Совершенствование и внедрение инжекционного метода науглероживания стали и торкретирования футеровки металлургических агрегатов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат технических наук Сычев, Александр Владимирович

• Сычев, Александр Владимирович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сычев, Александр Владимирович

Выводы

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ИНЖЕКЦИОННЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ТОРКРЕТИРОВАНИЯ ФУТЕРОВКИ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ АГРЕГАТОВ

5.1. Опыт использования пневмотранспортных установок для торкретирования футеровок

5.2. Исследования по применению установок НТМ для торкретирования теплотехнических агрегатов

5.2.1. Торкретирование футеровки патрубков циркуляционных вакууматоров

5.2.2. Торкретирование футеровки конвертеров

Выводы

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование и внедрение инжекционного метода науглероживания стали и торкретирования футеровки металлургических агрегатов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Применение инжекционных технологий является одним из главных направлений прогрессивного развития сталеплавильного производства. Это обусловлено тем, что значительное ускорение физико-химических реакций происходит при интенсификации перемешивания металла, шлака и газа, а также при увеличении удельной поверхности реагирующих фаз. Наибольший эффект интенсификации металлургических процессов достигается при одновременном ускорении потоков расплава и увеличении реакционного контакта фаз при измельчении твердых компонентов в порошок, дроблении жидкости в капли, а газа в мелкие пузыри. Поэтому продувка металла в сталеплавильном агрегате или ковше с одновременным введением порошков обеспечивает максимальный контакт вдуваемых твердых реагентов с жидким расплавом, высокую скорость их взаимодействия и степень использования.

В связи с этим инжекция порошковых материалов в стальной расплав для различных целей нашла распространение в мире. Эта технология может также с успехом использоваться для торкретирования огнеупорных футеровок ковшей, печей и других металлургических агрегатов.

В отечественной промышленности наблюдалось отставание в применении инжекционной технологии среди других видов обработки расплава металла и торкретирования футеровок металлургических агрегатов. В значительной степени это было связано с разработкой конструкций инжекционных установок, изготавливаемых для собственного потребления на металлургических заводах и не обеспечивающих надежную работу, имеющих низкий уровень автоматизации и узкий диапазон применения, а также несовершенством инжекционных технологий при их использовании в металлургических агрегатах.

В связи с этим диссертационная работа, направленная на совершенствование и внедрение инжекционного метода обработки стали и торкретирования металлургических агрегатов с применением нового отечественного пневмотранс-портного оборудования, является актуальной.

Диссертационная работа выполнена в рамках тематики договора между ИМЕТ УрО РАН и ООО «Новые технологии в металлургии» (договор № 22/2002), при поддержке Российского фонда содействия развитию малых форм предпри-

ятий в научно-технической сфере (проект № 3234), а также договоров на поставку инжекционного оборудования и отработку технологии с ЗАО «Нижне-Сергинский металлургический завод» (№1/2001/6/318), ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» (№Д 1231/2004), ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (№ 243/2006).

Цель работы. Совершенствование инжекционного метода науглероживания стали и торкретирования огнеупорных футеровок с применением нового отечественного пневмотранспортного оборудования.

Задачи исследований:

1. Выполнить расчетно-аналитические и опытно-конструкторские работы по созданию нового инжекционного и торкрет-оборудования, организовать производство разработанных установок.

2. Провести математическое моделирование процесса науглероживания металлического расплава с применением инжекции.

3. Внедрить усовершенствованную технологию инжекционного науглероживания стали в промышленных условиях.

4. Разработать и внедрить промышленную технологию торкретирования конвертеров и патрубков вакууматоров с применением нового отечественного торкрет-оборудования.

Научная новизна.

1. Методом математического моделирования получены новые данные по времени растворения частиц графита в железоуглеродистом расплаве в зависимости от крупности частиц и температуры расплава; определено влияние относительной скорости движения частицы на время ее растворения.

2. Определена необходимая глубина ввода вдуваемой частицы в расплав, обеспечивающая ее полное растворение.

3. Получены новые данные по статьям расхода вводимого инжекцией углерода в стальной расплав.

Теоретическая и практическая значимость работы.

1. Разработано и изготовлено новое инжекционное оборудование HTM*,

не уступающее лучшим зарубежным аналогам по надежности, степени автоматизации и диапазону применения, соответствующее условиям отечественного металлургического производства при значительно меньшей цене.

2. Усовершенствована и внедрена технология инжекционного науглероживания стали с применением установок HTM, благодаря которой повышено на 810 % усвоение углерода при науглероживании стали.

3. Экспериментально определена оптимальная скорость вылета торкрет-массы из сопла для наименьшего отскока при торкретировании футеровки конвертеров, которая находится в диапазоне 35-50 м/с.

4. Разработана и внедрена новая технология торкретирования футеровок патрубков вакууматоров и конвертеров, позволяющая примерно в два раза снизить количество отходов производства и пыли от перефутеровки этих металлургических агрегатов; сократить примерно на 10-12 % выбросы пыли в атмосферу цеха во время процесса торкретирования из-за снижения отскока торкрет-масс; получить экономический эффект от снижения затрат на огнеупоры в размере 193,9 млн. рублей в год.

Методы исследования. Математическое моделирование процесса растворения частиц углеродсодержащих материалов, вводимых в железоуглеродистый расплав различными способами. Высокотемпературные промышленные эксперименты по инжекционному науглероживанию стали и торкретированию металлургических агрегатов.

Положения, выносимые на защиту.

1. Результаты математического моделирования времени растворения частиц углеродсодержащего материала в расплаве металла в процессе инжекции и определение необходимой глубины ввода вдуваемой частицы в расплав для её полного растворения.

2. Данные по опытно-промышленным испытаниям усовершенствованной технологии инжекционного науглероживания металла и балансовые расчеты

Оборудование изготавливалось ООО «Новые технологии в металлургии» (ООО «HTM»), ин-жекционные установки фирмы в работе обозначаем HTM.

расхода углерода, вдуваемого в расплав стали.

3. Результаты внедрения новой технологии торкретирования футеровки патрубков циркуляционного вакууматора и конвертера.

Достоверность основных положений и выводов обеспечивается воспроизводимостью результатов математического моделирования результатами промышленных испытаний и внедрением инжекционной технологии в производство.

