Спосіб продувки металу

Изобретение относится к физико-химическим реакциям, в частности к сталеплавильному процессу. Известен способ продувки металла окислительным газом с длительностью цикла в пределах 2-10 мин, при этом минимальный расход составляет 0,2-0,5, а максимальный 1,2-2,5 от среднезаданного расхода, а отношение длительности продувки с минимальным расходом поддерживают в пределах 0,2-10 [Авт,св. СССР № 349717, кл. С 21 С 5/32 (прототип)]. Недостатком данного способа продувки металла является его гипотетичность. В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности сталеплавильного процесса путем продувки жидкой металлической ванны только молекулярным кислородом, расход которого определяют из соотношения параметров для условия разрушения сверхтекучести по устанавливаемой среднеарифметической температуре реакции физико-химического сталеплавильного процесса. Поставленная задача решается тем, что в способе продувки металла, исключающий циклическое изменение расхода газа, согласно изобретению, - расход газа определяют из соотношения параметров для условия разрушения сверхтекучести по устанавливаемой среднеарифметической температуре реакции физико-химического сталеплавильного процесса где Тж-кр - температура кислорода в жиклер-критическом сечении условного эжектора в жидкой металлической ванне, К; Тк - среднеарифметическая температу-. ра реакции физико-химического сталеплавильного процесса, К; Vраспл - объем расплава, м 3: Vкисл - расход кислорода, м ; n - показатель политропы. Политропа PVn = const предполагает стохастичность истекающей сквозь сопло среды - в последней присутствуют ее анионы и катионы. Значит, все известные соотношения параметров политропного вида обусловлены наличием электрического фактора. Вводимая в расплав струя молекулярного кислорода не содержит ионов, что говорит о невозможности применения известных соотношений параметров политропного вида для определения оптимального расхода кислорода. Следовательно, известно© соотношение параметров необходимо привести к логическому виду для условия сверхтекучести стоха тической системы кислородрасплав с ее среднеарифметической температурой реакции на верхнем срезе конфузора условного эжектора в жидкой металлической ванне и критической температуре кислорода в жиклер-критическом сечении этого условного эжектора, где, собственно, реализуется диэлектрический закон перехода количества в качество Параметры числителя и знаменателя левой части уравнения характеризуют разные элементы вставленных один в др угой конфузоров условны х эжекторов в жидкой металлической ванне. До жиклер-критического сечения условного эжектора в жидкой металлической ванне кислород еще электрически не заряжен, то есть "Т1=0", а в жиклер-критическом сечении условного эжектора этот кислород уже электрически заряжен, то есть Т2 = Т ж-кр. Поэтому в числителе левой части нового уравнения принимается значение температуры кислорода Тж-кр. Так как система кислород-расплав -единая, то в знаменателе левой части нового уравнения принимаем значение среднеарифметической температуры реакции Тк , а не температуру плавления стали, лишенной электрического фактора, и не температуру молекулярного кислорода. Поэтому числитель правой части нового соотношения параметров политропного вида характеризует расплав в зоне реакции, то есть у верхнего среза конфузора условного эжектора в жидкой металлической ванне, а его знаменатель - кислород в жиклер-критическом сечении этого условного эжектора. Пример. Производительность конвектора 350 тонн. Температура электрически заряженного кислорода в жиклер-критическом сечении условного эжектора в жидкой металлической ванне Тж-кр = 90,16 К. По известной методике устанавливаем среднеарифметическую температур у реакции Тк = 1687,87 К (см. БИ "Промислова власність", № 3 за 1993 год, per. № 93090918). При р ст = 8000 кг/м 3 \/Распл. = 43,75 м 3 Vкисл. = 29,04 м 3, вместо 25,12, м 3 в настоящее время в ККЦ металлургического комбината "Азовсталь". Как числитель и знаменатель левой части предлагаемого соотношения параметров характеризуют разные среды (кислород и расплав), так и в известном соотношении параметров температуры числителя (Т2) и знаменателя (Τι) левой части уравнения характеризуют состояния разных потоков (горячего и холодного потоков эффекта Ранка) истекающей из сопла среды. То есть, в предлагаемом соотношении параметров говорится об очевидном с той лишь разницей, что расшифровывается физическая сущность явления, как в реальном сопле, так и в условном эжекторе в жидкой металлической ванне. Предполагаемое соотношение параметров реализуется на нижнем срезе сверхзвукового сопла с профилированным диффузором, которое обеспечивает расчетный режим истечения, то есть истечение молекулярной среды (в рассматриваемом случае - это получение чистой стали). Таким образом, диэлектрически установлено, что оптимальный расход кислорода следует определять из условия разрушения сверхтекучести - его поступления в жиклер-критическое сечение условного эжектора в жидкой металлической ванне, а не эмпирически, как это принято. Иначе говоря, весь кислород, согласно расчета, можно ввести в жиклер-критическое сечение условного эжектора в жидкой металлической ванне только в том случае, если он вводится в расплав в молекулярном виде, с целью повышения эффективности сталеплавильного процесса, что теоретически и практически возможно. Способ продувки металла молекулярным кислородом гарантирует предотвращение образования всех недостатков, свойственные современному сталеплавильному процессу системы кислород-расплав, что обеспечит значительную экономию при производстве стали.