотский, А.Г. Величко, Г.А. Щедрин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1979. - № 2. - С. 39-42; № 6. -С. 32-36.

93. Баптизманский В.И., Охотский В.Б., Величко А.Г. Изучение динамики газовыделения из реакционной зоны // Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. на-уч.-техн. сб. Киев: Технжа, 1979. - Вып. 63. - С. 3-7.

94. Баптизманский В.И., Щедрин Г.А. Расчет кислородно-конвертерных фурм // Сталь. 1973.-№ 1.-С. 20-23.

95. Новые кислородные фурмы для 250-т конвертеров / А.Г. Чернятевич, К.Г. Носов, Ю.Н. Борисов и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1986. - № 19. - С. 51-53.

96. Фурмы для 250-т конвертеров / А.Г. Чернятевич, В.В. Несвет, А.Д. Зражевский, А.А. Ситало // Сталь. 1989. - № 2. - С. 32-34.

97. Усачева И.Д., Яновский И.Л. Пути повышения стойкости продувочных устройств для конвертеров с верхней продувкой // Производство стали в конвертерных и мартеновских цехах: Тематический сборник научных трудов. М.: Металлургия. 1989. - С. 59-63.

98. Тюрин М.Ю., Слободкин Е.М., Сатин А.В. Точеные наконечники кислородных продувочных фурм // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1992. - № 3. - С. 22, 23.

99. Чернятевич А.Г., Жульковский О.А., Юдин С.В. Повышение стойкости конвертерных фурм за счет использования новых точеных наконечников // Сборник научных трудов ДГТУ. Сер. Металлургия: Днепродзержинск, 1995. Вып. 1. -С. 7-10.Щ

100. Исследование работы одноконтурной кислородно-конвертерной фурмы с двухрядным расположением сопел / С.С. Тильга, В.И. Баптизманский, А.Г. Величко и др.// Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1993. - № 2. - С. 29-30.

101. Универсальная кислородная фурма для продувки конвертерных плавок в нестабильных шихтовых условиях / А.В. Сущенко, В.И. Ганошенко, А.В. Воробьев и др.//Сталь.-2001. -№ 10.-С. 12-15.

102. Особенности кислородно-конвертерной плавки при продувке ванны через двухъярусную фурму / Е.М. Огрызкин, В.В. Смоктий, В.П. Корченко и др.//Бюл. "Черметинформация". 1972. - №4. - С. 22-24.

103. Комбинированная продувка в конвертерах с использованием двухконтурнойЩфурмы / А.Г. Чернятевич, Л.А. Ганзер, Р.С. Айзатулов и др.// Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1988. - № 7. - С. 48-50.

104. Работа 130-т конвертеров, оборудованных двухъярусными фурмами / В.И. Баптизманский, В.О. Куликов, А.Т. Китаев и др.//Экспрессинформация. 4м. Сер.: Сталеплавильное производство. - 1974. - Вып. 3. - С. 1-15.

105. Протопопов Е.В., Волович М.И., Герасименко И.П. Основы ресурсо- и энергосберегающих технологий конвертерной плавки: Учебное пособие // КузПИ. -Новокузнецк, 1990. 93 с.

106. А.С. 1440934 СССР, МКИ С 21 С 5/48. Многосопловая фурма для продувки металла // A.M. Сизов, С.И. Жигач, А.П. Иванов и др. (СССР). №4211223/31-02;

107. Заявлено 20.01.87; Опубл. 30.11.88. Бюл. № 44.

108. А.С. 1423602 СССР, МКИ С 21 С 5/48. Многосопловая фурма для продувки металла / А.Г. Чернятевич, В.А. Махницкий, В.И. Трубавин и др. (СССР). -№4153483/31-02; Заявлено 27.11.86; Опубл. 15.09.88. Бюл. № 34.

109. А.С. 1252349 СССР, МКИ С 21 С 5/28. Способ комбинированной продувки расплава / А.Д. Фиерштейн, Я.Н. Рудницкий, И.Я. Сикуляр и др. (СССР). -№3720648/22-02; Заявлено 02.01.84; Опубл. 1986. Бюл. № 31.