Личный вклад автора. Проведение математического моделирования времени растворения углеродсодержащих частиц. Участие в разработке и создании инжекционного оборудования, промышленных исследованиях, анализе и обобщении полученных результатов и их внедрении в производство.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на конференции «Современные проблемы металлургического производства» (г. Волгоград, 2002 г.); седьмом и восьмом конгрессах сталеплавильщиков (г. Магнитогорск, 2002 г., г. Нижний Тагил, 2004 г.); Международной научной конференции «Прогрессивные технологии в металлургии стали» (г. Донецк, 2004 г.); региональной научной конференции «Физическая химия и технология в металлургии» (г. Екатеринбург, 2005 г.); Международной научной конференции" Литейный консилиум № 4" (г. Челябинск, 2010 г.); XIV Международной научной конференции «Современные проблемы электрометаллургии стали» (г. Сатка, Челябинской обл., 2011 г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 научных работ, из них: 1 монография, 4 статьи в рецензируемых журналах по перечню ВАК РФ, 10 статей в других журналах и сборниках научных трудов, получен патент на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Основной материал изложен на 115 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунка, 13 таблиц, библиографический список включает 108 источников.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ИНЖЕКЦИИ В МЕТАЛЛУРГИИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Метод вдувания технологических порошков

Большинство металлургических процессов осуществляется на границе раздела фаз и скорость взаимодействия определяется суммарной поверхностью их контакта, в связи с чем интенсификация перемешивания металла, шлака и газа значительно улучшает условия и ускоряет прохождение физико-химических реакций. Эффект наибольшего контакта вдуваемых твердых реагентов и металлического расплава с максимальной скоростью их взаимодействия и высокой степенью использования материалов-реагентов достигается за счет применения мелких фракций последних и высоких скоростей движения расплава обрабатываемого металла.

Ускорение потоков расплава в металлургических агрегатах может происходить различными способами [1].

Гравитационное перемешивание возникает в расплаве вследствие неравномерного распределения его плотности в объеме металлургического агрегата. Тепловые конвективные потоки после окончания выпуска плавки в ковш возникают в расплаве из-за неравномерного охлаждения металла и появления градиента температуры.

Движение металла в ковше возникает также из-за различия плотности металла, появляющегося при неравномерном газовыделении (например, при ковшевом вакуумировании). Однако как в первом, так и во втором случаях скорость

2 3

конвективных потоков очень мала (10" -10" м/с). Поэтому для создания значительных скоростей потоков жидкого металла применяют дополнительное перемешивание расплава в ковше. Наиболее распространенный механический способ перемешивания - использование струи металла, сливаемого из печи в ковш (или при переливе из ковша в ковш). Привлекательность этого способа в доступности и отсутствии какого-либо дополнительного оборудования. Однако его недостатки

также очевидны - ограниченность времени воздействия, большие потери тепла, интенсивное окисление и насыщение металла газами.

Механическое перемешивание с помощью вращения и встряхивания ковша с использованием специальных мешалок не нашло заметного применения в металлургии вследствие больших энергетических затрат и расходов на изготовление мешалок. При порционном вакуумировании механическое перемешивание происходит в результате движения вакуумной камеры и ковша относительно друг друга. Пульсационное перемешивание совершается за счет пульсации давления газа в огнеупорной колонке, помещенной в расплав. Электромагнитное перемешивание возникает вследствие того, что при наложении магнитного поля на электропроводную жидкость в ней возникают дополнительные силы, являющиеся результатом взаимодействия магнитного поля с электрическими токами, индуцированными в жидкость.

Наиболее распространенный способ перемешивания жидкого металла -пневматический. К нему относятся все случаи перемешивания расплава под воздействием газовой фазы, вводимой извне (обычно аргона или азота) или образующейся при дегазации металла. Особенность этого способа - образование двухфазной (газожидкостной) системы в ковше. Основные виды пневматического перемешивания - барботажное (струйное) и газлифтное. Первое происходит под воздействием потока газа, подаваемого через пористую пробку или фурму, установленные в днище, стенке ковша, или погруженную верхнюю фурму. Продувка металла производится в основном в пузырьковом режиме. Второе осуществляется при циркуляционном вакуумировании или атмосферном давлении за счет подвода газа в объем металла, ограниченный стенками канала, по которому газометаллическая смесь движется в одном направлении, не взаимодействуя с остальным объемом металла в ковше.

Интенсивность электромагнитного перемешивания выше механического и ниже пневматического. При вакуумной обработке стали в ковше перемешивание металла инертным газом предпочтительнее электромагнитного.

Наибольший эффект интенсификации металлургических процессов дости-

гается при одновременном ускорении потоков расплава и увеличении удельной поверхности реагирующих фаз путем измельчения твердых компонентов в порошок, дробления жидкости в капли, а газа - в мелкие пузыри.

Продувка металла порошками в сталеплавильном агрегате или ковше является логическим использованием условий оптимального массопереноса, при котором обеспечивается максимальный контакт вдуваемых твердых реагентов с жидким расплавом, высокая скорость их взаимодействия и высокая степень использования вдуваемых материалов.

Широкие исследования и опробование вдувания порошкообразных материалов в жидкую стальную ванну началось на рубеже 60-х годов прошлого столетия [2] и показало высокую эффективность этого метода для обработки стали.

Исследования, проведенные различными авторами на холодных моделях, и сопоставление с моделями, нашедшими применение в других областях [3], позволяют представить качественную картину, возникающую в жидкой металлической ванне при продувке её порошкообразными материалами. В частности, можно выделить ряд укрупненных зон в расплаве (зона продувки, зона барботажа, зона циркуляции), в которых идет взаимодействие металла с частицами вдуваемого порошка. В этих же зонах идут и теплообменные процессы.

При использовании в металлургии вдувания в расплав порошкообразных материалов в значительной степени интенсифицируются тепло - и массообменные процессы, вследствие чего на 5-10 % увеличивается производительность металлургических агрегатов, повышается качество выплавляемого металла, на 30 -40 % сокращается расход шлакообразующих и легирующих материалов [4].

Для определения рациональных условий продувки металла порошками выполнены расчеты глубины проникновения газопорошковой струи в металл. Показано, что глубина проникновения последней мало отличается от подобной величины для газовой струи и практически не зависит от концентрации порошка в несущем газе [5]. Нецелесообразным является повышение давления более 106 Па, поскольку глубина проникновения струи при этом меняется (для цилиндрических сопел) незначительно.

Важнейшим моментом при введении порошкообразных материалов в металл является контактирование вдуваемых частиц с расплавом.

