Усреднение химического состава и температуры металла
Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

Усреднение химического состава и температуры металла

Принцип определения времени полного перемешивания металла при продувке газом поясняется схемой на рисунке 18.6.

Изменение концентрации индикатора в пробах металла во время продувки

Рисунок 18.6 – Изменение концентрации индикатора в пробах металла во время продувки

Определение времени полного перемешивания стали при продувке обычно проводится согласно следующей методике. После подачи в расплав известного количества индикатора в фиксированной точке внутри ковша начинают отбор проб металла для химического анализа. При этом первоначально содержание индикатора в отобранных пробах изменяется в широких пределах. Спустя некоторое время концентрация индикатора в объеме ковша выравнивается и в дальнейшем содержание его в пробах металла отличается от расчетного значения не более, чем на 5%. Это время и принято считать временем полного перемешивания.

Экспериментально установлено, что время полного перемешивания связано с величиной скорости диссипации энергии в расплаве соотношением

По сути первое слагаемое в правой части уравнения (18.4) представляет собой работу изотермического расширения пузырей газа при подъеме в металле. Четвертое слагаемое – работа, совершаемая при передаче кинетической энергии газа жидкости. Второе и третье слагаемые – работа расширения газа, которое обусловлено изменением его температуры и давления вблизи выходного отверстия фурмы.

Результаты экспериментов на холодных моделях свидетельствуют о том, что численное значение коэффициента обычно составляет 0,05 – 0,1. Поэтому в оценочных расчетах тремя последними слагаемыми в правой части уравнения (18.4) с достаточной для практических целей точностью можно пренебречь и приравнять работу перемешивания металла газом к работе изотермического расширения всплывающих в расплаве пузырей.

Расчеты, проведенные согласно описанной выше методике, свидетельствуют о том, что в стандартных сталеразливочных ковшах с отношением высоты к диаметру равным 1,0 – 1,5 для усреднения химического состава и температуры стали необходим расход аргона не более 0,05 – 0,1 м3/т.