Дегазация стали в сталеплавильных агрегатах непрерывного действия

Abstract

Требования к качеству стальной продукции диктуют необходимость увеличения доли вакуумированной стали. Помимо этого, рост себестоимости топлива, а также стремление общества и государства к декарбонизации различных отраслей промышленности, в том числе и чёрной металлургии, требует от компаний снижения топливных затрат и переход на более современные и чистые технологии. Снижение удельного потребления топлива, а соответственно, и выбросов возможно за счёт перехода на непрерывное производство с минимизацией затрат на прогрев оборудования и поддержание заданной температуры в вакууматоре в процессах технологического простоя. В статье рассматриваются вопросы дегазации стального расплава в вакууматорах непрерывного действия П-образного типа в сталеплавильных агрегатах непрерывного действия. Цель: рассмотреть влияние разряжения над расплавом на характерный размер пузырька газа, скорость и время его всплытия в дегазационной установке П-образного типа, на основе полученных зависимостей определить характерные размеры вакуум-камеры и энергетический эффект от перехода на непрерывный процесс вакуумирования. Методы: аналитические методы. Результаты. Определен характерный размер пузырька в расплаве стали под действием вакуума разной степени. Изучено влияние разрежения на скорость вакуумирования и габариты дегазационной установки. Определен энергетический эффект от перехода на непрерывное вакуумирование. Предложенная методика справедлива для жидких сред, расчёты представлены на примере расплава стали. На основе проведённых расчётов установлено влияние разряжения на процесс вакуумирования расплава стали, определены габариты вакуум-камеры, сопоставимые с представленными на рынке RH-вакууматорами при схожей производительности и качестве готовой продукции, и оценено снижение энергозатрат при дегазации стали в непрерывном вакууматоре, в сравнении с действующими циркуляционными установка.

The requirements for the quality of steel products dictate the need to increase the share of evacuated steel. In addition, the growing cost of fuel, as well as the desire of society and the state to decarbonize various industries, including ferrous metallurgy, requires companies to reduce fuel costs and switch to more modern and cleaner technologies. Reducing the specific fuel consumption, and, accordingly, emissions, is possible due to the transition to continuous production, minimizing the cost of heating the equipment and maintaining the set temperature in the degasser during technological downtime. The article deals with the issues of steel melt degassing in U-type continuous degassers in continuous steel making units. Aim. To consider the influence of rarefaction of a gas bubble on the characteristic size over the melt, speed and time of its surfacing in a U-type degassing unit. Based on the obtained dependences, to determine the characteristic size of a vacuum chamber and energy effect of switching to a continuous vacuumization. Methods. Analytical methods. Results. The authors have determined a bubble characteristic size in a steel melt under vacuum of different degrees. They studied the effect of vacuum on vacuumization speed and the degassing unit dimensions. The energy effect of switching to continuous vacuumization was determined. The proposed methodology is valid for liquid media, the calculations are presented on the example of molten steel. Based on the conducted calculations, the depression influence on molten steel vacuumization was determined. The vacuum chamber dimensions, comparable with RH-vacuum cleaners presented at the market of similar productivity and quality of finished products, as well as reducing energy consumption for steel degassing in a continuous vacuum degasser, compared with the existing circulating installation, were determined.