110. А.С. 1406178 СССР, МКИ С 21 С 5/48. Фурма для продувки жидкого металла / К.М. Шакиров, Р.С. Айзатулов, В.Н. Михайлец и др. (СССР). №4165745/31-02; Заявлено 23.12.86; Опубл. 1988. Бюл. № 24.

111. А.С. 1578209 СССР, МКИ С 21 С 5/28. Способ выплавки стали в конвертере / B.C. Бобошко, И.В. Кабаков, С.И. Волгин и др. (СССР). 3 4297576/23-02; Заявлено 17.08.87; Опубл. 15.07.90. Бюл. № 26.

112. А.С. 1592345 СССР, МКИ С 21 С 5/48. Кислородная фурма для продувки расплава / М.А. Поживанов, A.M. Поживанов, А.А. Булянда и др. (СССР). № 4452049/27-02; Заявлено 29.06.88; Опубл. 15.09.90, Бюл. № 34.

113. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В. Разработка наконечников двухконтурных фурм для кислородных конвертеров // Изв. вузов. Черная металлургия. 1995. -№ 12.-С. 13-17.

114. Комбинированная продувка металла с подачей нейтрального газа сверху и через днище конвертера / Чернятевич А.Г., Айзатулов Р.С., Протопопов Е.В. и др. // Сталь. 1989.-№ 5. - С. 20-23.

115. Заявка 60-46349 Япония, МКИ С 22 С 33/04. Фурма / X. Накаяма, О. Йодзо, С. Масаноту, К. Сикаэ (Япония). № 58-153532; Заявлено 22.08.83; Опубл. 13.03.85.

116. Пат. 4533124 США, МКИ С 21 С 5/32. Устройство для подачи газообразных и твердых веществ в ванну с расплавом металла в процессе рафинирования / М. Сиркс, С. Флетчер (США). № 84433; Заявлено 17.10.83; Опубл. 06.08.85.

117. Кузнецов Ю.М., Злодеев В.А., Добровольский Б.В. Работа сверхзвуковых сопел на газовзвеси // Сталь. 1989. № 8. - С. 28-31.

118. Металлургия черных и цветных металлов: учебник для вузов/ Е.А. Челищев, П.П. Арсентьев, В.В. Яковлев, Д.И. Рыжонков. М.: Металлургия, 1993. - 447 с.

119. Югов П.И., Шумов М.М. К 50-летию создания и развития кислородно-конвертерного процесса в СССР // Металлург. 1986. - № 10. - С. 12.

120. Изучение на водяной модели циркуляции жидкого металла и вибрации конвертера с комбинированной продувкой / К. Сузуки, М. Таканака, Д. Мацуно, Е. Ка-то // Тецу то хаганэ. 1982. - Т. 68. - № 4. - С. 197.

121. Kubisek К., Frohberg M.G. Hudrodynamische modelluntersuchum gen zum boden-blasenden konverter // Arch. Eisenhuttenw. 1981. - Bd. 52. - № 1. - S. 7-17.

122. Волнообразование в конвертере при комбинированной продувке / В.И. Баптизманский, Ю.Н. Борисов, A.M. Лонский // Изв. вузов. Черная металлургия. -1987.-№ 8.-С. 21-24.

123. Баптизманский В.И., Трубавин В.И., Бойченко Б.М. Методика расчета основных параметров кислородных конвертеров донного дутья // Изв. вузов. Черная металлургия. 1981.-№ 6. - С. 15-18.

124. Баптизманский В.И., Трубавин В.И., Бойченко Б.М. Взаимодействие газовых струй с жидким металлом в кислородных конвертерах донного дутья // Изв. вузов. Черная металлургия. 1980. - № 10. - С. 33-38; № 12. - С. 22-26; 1981. - № 4.-С. 39-42.

125. Параметры зон взаимодействия газовых струй с металлом при донной продувке / В.Б. Охотский, К.С. Просвирин, А.Н. Ковзик и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1982. - № 3. - С. 34-38; № 5. - С. 21-24.

126. Просвирин К.С., Охотский В.Б., Ковзик А.Н. О характере взаимодействия дутьевых струй с металлическим расплавом при боковой продувке // Металлургия икоксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев: Техшка, - 1979. - Вып. 63. -С. 69-72.