Наибольшая контактная поверхность "частица-расплав" достигается при внедрении порошка в металл. Согласно модели Энга большая часть вдуваемых частиц обладает достаточным запасом кинетической энергии для того, чтобы проникнуть через границу раздела металл-газ. По расчетам Ленера Т. в металл внедряются частицы размером от 0,1 до 1,0 мм, что составляет, например, до 65 % всех частиц порошка углерода, вдуваемого в металл [3]. Остальные частицы (с размером < 0,1 мм) оказываются на границе раздела газ-металл, где и контактируют с последним.

Местонахождение частиц вдуваемого в расплав порошка определяет не только межфазную контактную поверхность, но и время контакта, а значит и время взаимодействия с расплавом.

Частицы, не внедрившиеся в металл, выносятся из подфурменной зоны пузырями газа, скорость всплывания которых оценена ~ 0,3 м/с. Внедрившиеся же в металл частицы в соответствии с уравнением Стокса в условиях спокойной ванны имеют скорость всплывания от 0,23 до 23 см/с в зависимости от их размера. Однако, учитывая наличие зон барботажа и циркуляции, время их пребывания в металле оценить достаточно сложно. По крайней мере, для зоны циркуляции оно значительно больше, чем может быть определено для спокойного расплава.

Вдувание в жидкий расплав в струе газа-носителя порошкообразных материалов, имеющих температуру окружающей среды, приводит к изменению температуры как самого металла, так и вводимых реагентов. Нагрев вдуваемого порошка может происходить в подфурменной зоне, а также в зонах циркуляции и барботажа. Расчеты Ленера [3] с использованием различных методик показывают, что вдуваемый в расплав газ за счет конвективного теплообмена нагревается до температуры жидкой стали в течение нескольких миллисекунд. При наличии в газе скопления частиц возрастает теплоперенос за счет излучения, а также увеличивается и конвективный теплообмен; процесс теплопередачи продолжается и в зоне барботажа. Приняв, что частицы непосредственно контактируют с метал-

лом, а теплопередача осуществляется теплопроводностью, рассчитано время нагрева частиц диаметром 0,2 мм, которое для температур 1400 -1600 °С составляет

3 1

10" -10" с. Таким образом, даже частицы, флотируемые газом за время своего пребывания в металле имеют возможность достичь температуры последнего (1600 °С), а легкоплавкие компоненты при этом перейдут в жидкое состояние.

Плотность вдуваемых материалов практически не влияет на скорость истечения порошково-газовой струи, а вид газа-носителя не изменяет её гидродинамические параметры.

Эффект наибольшего контакта вдуваемых твердых реагентов и металлического расплава с высокой степенью использования материалов-реагентов достигается за счет применения мелких фракций последних и высоких скоростей движения расплава обрабатываемого металла.

Увеличение расхода несущего газа выше определенных значений не приводит к существенному возрастанию скорости движения металла, при этом большая часть частиц вдуваемого порошка может выноситься в атмосферу (например, рабочего пространства печи), снижая эффективность его использования.

В реальных условиях продувки при малых расходах газа массоперенос контролируется скоростью подачи порошка. Динамическое воздействие газопорошковой струи на металл вызывает его циркуляцию, кратность которой при одинаковых параметрах продувки зависит от массы металла.

При организации пылевдувания в отдельных элементах продувочного устройства имеют место различные состояния газовзвеси, различающиеся концентрацией твердых частиц, скоростями абсолютного и относительного движения фаз, процессом расширения газа (адиабатический, политропический, изотермический). Математическое описание течений газовзвеси значительно осложняется в сравнении с чисто газовыми течениями из-за наличия эффектов межфазного взаимодействия, таких как обмен импульсом и энергией, вращения частиц и их столкновения друг с другом и стенкой. Кроме того, возникают сложности с описанием процессов сжимаемости, теплопроводности, вязкости. Отсюда следует, что не все виды состояния газовзвеси можно описать с помощью теоретических моделей механики гетерогенных сред; часть из этих

состояний, например при псевдоожижении, перемешивании, пневмотранспорте, настолько сложна, что в случае схематизации их по условиям математического описания не соответствует реальности. Поэтому для исследования таких процессов решающим методом является экспериментальный [4].

1.2. Применение инжекционного метода в металлургии

Возникновение инжекционного метода обработки металлических расплавов относится к 50 - 60 г.г. XX ш века, когда широкое развитие получили новые направления в металлургии под общим названием «внепечная», или «ковшовая металлургия». Такой интерес к внепечной металлургии объясняется требованиями увеличения производительности и качества при одновременном снижении стоимости продукции. Наиболее распространенными видами внепечной обработки стали являются вакуумирование, обработка жидкими и твердыми шлаковыми смесями, продувка инертными газами и инжекция порошкообразных материалов.

Необходимость переработки высокофосфористых чугунов вызвала появление процесса продувки чугуна порошкообразной известью через водоохлаж-даемую фурму в кислородном конвертере [5]. Этот процесс, разработанный во Франции, получил название OLP (Oxyden-кислород, Ьапсе-фурма, Poudre-порошок) - процесса. Первые опыты по вдуванию мелкой извести для десуль-фурации чугуна в ковше были выполнены В. Айхгольцем и Г. Берендтом.

В нашей стране впервые инжекционная обработка расплава с целью науглероживания была проведена в 1954 году на Верх-Исетском металлургическом заводе на 5-т мартеновской печи [1]. В жидкую металлическую ванну вдували измельченный кокс в струе сжатого воздуха. В настоящее время инжекционный метод применяется во многих областях металлургии.

Пневмотранспортирование сыпучих материалов

Установки для транспортирования сыпучих материалов при помощи сжатого или разрежённого воздуха - пневмотранспортные установки или пневмотранспорт -

применяются широко в различных отраслях промышленности, в том числе и в металлургии. Такие установки бывают непрерывного и цикличного действия и могут быть всасывающего, нагнетательного и аэрационного действия. Установки применяют для горизонтального, вертикального и наклонного транспортирования сыпучих материалов по трубопроводам при помощи сжатого воздуха в силосы на расстояние до 1000 м. Установки могут работать как в однокамерном, так и в двухкамерном режимах. Двухкамерный режим обеспечивает непрерывный поток материалов по одному трубопроводу с производительностью до 200 т/ч. Порошкообразные материалы имеют специфические физико-механические свойства, многим из них присущи абзивность, слипаемость и гигроскопичность. При смешивании с воздухом большинство этих материалов обладает текучестью, это свойство является одним из основных условий при определении возможности их пнев-мотранспортирования. Пневмотранспортирование - это эффективный и экологичный способ перемещения сыпучих материалов на значительные расстояния.

