ФЛОТАЦІЯ НЕМЕТАЛЕВИХ ВКЛЮЧЕНЬ ПІД ЧАС ПРОДУВАННЯ РІДКОЇ СТАЛІ АРГОНОМ

Анотація

У роботі показано, що в процесі розливання сталі через проміжні ковші МБРЗ застосовується продування металу інертним газом через продувальні пристрої різної конструкції. Висвітлено, що натепер проміжний ківш є останньою металургійною ємністю, де можна впливати на якість готової продукції в процесі безперервного розливання. З’ясовано, що в проміжному ковші на останньому етапі розливання можливо керувати такими параметрами, як масоперенос, рафінування, що буде забезпечувати стабільність розливання, а також покращення якості готової продукції шляхом видалення неметалевих включень різного розміру. Показано, що застосування продувки інертним газом покращує характеристики потоків металу, знижує кількість застійних зон та є гасником турбулентності. У роботі розглянуто теоретичні аспекти видалення неметалевих включень за допомогою газових пузирів інертного газу. Представлено механізм процесу флотації інертним газом, який складається з таких етапів, як підхід пузиря до включення, формування тонкої плівки рідкого металу між включенням та пузирем, ковзання включення на поверхні пузиря, дренаж і розрив плівки металу з формуванням стійкого контакту трьох фаз: включення – пузир – розплав сталі, стабілізація агрегату пузир – включення, флотація агрегату включення – пузир. Проведено детальний аналіз прикріплення включень до пузирів аргону. Показано, що спочатку відбувається потоншення рідкої плівки металу на поверхні пузиря до критичних розмірів, за яких плівка розривається та формується ядро контакту із трьох фаз, з утворенням критичного радіусу змочування, а після відбувається розтяг лінії контакту трьох фаз із критичного радіусу до стабільного периметра змочування. З’ясовано, що механізм прикріплення включень залежить від часових параметрів, до яких відноситься час зіткнення, час ковзання, час дренування, час розширення і час індукції. Проведені теоретичні розрахунки показали, що ймовірність прикріплення включень до газового пузиря залежить від розміру останнього. Показано, що найбільша ймовірність прикріплення спостерігається, якщо діаметр пузирів буде становити 1 та 3,25 мм. З метою підтвердження теоретичних розрахунків було проведено фізичне моделювання гідродинамічних процесів у проміжному ковші в процесі його продування інертним газом. З’ясовано, що максимальний рафінувальний ефект досягається в разі використання продувки аргоном у поєднанні з реакційною камерою.