127. Рациональный дутьевой режим комбинированной продувки металла в конвертере / В.И. Трубавин, A.M. Лонский, В.В. Смоктий и др. // Технология производства стали в конвертерных и мартеновских цехах: Сб. научн. тр. М.: Металлургия, 1989.-С. 39-42.

128. Баптизманский В.И., Трубавин В.И., Лонский A.M. Волнообразование в ванне конвертера при донной и комбинированной продувках, совершенствование конструкций донных дутьевых устройств // Изв. вузов. Черная металлургия. — 1987. № 4. - С. 152-153.

129. Технологические основы проектирования кислородных конвертеров / В.Б. Охотский, Ю.С. Кривченко, К.С. Просвирин, Г.И. Низяев // Изв. вузов. Черная металлургия. 1983. - № 2. - С. 12-15; № 4. - С. 29-32.

130. Исследование многоструйной топливно-кислородной продувки конвертерной ванны снизу / А.Г. Чернятевич, Ю.И. Шиш, С.С. Красан и др.// Изв. вузов. Черная металлургия. 1987. - № 1. - С. 39-44.

131. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В. Экспериментальное изучение параметров реакционной зоны конвертерной ванны в условиях комбинированной продувки // Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. - № 6. - С. 17-22.

132. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Юдин С.В. Гидродинамические особенности1. Щ/поведения конвертерной ванны при различных способах продувки // Изв. вузов. Черная металлургия. 1998. - № 8. - С. 23-29.

133. Bernard Trentini. Scrap Consumption in the oxygen converter // Steel Times. 1985. - № 12.-P. 608-610.

134. Minoru К., Shyuzo J. Способ комбинированной продувки в LD-конвертере // Ко-бэ сэйко гихо = Kobe Stell Eng. Repts. 1982. - V. 32. - № 4. - С. 85-87.

135. A.C. 1067054 СССР, МКИ С 21 С 5/48. Фурма для донной продувки металла / А.Г. Чернятевич, Ю.И. Шиш, К.Г. Носов и др. (СССР). № 3509059/22-02; Заявлено 09.11.82; Опубл. 15.01.84, Бюл. № 2.

136. А.С. 1560566 СССР, МКИ С 21 С 5/48. Боковая фурма для подогрева лома и дожигания отходящих газов в полости конвертера / А.Г. Чернятевич, Р.С. Айзату-лов, Е.В. Протопопов и др. (СССР). № 4387998/31-02; Заявлено 03.03.88; Опубл. 30.04.90, Бюл. № 16.

137. Термодинамические основы конвертирования металла с элементами прямого восстановления / Е.В. Протопопов, К.М. Шакиров, Р.С. Айзатулов, К.С. Фокин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. - № 8. - С. 13-17.

138. Модель жидкофазного восстановления оксидов марганца в агрегатах конвертерного типа / Р.С. Айзатулов, Е.В. Протопопов, В.П. Комшуков, К.М. Шакиров // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2002. - № 7. - С. 277279.

139. Экспресс-информация / Ин-т "Черметинформация", М.: 1990. Сер. Производство стали и ферросплавов. Подготовка лома черных металлов. Вып.19.С.1-5.

140. Direct charging of ore to the stainless converter // Steel Times. 1996. - № 8. - P. 266.Щ

141. Development of highly efficient stainless steelmaking by Cr ore smelting reduction method / Kisnimoto Jasuo, Taoka Keizo, Takeuchi Syuji // Kawasaki Steel Giho. — 1996. V. 28. - № 4. - P. 213-218.

142. Лекишев Н.П., Шалимов А.Г. Сравнительная характеристика состояния кислородно-конвертерного производства стали в России и за рубежом. М.: Элиз. -2000. - 64 с.

143. Чернятевич А.Г., Зарвин Е.Я. К вопросу горячего моделирования кислородно-конвертерного процесса // Известия вузов. Черная металлургия. 1987. - № 4. -С. 40-46.

144. Чернятевич А.Г. Высокотемпературное моделирование кислородно-конвертерного процесса // Известия вузов. Черная металлургия. 1991. - № 12. -С. 16-18.

145. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. Условия подобия при высокотемпературном моделировании конвертерных процессов. Аэродинамическое подобие // Известия вузов. Черная металлургия. 1997. - № 8. - С. 26-31.

146. Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г. Исследование взаимодействия кислородных струй с отходящими конвертерными газами // Известия вузов. Черная металлургия.- 1996.-№ 10.-С. 5-9.

147. Охотский В.Б. Строение газовых струй // Известия вузов. Черная металлургия. -1983. -№ 11.-С. 32-35.

148. Кутателадзе С.С., Ляховский Д.Н., Пермяков В.А. Моделирование теплоэнергетического оборудования. М.-Л.: Энергия. - 1966. - 351 с.

149. Явойский В.И., Дорофеев Г.А., Повх И.Л. Теория продувки сталеплавильной ванны. М.: Металлургия. - 1974. - 495 с.

150. Баптизманский В.И., Охотский В.Б. Физико-химические основы кислородно-конвертерного процесса. Киев-Донецк: Вища школа, 1981. - 183 с.

151. Богушевский B.C., Сорокин Н.А., Лигоцкий И.Л. Теплообмен холодной метал-лозагрузки с расплавом в ванне печи // Изв. АН СССР. Металлы. 1989. - № 3. -С. 15-20.

152. Сизов A.M. Газодинамика и теплообмен газовых струй в металлургических процессах. М.: Металлургия. - 1987. - 256 с.

153. Гречко А.В., Нестеренко Р.Д., Кудинов Ю.А. Практика физического моделирования на металлургическом заводе. М.: Металлургия. - 1976. - 224 с.

154. Современный кислородно-конвертерный процесс. И.И. Борнацкий, В.И. Бап-тизманский, Е.И. Исаев и др. К.: Техшка, 1974. - 264 с.

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

156. Чернятевич А.Г., Зарвин Е.Я., Соломон Г.М. О структуре реакционной зоны при продувке металла кислородной и кислородно-порошковой струями: Сообщ. I // Известия вузов. Черная металлургия. 1978. - № 10. - С. 72-77.

157. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент / Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зарвина. М.: Энергоиздат. - 1982. - 512 с.

158. Энергосберегающая работа конвертеров при увеличении доли лома в шихте / Е.А. Кричевцов, В.Г. Лалетин, Э.А. Певная и др. // Сталь. 1985. - № 12. - С. 2022.

159. Применение шлаков от выплавки марганцевых сплавов в сталеплавильном производстве / К.Н. Демидов, Л.А. Смирнов, С.И. Кузнецов и др. // Металлург. -2000. № 5. - С. 35-37.

160. Использование низкокремнистого чугуна с повышенным содержанием фосфора при выплавке стали в конвертере / Р.С. Айзатулов, Ю.А. Пак, В.В. Соколов и др. // Металлург. 2001. - № 1. - С. 40.

161. Передел низкокремнистого чугуна с повышенным содержанием фосфора и предварительным нагревом лома в кислородных конвертерах / Р.С. Айзатулов, Ю.А. Пак, В.В. Соколов и др. // Металлург. 2001. - № 3. - С. 31-32.

162. Югов П.И., Сарычев А.В., Баева Л.А. Дефосфорация металла при переделе низкомарганцовистого чугуна в кислородном конвертере// Металлург. 2001. - № 10.-С. 37-38.

163. Development of Smelting Reduction of Iron Ore-an Approach to Commercial Iron-making // Iron and Steelmaking. 1990. - № 12. - P. 30-37.

164. Разработка технологии выплавки коррозионностойкой стали с верхней продувкой смесью газов и донной продувкой аргоном / Я. Кисимото, Ф. Такасахи, Е. Като и др. // Дзайре то пуросэсу. 1988. - Т. 1. - № 4. - С. 1210.

165. Разработка технологии введения топлива в конвертер. Часть 2. Эксперименты на модели по вдуванию токоизмельченного угля в конвертер / М. Омори, С. Нарасаки, К. Кавагути и др. // Тэцу то хаганэ, I. Iron and Steel Inst. Jap. 1984. -70.-№4.-P. 184.