Использование инжекционного метода в сталеплавильном

производстве

Вдувание порошкообразных материалов в жидкую стальную ванну используют в целях дефосфорации, десульфурации, раскисления и легирования стали, ускорения шлакообразования, а также науглероживания металла.

Для дефосфорации высокофосфористых чугунов в конвертере разработан процесс с вдуванием в струе кислорода через водоохлаждаемую фурму порошкообразной извести [1].

Продувка металла известью в струе кислорода была опробована и в подовых агрегатах для дефосфорации металла в дуговых печах и в двухванном сталеплавильном агрегате. Во всех случаях показано, что вдувание извести приводит к резкому снижению содержания фосфора в металле, а степень дефосфорации металла достигает 63-64 %. За 6 минут продувки металла в 6-т электропечи получали снижение содержания фосфора с 0,034 до 0,008 %, а в 30-т печи за 8 минут концентрация фосфора снижалась с 0,060 до 0,005 %.

В работе [6] изучено влияние состава вдуваемой смеси на дефосфорацию чугуна в лабораторных условиях и отмечено, что при содержании фосфора 0,211,4 % оптимальный состав смеси, вдуваемой в струе воздуха, содержит ~ 70 % БегОз и 30 % СаО. Опыты в лабораторных условиях показали, что начальное содержание [С] в интервале концентраций 0,03 - 1,0 % не влияет на степень дефос-форации.

Для промышленных условий дефосфорации низкоуглеродистой стали авторы работы [7] рекомендуют смесь СаО - Ре20з - СаР2 = 1:2:1 (с учетом оксидов железа в железной руде), которая вдувается в жидкий металл в окислительный период плавки, при этом средняя скорость удаления фосфора составляет 3,5-10"3 %/мин, в то время как по обычной технологии скорость дефосфорации не превы-

о

шает значений 0,72-10" %/мин. Внедрение технологии электроплавки с вдуванием порошкообразных материалов с целью дефосфорации металла в окислительный период позволила сократить его до 40 мин, повысив производительность печи на 15-25 %.

Таким образом, использование порошкообразных материалов путем вдувания их в жидкий расплав как для окислительной, так и для восстановительной дефосфорации металла позволяет существенно интенсифицировать этот процесс, а при обработке таким способом хромсодержащей стали снизить угар хрома до минимальных значений в сравнении с обычными способами ведения процесса плавки.

Обработка металла порошкообразными материалами, вводимыми струей газа-носителя, является одним из методов, обеспечивающих получение металла с низким содержанием серы [1]. При вдувании смеси порошка карбида кальция (70 %), плавикового шпата (20 %) и порошка магния (10 %) за 4-5 мин продувки содержание серы снижается с 0,027 до 0,009 % при расходе смеси порошков 60 кг/т, в то время как при обычной плавке за час удавалось снизить содержание серы с 0,03-0,027 до 0,015%.

Целый ряд работ посвящен десульфурации металла порошками в мартеновских печах. Установлено, что вдувание извести позволяет интенсифицировать процесс формирования основного шлака и повысить скорость десульфурации, снизив концентрацию серы в металле в 1,2 - 1,4 раза по сравнению с обычными плавками [8]. Было отмечено, что содержание серы в стали в период рафинирования снижалось равномерно вплоть до вдувания в нее порошка извести и алюминия (3-4 % от массы металла). Скорость десульфурации не превышала 0,009 % в час. Во время вдувания, которое продолжалось 7 минут, скорость десульфурации возросла до 0,04 % 8/ч, что в 5 раз превышает максимальную скорость, достигаемую при обычных условиях ведения плавки.

Одним из самых распространенных методов десульфурации стали является ее обработка в ковше кальцийсодержащими материалами. Помимо десульфурации кальций обеспечивает высокую степень раскисления стали, благоприятно влияет на морфологию неметаллических включений и их удаление.

Для обеспечения стабильной работы установок не рекомендуется принимать максимальный размер частиц более 0,1 - 0,3 внутреннего диаметра фурмы [9, 10].

При вдувании как карбида кальция, так и силикокальция эффект раскисления и чистота стали по сере примерно одинаковы, однако в связи с тем, что при использовании БЮа в сталь попадает кремний, а при использовании СаС2 - углерод, при обработке стали, содержащей С > 0,2 %, предпочтительно применять СаС2, а при обработке низкоуглеродистых сталей 8Юа [11].

Инжекционный метод ввода силикокальция позволяет значительно увеличить скорость подачи силикокальция в расплав по сравнению с порошковой проволокой (до 70 кг/мин против 15-25 кг/мин). Угар кальция, как и при вводе проволоки, значительно ниже, чем при вводе кускового силикокальция. В связи с этим инжекционный метод ввода силикокальция, достаточно распространенный за рубежом, должен найти применение в отечественном сталеплавильном производстве.

Широкое распространение в металлургии получила технология внепечной десульфурации чугуна с помощью вдувания реагентов - десульфураторов. В России такая технология введена в 2003 г. в ОАО «Нижнетагильский металлургический комбинат» при внепечной десульфурации ванадийсодержащего чугуна (полупродукта) [12]. Инжекционная установка предназначена для десульфурации жидкого чугуна-полупродукта с содержанием 2,9-3,6 % С, 0,04-0,07 % V, 0,0350,055 % Р, 0,020-0,040 % Я, и температурой 1350-1400°С путём дозированного вдувания реагентов в металл. Обработка металла-полупродукта производится в чу-гуновозных ковшах методом погружения в металл фурмы для вдувания. При данном способе десульфураторы транспортным газом (азот или аргон) подаются через фурму в чугун-полупродукт, обеспечивая процесс десульфурации и перемешивание металла. Оптимальное распределение десульфураторов и достаточное время их нахождения в металле-полупродукте гарантируют достижение низкого содержания серы, которое достигается двумя технологическими приёмами:

а) путём ввода в ковш с чугуном-полупродуктом одного реагента (процесс МО-НО-инжекции, реагент СаО);

б) нескольких реагентов (процесс коинжекции, реагенты СаО + М§).

В результате применения этой технологии содержание серы в чугуне снижается в среднем от 0,025 до 0,005 %.

