Нові металургійні технології Возможности Увеличения массообменной поверхности в расплаве чугуна при инжекционном ковшевом рафинировании магнием

Маначин И. А., руководитель д.т.н. Шевченко А. Ф.

Институт черной металлургии им. З. И. Некрасова НАН Украины

Одним из перспективных путей увеличения тепло- и массообменной поверхности в расплаве, в объёме которой протекает комплекс физико-химических процессов, при инжекционных методах рафинирования, является максимальное рассредоточение и диспергирование вдуваемых двухфазных потоков.

Институтом черной металлургии предложен подход в решении задач интенсификации процесса ввода магния в ковш с жидким чугуном, включающий применение магния без пылевидных фракций и добавок, равномерное рассредоточение частиц магния по сечению канала в период подготовки двухфазного потока к вдуванию, исключение пульсаций в магниепроводе, подготовку и деление единого потока перед истечением из фурмы на несколько равных,  максимальное рассредоточение и диспергирование вдуваемого двухфазного потока после истечения его в расплав.

Исследованиями на лабораторной и опытно-промышленной установках инжекционной подачи магния установлено, что при концентрации магния около 8 кг/нм³ (или около 30 кг/м³), разработанной системе дозирования и скорости потока более 90 м/с практически не наблюдается пульсаций потока, а по своим свойствам двухфазный поток азота с зернистым магнием приближается к газовому потоку, способному делиться на несколько равных потоков.

Выполненными замерами на холодной модели барботирующей зоны в ковше при варьировании расхода газа, диаметра сопла и угла истечения струи в ванну при продувках одноканальной и многосопловой (двухсопловой) фурмами установлено, что при прочих равных условиях, величина суммарной поверхности газовых полостей в ванне зависит от угла отклонения вдуваемого потока от вертикальной оси. Наиболее высокие значения межфазной поверхности создаются при вдувании потока под углом 45-60.

Сопоставление величин суммарной поверхности газовых полостей в жидкой ванне показывает, что абсолютные значения межфазной поверхности при продувке двухсопловой фурмой в среднем на 45–50 % относительных больше чем при продувках односопловой фурмой.