166. Танаки Т. Изучение характера горения пылевидного угля при его газификации в конвертере над ванной жидкого чугуна // Тэцу то хаганэ, I. Iron and Steel Inst. Jap. 1984. - 70. - № 4. - P. 112.

167. Чернятевич А.Г., Зарвин Е.Я., Соломон Г.М. О структуре реакционной зоны при продувке металла кислородной и кислородно-порошковой струями: Сообщ. 2 // Известия вузов. Черная металлургия. 1978. - № 12. - С. 33-36.

168. Чернятевич А.Г. Прикладное изучение параметров реакционной зоны, кислородного конвертера // Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. К. - 1982. - Вып. 77. - С. 6-10.

169. Чернятевич А.Г., Шишов Б.И. К вопросу о размерах реакционной зоны при продувке металла кислородом // Пр-во стали в кислородно-конвертерных и мартен, цехах.-М.: 1981.-№9.-С. 8-12.

170. Чернятевич А.Г. Размеры реакционной зоны при продувке металла газопорошковыми струями // Известия вузов. Черная металлургия. 1990. - № 6. - С. 105.

171. Чернятевич А.Г., Шишов Б.И., Соломон Г.М. К вопросу взаимодействия кислородной струи с металлической ванной // Известия вузов. Черная металлургия. -1980. -№ 2.-С. 30-34.

172. Строение реакционной зоны при продувке металла кислородом / В.Б. Охотский,

173. B.И. Баптизманский, К.С. Просвирин и др. // Известия вузов. Черная металлургия. 1973. -№ 8. - С. 50-53.

174. Баптизманский В.И., Щедрин Г.А., Просвирин К.С. Размеры реакционной зоны при продувке металла кислородом сверху. Сообщение I // Известия вузов. Черная металлургия. 1975. - № 10. - С. 44-48.

175. Баптизманский В.И., Щедрин Г.А., Просвирин К.С. Размеры реакционной зоны при продувке металла кислородом сверху. Сообщение II // Известия вузов. Черная металлургия. 1975. - № 12. - С. 46-50.

176. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука. - 1978. - 448 с.

177. Охотский В.Б. Глубина зоны взаимодействия газовой струи с жидкостью при продувке сверху // Известия вузов. Черная металлургия. 1984. - № 3. - С. 3740.

178. Охотский В.Б. Диаметр зоны взаимодействия при верхней продувке // Известия вузов. Черная металлургия. 1984. - № 7. - С. 59-63.

179. Охотский В.Б. К вопросу о параметрах дутьевого режима при кислородно-конвертерном процессе // Известия вузов. Черная металлургия. 1975. - № 8.1. C. 59-62.

180. Исследование процессов в зоне взаимодействия при продувке металла через многоканальную фурму. Сообщение I. / В.И. Баптизманский, В.Б. Охотский, А.Г. Величко, Г.А. Щедрин // Известия вузов. Черная металлургия. 1979. - № 2.-С. 39-42.

181. Исследование процессов в зоне взаимодействия при продувке металла через многоканальную фурму. Сообщение II. / В.И. Баптизманский, В.Б. Охотский, А.Г. Величко, Г.А. Щедрин // Известия вузов. Черная металлургия. 1979. - № 6.-С. 32-36.

182. Баптизманский В.И., Охотский В.Б., Величко А.Г. Изучение динамики газовыделения из реакционной зоны // Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. на-уч.-техн. сб. К.: Техшка, 1979. - № 63. - С. 3-7.

183. Jet penetration and bath circulation in the basic oxygen furnace / R.A. Flinn, R.D. Pehlke, D.R. Glass, P.O. Hays // Transactions Metallurg. Soc. AIME. 1967. - V. 239. -№ 11.-P. 1776-1791.

184. Айзатулов P.C., Протопопов E.B., Шакиров К.М. Физико-химические предпосылки производства марганцевых концентратов в агрегатах конвертерного типа // Изв. вузов. Черная металлургия. 2001. - № 4. - С. 19-23.

185. Предварительный подогрев нейтрального газа на конвертерах с комбинированной продувкой / А.Г. Чернятевич, Р.С. Айзатулов, J1.M. Учитель и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1986. - № 11. - С. 47-48.