Необходимость науглероживания металла в сталеплавильных агрегатах возникает в случаях расплавления ванны с низким содержание углерода, когда не может быть обеспечено проведение других технологических операций для выплавки заданной марки стали (нагрев, рафинирование металла) [2].

Науглероживание ванны электродным боем, коксом - процесс очень медленный, трудоемкий, с низкой эффективностью использования углерода этих материалов и применяется достаточно редко, так как большая часть кусковых кар-бонизаторов оказывается в шлаке. Науглероживание ванны заливкой жидкого чугуна или присадкой его в печь в твердом виде значительно затягивает плавку, поскольку вместе с чугуном в металл вводятся другие элементы (Б, Р), которые потом необходимо удалять. Кроме того, твердый чугун охлаждает ванну, требуя

дополнительных затрат тепла, перегружает печь, а его перерасход приводит к увеличению себестоимости стали.

Для изыскания более быстрого и эффективного способа науглероживания металла различными исследователями проводились опыты по подаче карбониза-торов в порошкообразном виде в струе газа-носителя прямо в металл, минуя слой шлака, с помощью инжекционных установок. По данным, полученным авторами [13-15] в опытных плавках, установлено, что усвоение металлом углерода из кокса колеблется в пределах от 20 до 35 % и зависит, главным образом, от крупности частиц кокса.

Вслед за этой работой были проведены исследования по науглероживанию металла путем вдувания углеродсодержащих материалов в ванну мартеновской печи другими авторами. Степень использования карбонизатора увеличилась до 40 - 50 %, при этом также отмечали разную и нестабильную степень усвоения углерода порошкообразного материала металлом. Одной из основных причин этого являлось несовершенство конструкций инжекционных установок.

Развитие современной черной металлургии связано с массовым использованием новых прогрессивных технологий и агрегатов, включая вакуумные установки, ковш - печь, машины непрерывного литья заготовок и др. В связи с ужесточением условий эксплуатации новых высокотемпературных агрегатов (агрессивные среды, повышенные скорости движения и температура расплава) увеличился износ их огнеупорной футеровки, потребовалось применение новых высококачественных дорогих огнеупоров. Продолжительность службы огнеупорных материалов сталеплавильных агрегатов зависит от их качества, способа нанесения и в значительной степени влияет как на расход дорогостоящих огнеупоров, себестоимость стали, так и на загрязненность последней неметаллическими включениями. В связи с этим вопросы увеличения стойкости огнеупоров приобретают все большее значение и требуют эффективных решений.

Перспективным направлением увеличения срока службы футеровки агрегатов является нанесение огнеупорных материалов на их изношенные поверхности (торкретирование). Использование инжекционного оборудования для торкретиро-

вания футеровки металлургических агрегатов в комплексе с подбором качественных огнеупорных материалов является одной из прогрессивных и развиваемых в последние годы в нашей стране и за рубежом ресурсосберегающих технологий.

Вдувание различных материалов в доменную печь

Одним из перспективных и эффективных направлений использования пневмотранспорта в металлургии является вдувание пылеугольного топлива (ПУТ) в доменные печи с частичной заменой кокса [16].

Промышленное освоение плавки с использованием дополнительного топлива, вводимого через фурмы, началось в 40-х годах XX в. в СССР.

Однако только с 1957 г. на ряде заводов Украины внедрили технологию доменной плавки на дутье с добавкой природного газа. С этого времени начался новый вид доменного процесса - на комбинированном дутье. Обычно под комбинированным дутьем понимают использование атмосферного воздуха в смеси с угле-родсодержащими веществами.

Требования к качеству углей для вдувания в доменную печь сводятся к следующему:

• низкая зольность (не более 10-12 %);

• высокое содержание летучих (ЗО^Ю %);

• низкое содержание серы (не более 1 %);

• высокая температура плавления золы (более 1400 °С);

• тонкое измельчение (80 % крупностью 200 мкм);

• хорошая измельчаемость.

Специалисты прогнозируют, что в ближайшие два десятилетия расход пылеугольного топлива (ПУТ) на доменных печах будет превышать расход кокса и ПУТ можно рассматривать как основное топливо доменной плавки, а кокс - как дополнительное топливо.

Известно, что во всем мире ощущается существенный дефицит кокса, связанный, в основном, с сокращением запасов коксующихся углей. Кроме того, в ближайшем будущем дефицит кокса и его стоимость возрастут в связи с закрыта-

ем части коксовых предприятий из-за осуществляемой политики в области экологии [17]. Частичная замена кокса природным газом малоперспективна, поскольку его стоимость постоянно увеличивается, а доля газа, выделяемая металлургии, уменьшается.

Проблема дефицита кокса может быть решена путем применения в доменных печах пылеугольного топлива. В настоящее время более 120 доменных печей в мире работают с вдуванием его в количестве от 100 до 250 кг/т чугуна, обеспечивая замену 30-40 % кокса [18, 19]. Все 30 печей Японии, более половины печей Европы и Китая используют ПУТ как единственный заменитель кокса. Поэтому, удельный расход кокса составляет, кг/т чугуна: в России - 490, Украине - 570, Казахстане - 520, а в Европе - 380, Японии - 330.

В России инжекционное оборудование для вдувания ПУТ не производится.

Использование инжекции в цветной металлургии

В цветной металлургии инжекционные технологии применяются для ряда процессов. Используют два способа введения газовой струи в жидкий расплав: 1. С помощью водо- или воздухоохлаждаемых фурм, погруженных вертикально вниз, через свод печи, при этом головка фурмы либо не вступает в контакт с расплавом, либо погружается в него на 200-400 мм; 2. С помощью горизонтальных боковых фурм, расположенных ниже уровня расплава. При перемешивании образуются эмульсия или пена [20].

Оптимальный процесс продувки должен исключать вспенивание ванны (при её образовании изменяется состав шлака) и способствовать образованию эмульсии на стадии интенсивного массообмена.

Наибольшее распространение инжекционные процессы в цветной металлургии нашли при фьюминговании шлаков с целью извлечения из них свинца и цинка. Во фьюминг-установке в жидкий шлаковый расплав через горизонтально расположенные фурмы вдувается воздух с угольной пылью, в результате происходит восстановление железа, кремния, меди, цинка, свинца и возгонка цинка и свинца.

В состав фьюминг-установок входят: воздуходувные агрегаты, работающие в блоке с пылеугольными мельницами; котлы-утилизаторы; пылеулавливающие устройства; отражательные (электрические) печи для расплавления шлаков, соединенные с фьюминг-печью; компрессорные станции [21].

