МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ КОНВЕРТЕРНОЇ ПЛАВКИ З УРАХУВАННЯМ ДИНАМІКИ ПРОЦЕСУ ЗНЕВУГЛЕЦЮВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990222020211370Ключові слова:
кисневий конвертер, продувка, гази, що відходять, зневуглецювання, непрямі методи, балансові рівняння, експеримент, комп'ютерне моделюванняАнотація
Кисневий конвертер є одним з найбільш важливих металургійних об'єктів
автоматизації. Удосконалення його управління необхідно для отримання сталі з заданими
температурою і складом при максимальній економічності плавки. Однак задача повної
автоматизації процесу є вкрай складною і вимагає знання закономірностей впливу на
технологічний процес безлічі факторів: фізико-хімічних, газо-гідродинамічних та інших, до
теперішнього часу недостатньо досліджених.
Фізико-хімічну основу виробництва сталі в конвертері складають процеси окислення
домішок чавуну, і в першу чергу окислення вуглецю. Незважаючи на великий обсяг
досліджень, присвячених проблемі окислення вуглецю металу, значна кількість питань у цій
галузі залишається мало вивченою. Відома наукова теорія про те, що зневуглецювання при
низькому вмісті вуглецю контролюється переважно його масовим переносом, до кінця не
пояснює всіх особливостей процесу. У зв'язку з цим постало завдання проведення
додаткових наукових досліджень динаміки окислення вуглецю, особливо при його низькій
концентрації.
В роботі розглянуті методики, що описують процес зневуглецювання конвертерної
сталі. Побудована модель розрахунку швидкості зневуглецювання і динаміки вмісту вуглецю
у ванні конвертера під час продувки. Встановлено, що розроблена динамічна модель
окислення вуглецю адекватна процесам, що протікають у ванні конвертера. Модель
дозволяє безперервно по ходу продувки здійснювати контроль і регулювання найбільш
важливих параметрів металу за допомогою управління кисневою фурмою, визначати
швидкості зневуглецювання, зміни температури і окислення заліза ванни, а також ступінь
допалювання СО в СО2 в порожнині конвертера
Посилання
Кудрин, В. А. Теория и технология производства стали: учебник для вузов /
В. А. Кудрин. – М.: Мир, 2003. – 528 с.
Куприянов, А. А. Плотность и структурные изменения железа и сплавов железа с
углеродом / А. А. Куприянов, С. И. Филиппов // Изв. вузов. Черная металлургия. – 1968. – № 9.
Филиппов, С. И. Теория критических концентраций / С. И. Филиппов // Физико-
химические основы процессов производства стали. М. : Наука, 1979. – С. 79–87.
Баптизманский, В. И. Проблемы технологии и теории современной конвертерной
плавки / В. И. Баптизманский // Сталь. – 1989. – № 9. – С. 18– Меджибожский, М. Я. Основы термодинамики и кинетики сталеплавильных
процессов / М. Я. Меджибожский. – Киев: Вища школа, 1979. – 280 с.
Охотский, В. Б. Модели металлургических систем / В. Б. Охотский. –
Днепропетровск: Системные технологии, 2006. – 287 с.
Богушевский, В. С. Математическая модель управления дутьевым режимом
конвертерной плавки / В. С. Богушевский, В. Ю. Сухенко, Е. А. Сергеева // Изв. вузов. Чёрная
металургия. – 2011. – № 8. – С. 24–25.