186. Исследование многоструйной топливно-кислородной продувки конвертерной ванны снизу / А.Г. Чернятевич, Ю.И. Шиш, С.С. Красан и др.// Изв. вузов. Черная металлургия. 1987.- № 1. - С. 39-44.

187. Баптизманский В.И., Трубавин В.И., Бойченко Б.М. Взаимодействие газовых струй с жидким металлом в кислородных конвертерах донного дутья. Сообщение II. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1980. - № 12. - С. 22-26.

188. Параметры зоны взаимодействия газовых струй с металлом при донной продувке. Сообщение I. / В.Б. Охотский, К.С. Просвирин, А.Н. Ковзик // Изв. вузов. Черная металлургия. 1982. - № 3. - С.34-38.

189. Баптизманский В.И., Трубавин В.И., Бойченко Б.М. Взаимодействие газовых струй с жидким металлом в кислородных конвертерах донного дутья. Сообщение III. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1981. - № 4. - С. 39-42.

190. Параметры зоны взаимодействия газовых струй с металлом при донной продувке. Сообщение II. // В.Б. Охотский, К.С. Просвирин, А.Н. Ковзик // Изв. вузов. Черная металлургия. 1982. - № 5. - С. 21-24.

191. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В., Ганзер Л.А. О некоторых особенностях окисления примесей в конвертерной ванне при комбинированной продувке // Изв. вузов. Черная металлургия. 1987. - № 4. - С. 25-29.

192. Разработка и исследование конвертерного процесса с элементами жидкофазного восстановления / Р.С. Айзатулов, Е.В. Протопопов, В.В. Соколов и др. // Сталь. 1999.-№5.-С. 27-32.

193. Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В. О повышении эффективности продувки конвертерной ванны с дожиганием отходящих газов в полости агрегата // Изв. вузов. Черная металлургия. 1996. - № 2. - С. 1-5.

194. Кубашевский О., Олкокк С.Б. Металлургическая термохимия. М.: Металлургия. - 1982. - 392 с.

195. Эллиот Д.Ф., Глейзер М., Рамакришна В. Термохимия сталеплавильных процессов. М.: Металлургия. - 1969. - 252 с.

196. Чернятевич А.Г., Шишов Б.И., Соломон Г.М. Экспериментальная оценка окисления углерода в различных зонах кислородно-конвертерной ванны // Металлургия и коксохимия: Респ. межвед. науч.-техн. сб. К.: Техшка. - 1981. - № 72. -С. 32-36.

197. Лопухов Г.А., Левенец Н.П., Самарин A.M. Влияние состава металла на температурный режим реакционной зоны при кислородной продувке // Изв. вузов. Черная металлургия. 1966. - №1. - С.56-60.

198. О некоторых особенностях продувки конверторной ванны встречными струями. Сообщение II. / Чернятевич, Ю.И. Шиш, А.С. Бродский и др. // Известия вузов. Черная металлургия. 1986. - № 10. - С. 25-29.

199. Лавренов М.А., Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М.: Наука. - 1977.-408 с.

200. Повышение эффективности комбинированной продувки ванны 250-т конвертеров / А.Г. Чернятевич, К.Г. Носов, А.С. Бродский и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1989. - № 7. - С. 56-58.

201. Повышение эффективности дожигания отходящих газов в конвертерах с жидкофазным восстановлением / Е.В. Протопопов, Д.А. Лаврик, А.Г. Чернятевич, Е.Л. Мастеровенко // Изв. вузов. Черная металлургия. 2001. - № 6. - С. 13-17.

202. Охотский В.Б. К вопросу об агрегатном состоянии шлака в кислородном конвертере // Изв. вузов. Черная металлургия. 1975. - № 7. - С. 45-52.

203. Барденхойер Ф. Причины вспенивания шлака в кислородном конвертере // Черная металлургия. 1975. - № 22. - С. 3-7.

204. О механизме образования выбросов из кислородного конвертера с верхней продувкой / А.Г. Чернятевич, Е.Я. Зарвин, Ю.Н. Борисов и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1976. - № 10. - С. 54-59.