Другим способом применения инжекционной установки для обработки оксидных расплавов является селективное восстановление никеля и железа из расплава окисленных никелевых руд. Опыты, проведенные в Институте металлургии УрО РАН, показали, что возможно восстанавливать никель из рудного расплава с разной степенью восстановления железа различными видами твердых восстановителей, причем процесс восстановления происходит более интенсивно и полно при продувке расплава инертным газом по сравнению со стационарным режимом.

Инжекционные установки используются на предприятиях цветной металлургии для вдувания циклонных пылей и рафинирования черновой меди в конвертерах вдуванием порошкообразных материалов, золотосодержащих и медесо-держащих концентратов, специальной шихты (шламы от электролиза меди с различными флюсами) в отражательные печи при получении серебряно-золотого расплава. Применение инжекции материалов позволяет значительно повысить технико-экономические показатели процесса, а также улучшить экологические показатели производства.

1.3. Применение инжекционного метода в России и задачи

Заключение диссертации по теме «Металлургия черных, цветных и редких металлов», Сычев, Александр Владимирович

Выводы

1. Изучение работ по использованию инжекционного метода для торкретирования огнеупорных футеровок подтверждает необходимость усовершенствования конструкций и технологии эксплуатации торкрет-установок.

2. Экспериментально определена оптимальная скорость вылета торкрет-массы из сопла для наименьшего отскока при торкретировании футеровки конвертеров, которая находится в диапазоне 35-50 м/с.

3. Внедрение новой технологии торкретирования футеровок вакуумато-ров и конвертеров позволило примерно в два раза снизить количество отходов производства от перефутеровки этих металлургических агрегатов; понижено ~ в 2 раза количество пыли, выбрасываемой в атмосферу при удалении старой футеровки; из-за снижения отскока торкрет-масс, сокращены примерно на 1012 % выбросы пыли в атмосферу цеха во время процесса торкретирования.

4. Экономический эффект от применения торкрет-установок в 2007 году составил: на ОАО «НТМК» 15 681 000,0 руб. от снижения затрат на футеровку патрубков вакууматоров и 173 488 000,0 руб. от снижения затрат на огнеупоры для футеровки конвертеров; на ОАО «ММК» 4,7 млн. рублей от снижения затрат на вакуумирование стали.

Заключение

Разработан, создан и освоен комплекс нового инжекционного оборудования и технологий его использования, обеспечивающих значительное повышение эффективности сталеплавильного производства.

1. В результате проведенных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ создана первая отечественная инжекционная установка типа HTM, а затем серия её усовершенствованных конструкций.

2. В процессе эксплуатации инжекционного оборудования выявлено, что оно позволяет использовать материалы с широким диапазоном характеристик (фракция от 0,1 до 15 мм, влажность до 6%, угол естественного откоса до 45°, насыпная масса до 2,5 т/м3); осуществлять их подачу к месту применения с регулированием расхода и скорости в необходимом интервале в шесть мест ин-жекции одной установкой; повышать на 8-10 % усвоение углерода при науглероживании стали.

3. С применением метода математического моделирования определено, что при увеличении относительной скорости движения частицы, особенно в начальный период с 0 до 1,0 м/с, происходит снижение времени растворения; частицы графита крупностью 0,5 мм, вдуваемые в расплав, всплывают до полного растворения на высоту 0,24-0,28 м, а крупностью 1,0 мм на высоту ~ 2,0 м.

4. Даны рекомендации для промышленной инжекции графита в жидкую сталь: наилучший размер частиц углеродсодержащих материалов для инжекции в расплав металла находится в пределах 0,5-2,0 мм; глубина погружения фурмы в расплав металла при инжекции порошкообразных материалов в зависимости от крупности должна составлять 0,3-2,0 м.

5. По результатам опытно-промышленных испытаний определены факторы, влияющие на стабильность и степень усвоения углерода при науглероживании расплава металла; получены новые данные по статьям расхода углеродсодер-жащего материала при вдувании в расплав, показавшие, что 55-60 % материала расходуется на науглероживание стали, 15-18 % на восстановление железа и других элементов из оксидов, 7-10 % на раскисление металла и 15-20 % на потери.

6. Экспериментально определена величина оптимальной скорости вылета торкрет-массы из сопла для наименьшего отскока при торкретировании футеровки конвертеров, которая находится в диапазоне 35-50 м/с.

7. Внедрение новой технологии торкретирования футеровок вакууматоров и конвертеров позволило улучшить экологическую обстановку в конвертерном цехе за счет снижения отходов производства и пыли при удалении старой футеровки и сокращения примерно на 10-12 % выбросов пыли в атмосферу цеха во время процесса торкретирования из-за снижения отскока торкрет-масс.

8. Применение метода торкретирования футеровки вакууматора и конвертера в технологии производства стали не ухудшило качественных показателей металла по неметаллическим включениям.

9. Экономический эффект от применения торкрет-установок в 2007 году составил: на ОАО «НТМК» 15 681 000 руб. от снижения затрат на футеровку патрубков вакууматоров и 173 488 000 руб. от снижения затрат на огнеупоры для футеровки конвертеров; на ОАО «ММК» 4,7 млн. рублей от снижения затрат на вакуумирование стали.

10. За создание и освоение комплекса нового инжекционного оборудования и технологий, обеспечивающих значительное повышение эффективности сталеплавильного производства, ведущим специалистам Института металлургии УрО РАН, ООО «HTM», ЦНИИЧермет им. И.П. Бардина и двух металлургических комбинатов (ОАО «НТМК» и ОАО «ММК»), в том числе и автору представленной работы, присуждена премия Правительства РФ в области науки и техники за 2008 г.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сычев, Александр Владимирович, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Правдин, Б. А. Инжекционная технология в металлургии / Б. А. Правдин, В. И. Жучков, JI. И. Леонтьев и др. [Препринт]. - Екатеринбург: ИМетУрО РАН, 1997.-40 с.

2. Лупейко, В. М. Интенсификация сталеплавильных процессов вдуванием в ванну мартеновской печи измельченных материалов / В. М. Лупейко, П. В. Ум-рихин // Сб. «Новое в теории и практике производства мартеновской стали». -М.: Металлургиздат, 1961. - С. 161-172.

3. Ленер, Т. В. Моделирование процесса вдувания порошков / Т. В. Ленер // Инжекционная металлургия. Труды конференции. - Лулеа, Швеция. Перевод с англ.-М.: Металлургия, 1981. - С. 94-118.

4. Кузнецов, Ю. М. Инжекция технологических порошков в жидкий металл / Ю. М. Кузнецов. - Екатеринбург: УрО РАН, 2003. -176 с.

5. Сидоренко, М. Ф. Теория и практика продувки металла порошками / М. Ф. Сидоренко. - М.: Металлургия. 1978. - 232 с.

6. Меджиборский, М. Я. Порошкообразные материалы в сталеплавильном производстве / М. Я. Меджиборский, В. И. Сельский, В. Е. Купершток, [и др]. -Киев: Техника, 1975. - 184 с.

7. Сидоренко, М. Ф. Интенсификация металлургических процессов вдуванием порошкообразных материалов / М. Ф. Сидоренко, Н. А. Смирнов, А. С. Морозов [и др]. // М. : Металлургия, 1972. - С. 151-157.

8. Купершток, В. Е. Применение порошкообразных материалов в сталеплавильном процессе / В. Е. Купершток, В. А. Сербии // НИИИНФОРМТЯЖМАШ. М. : Машиностроение, 1969.-С. 142-147.

9. Кудрин, В. А. Внепечная обработка чугуна и стали / В. А. Кудрин. - М. : Металлургия, 1992. -336 с.

10. Жучков, В. И. Технология ввода ферросплавов в железоуглеродистый расплав порошковой проволокой / В. И. Жучков, Л. И. Леонтьев, Е. Ю. Лозовая, О. Ю. Шешуков // (Препринт). - Екатеринбург: Институт металлургии УрО РАН, 1998.-52 с.

11. Чи Шуи. Дефосфорация коррозионностойкой стали с помощью продувки порошками / Чи Шуи, Га О Фен. // Инжекционная металлургия. Труды конференции. Лулеа, Швеция, 1986. Перевод с англ. М. : Металлургия, 1990. - С. 341-348.

12. Кушнарев, А. В. Опыт использования инжекционных технологий внепеч-ной десульфурации ванадийсодержащего чугуна - полупродукта в конвертерном цехе НТМК / А. В. Кушнарев // Сб. трудов VIII Международного симпозиума по десульфурации чугуна и стали. - Нижний Тагил, 2004. - С. 5-12.

13. Правдин, Б. А. Интенсификация и автоматизация мартеновского процесса / Б. А. Правдин, А. И. Цибульников [и др.] // М. : Металлургия, 1969. -125 с.

14. Цибульников, А.И. К вопросу о скоростном науглероживании мартеновской ванны / А. И. Цибульников, П. В. Умрихин, Б. А. Правдин [и др.] // Известия вузов. Черная металлургия. -1971. - № 1. - С. 44^48.

15. Ситников, В. Ф. Применение порошкообразных материалов в сталеплавильном процессе / В. Ф. Ситников, А. С. Михайлов, Э. В. Верховцев // НИИИН-ФОРМТЯЖМАШ. М. : Машиностроение, 1969. -148 с.

16. Вегман, Е. Ф. Металлургия чугуна: Учебник для вузов. 3-е изд., переработанное и доп. / Е. Ф. Вегман, Б. Н. Жеребин [и др.] // Под редакцией Ю. С. Юс-фина. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. -744 с.

17. Старовойт, А. Г. Проблемы и перспективы украинской коксохимии / А. Г. Старовойт // Теория и практика производства чугуна: Труды международной научно-технической конференции. - Кривой Рог, 2004. - С. 111-122.

18. Паршаков, В. Н. Проблемы использования пылеугольного топлива в доменных печах и создание отечественных установок пылевдувания / В. Н. Паршаков, Ю. М. Кузнецов, А. А. Третьяк, В. В. Горелов // Сталь. - 2005. - № 3. - С. 25-28.

19. Дунаев, Н. Е. Вдувание пылевидных отходов в доменные печи / Н. Е. Дунаев, 3. М. Кудрявцева, Ю. М. Кузнецов // М. : Металлургия. 1977. - 208 с.

20. Худяков, И. Ф. Металлургия меди, никеля, сопутствующих элементов и проектирование цехов / И. Ф. Худяков, С. Э. Кляйн, Н. Г. Агеев // М.: Металлургия, 1993.-432 с.

21. Окунев, А. И. Фьюмингования шлаков / А. И. Окунев, И. А. Костьяновский, П. А. Донченко // М. : Металлургия, 1966. - 260 с.

22. Внедрение инжекционных технологий на металлургических заводах: Отчет о НИР / JI. И. Леонтьев, В. И. Жучков, В. Н. Лопатин [и др.] - Екатеринбург: Институт металлургии УрО РАН, 2000. - 46 с.

23. Шаляев, С. В. Применение инжекционной технологии для науглероживания стали / С. В. Шаляев, А. В. Сычев, Ю. А. Ведерникова, В. И. Жучков, В. Н. Лопатин // Сб. «Метизное производство в 21м веке» / МГТУ. - Магнитогорск, 2001.-С. 117-122.

24. Создание опытно-промышленного производства инжекционных установок для обработки расплавов и торкретирования металлургических агрегатов: Отчет о НИОКР / В. Н. Лопатин, Л. И. Леонтьев, В. И. Жучков [и др.] -Екатеринбург: Институт металлургии УрО РАН, 2002. - 68 с.

25. Леонтьев, Л. И. Применение инжекционных установок в черной металлургии / Л. И. Леонтьев, В. И. Ильин, В. Н. Лопатин, А. В. Сычев, В. И. Жучков, С. В. Виноградов // Сб. трудов конференции «Современные проблемы металлургического производства». - Волгоград, 2002. - С. 20-22.

26. Кузнецов, Ю. М. Пневмотранспорт: теория и практика / Ю. М. Кузнецов. -Екатеринбург: УрО РАН, 2005. - 61 с.

27. Konrath, W. Drückverluste in Förderrohren pneumatischer Förderanlagen / W. Konrath. - Fördern und Heben, 1960. - Bd 10. - № 8. - C. 603-613.

28. Siegel, W. Entwicklungsst and der pneumatischen Forderung / W. Siegel // Die Mühle + Mischfuttertechnik. 1977. - Bd 20. - S. 291-296.

29. Muschelknautz, E. Vereinfachte Berechnung horizontaler pneumatischer Forderleitungen beihoher Gutbeladung mit feinkornigen Produkten / Muschelknautz, E., Krambrok W. // Chem. Ing. Tech., 1969. - Bd 41. -N. 1164 -1172.