205. Чернятевич А.Г., Бродский А.С., Пантейков С.П. Высокотемпературное моделирование поведения конвертерной ванны при комбинированной продувке кислородом // Изв. вузов. Черная металлургия. 1997. - № 12. - С. 27-30.

206. Development of Smelting Reduction of Iron Ore-an Approach to Commercial Iron-making / T. Ubaruki, M. Kanemoto, S Ogata et al // Iron and Steelmaking. 1990. -№ 12.-P. 30-37.

207. Протопопов E.B., Айзатулов P.C., Чернятевич А.Г. Технологические аспекты комбинированной подачи нейтрального газа в конвертерную ванну // Труды IV конгресса сталеплавильщиков. М.: Черметинформация. - 1997. - С. 104-107.

208. К вопросу о подогреве перемешивающего газа для комбинированной продувки конвертерной ванны / А.Г. Чернятевич, Е.В. Протопопов, В.Р. Джувага и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1987. - № 8. - С. 17-21.

209. А.С. 1348375 СССР, МКИ С 21 С 5/42. Конвертер / А.Г. Чернятевич, Е.В. Протопопов, Р.С. Айзатулов и др. № 4048510/31-02; Заявл. 05.03.86; Опубл. 30.10.87, Бюл. № 40. - С. 108-109.

210. The ALKI Technology: ARBED Lance Coal Injection / J. Goedert, H. Klein, R. Henrion, J.F. Liesch // Fachberichte Hiittenpraxis Metallweiterveras - beitung. -1986. - 24. - № 4. - P. 214-219.

211. Laprocede ALKI (ARBED-Lance-Coal-Ingestion) / J. Goedert, R. Henrion H. Klein, e.a.// Congr / acier / oxygene. Strasbourg, 2-6 June, 1984. - V. 2. - P. 4.2/-4.2/10.

212. Вдувание угля при выплавке стали в кислородном конвертере / X. Накамура и др. // Тэцу то хаганэ, J. Iron and Steel Inst. Jap.// 1986. - V. 26. - № 12. - P. 363.

213. Разработка устройств для комбинированной продувки в 160-т конвертере с подогревом подаваемых через днище газов / А.Г. Чернятевич, Е.В. Протопопов, С.В. Кукса и др. // Изв. вузов. Черная металлургия. 1985. - № 10. - С. 28-32.

214. А.С. 1074907 СССР, МКИ С 21 С 5/42. Конвертер / А.Г. Чернятевич, Р.С. Айза-тулов, Л.М. Учитель и др. (СССР). № 3626203/22-02; Заявл. 19.04.82; Опубл. 23.02.84, Бюл. № 2. - С. 93, 94.

215. А.С. 1245599 СССР, МКИ С 21 С 5/42. Конвертер (его варианты) / А.Г. Чернятевич, В.И. Баптизманский, Б.А. Кустов и др. (СССР). №3758654/22-02; Заявл. 25.06.84; Опубл. 23.07.86, Бюл. №27.-С.71.

216. А.С. 1348375 СССР, МКИ С 21 С 5/42. Конвертер (его варианты) / А.Г. Чернятевич, Е.В. Протопопов, Р.С. Айзатулов и др. (СССР). № 4048510/31-02; Заявл. 05.03.86; Опубл. 30.10.87, Бюл. №40.- С.71.

217. Казанцев Е.И. Промышленные печи: Справочное руководство для расчетов и проектирования. М. Ж. Металлургия. - 1975. - 368 с.

218. Краснощекое Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. М.: Энергия. -1980.-288 с.

219. Бережинский А.И., Циммерман А.Ф. Охлаждение и очистка газов кислородных конвертеров. М.: Металлургия. 1988. - 272 с.

220. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. М.: Энергия. -1969.-439 с.

221. Точеные наконечники для кислородных фурм конвертеров / А.Г. Чернятевич,

222. H.М. Омесь, Г.Ф. Боровиков и др. // Черная металлургия. Бюл. НТИ. 1996. - №1. С. 42-44.

223. О повышении эффективности дожигания отходящих газов в полости конвертера / Е.В. Протопопов, Я.Г. Чернятевич, Е.Л. Мастеровенко, С.В. Юдин // Изв. вузов. Черная металлургия. 1999. - № 3. - С. 30-35.