30. Смолдырев, А. Е. Гидро - и пневмотранспорт / А. Е. Смолдырев // 2~ изд. -М. : Металлургия, 1975. - 384 с.

31. Karl-Ernst Wirth. Die Erundlagen der pneumatischer Förderung. - Chemie Jnge-nierir Technik. - 1983. - 55 - № 2. - С. 110-122.

32. Кузнецов, Ю. M. Камерный питатель для процессов инжекционной металлургии / Ю. М. Кузнецов. - М. : Интернет - Инжиниринг, 2000. - 57 с.

33. Вдовенко, О. П. Пневматический транспорт на предприятиях химической промышленности / О. П. Вдовенко. - М.: Машиностроение, 1966. - 136 с.

34. К. Wolf. Furnace Injection for Carbon and Residues / K. Wolf., C. Wolf, H. Kretschmer // Steel Times International. March 2000. - C. 34 - 36.

35.Кузнецов, Ю. M. Аэродинамические системы вдувания порошкообразных материалов в ковш / Ю. М. Кузнецов, JI. К. Шляпников, Е. С. Шур // Сталь. -1987.-№7.-С. 31-34.

36. Зенков, P. JI. Бункерные устройства / P. JI. Зенков, Г. П. Гриневич, В. С. Исаев // М. : Машиностроение, 1977. - 223 с.

37. Кузнецов, Ю. М. Пневмотранспорт металлургических порошков на большие расстояния / Ю. М. Кузнецов, С. В. Ли, Л. К. Шляпников [и др.] // Сталь. -1998. -№ 10.-С. 66-69.

38. Пневмотранспортные установки / Справочник под ред. Б. А. Аннинского. Л. : Машиностроение, 1969. - 200 с.

39. Лопатин, В. Н. Особенности конструкции инжекционного оборудования для металлургических предприятий / В. Н. Лопатин, Л. И. Леонтьев, А. В. Сычев, В. И. Жучков, С. В. Виноградов // Тез. докл. междунар. конференции «Прогрессивные технологии в металлургии стали» / ДОННТУ. - Донецк, 2004. - С. 5657.

40. Лопатин, В. Н. Конструкции и работа инжекционных установок в металлургии / В. Н. Лопатин, А. В. Сычев, В. И. Жучков, С. В. Виноградов // Труды 8Ш конгр. сталеплавильщиков. - М. : ОАО «Черметинформация», 2005. - С. 580582.

41. Сычев, А. В. Обработка расплава металла инжекционным методом / А. В. Сычев, В. И. Жучков, Е. Ю. Лозовая // Сборник трудов международной конференции" Литейный консилиум № 4". - Челябинск, 2010. - С. 61-63.

42. Устройство для пневмомеханической подачи сыпучих материалов: пат. 34517. Российская Федерация: МПК 7 В 65 G 53/00. // Л. И. Леонтьев, В. И. Жучков, В. Н. Лопатин, А. В. Сычев; заявитель и патентообладатель ИМЕТ УрО РАН, ООО «Новые технологии в металлургии» - Опубл. 2003, Бюлл. № 3.

43. Лопатин, В. Н. Разработка и производство новых конструкций инжекцион-ного оборудования в ООО "HTM" и его применение на металлургических предприятиях / В. Н. Лопатин, А. В. Сычев, Л. И. Леонтьев, В. И. Жучков // Научное издание - Инновационно-технологический центр "Академический": на стыке науки и производства. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010. - С. 40-52.

44. Сычев, А. В. Новое инжекционное оборудование и его применение в металлургии / А. В. Сычев, В. Н. Лопатин, В. И. Жучков // Сб. трудов - Современные проблемы электрометаллургии стали. Материалы XIV Международной научной конференции. Часть 2. - Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2010. - С. 68-73.

45. Щукарев, А. Н. Распределение веществ между двумя несмешивающимися растворителями // Журн. русск. физ. - хим. Общества. - 1896. -28. - С. 604-614.

46. Шумихин, В. С. Физико-химические процессы электроплавки чугуна / В. С. Шумихин, А. К. Билецкий // АН УССР. Институт проблем литья. - Киев: Наук. Думка, 1989.- 168 с.

47. Аксельруд, Г. А. Растворение твердых веществ / Г. А. Аксельруд, А. Д. Молчанов // М. : Химия, 1977. - 268 с.

48. Верховлюк А. М. Кинетические особенности растворения твердых материалов в расплавах на основе железа. Журнал процессы литья. - 2004. - № 3. - С. 10-20.

49. Авалиани, М. И. Вязкость сплавов железа с углеродом / М. И. Авалиани, А. Б. Каплун, М. Ф. Крутько, А. И. Вашуков // Изв. Вузов, Серия Чер. Металлургия. - 1977.-№ 2. - С. 123-126.

50. Ершов, Г. С. Свойства металлургических расплавов и их взаимодействие в сталеплавильных процессах / Г. С. Ершов, Ю. Б. Бычков // М. : Металлургия, 1983.-215 с.

51. Grawley, A. F. Densiteof Liquid Metals and Alloys // The Metals Sosiety. 1974. Vol. 19, -№ 180.-P. 32-48.

52. Бурылев, Б. П. Растворение углерода в железоуглеродистых расплавах / Б. П. Бурылев // В кн.: Термодинамика и физическая кинетика структурообра-зования в стали и чугуне, вып. 3. М. : Машгиз, 1967. - С. 3-13.

53. Бурылев, Б. П. Растворимость углерода в металлах и сплавах / Б. П. Бурылев // ЖФХ. - 1969. - 43. - № 6. - С. 1365-1379.

54. Гуденау X. В. Растворение углеродистого кирпича под действием жидкого чугуна / X. В. Гуденау, Ж. П. Мюланца, М. Шайве [и др.] // Черные металлы. -1991.-№ 2.-С. 25-31.

55. Суровский, В. И. Кинетика растворения углерода в чугуне / В. И. Суров-ский, Н. К. Некрасов // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1971. - № 1. -С.164-167.

56. Суровский, В.И. Влияние углерода на массоперенос его при растворении в расплавах железа / В. И. Суровский, Н. К. Некрасов // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1973. - № 7. - С. 5-7.

57. Гельд, П. Расплавы ферросплавного производства / П. Гельд, Б. Баум, М. Петрушевский // М. : «Металлургия», 1973. - 288 с.

58. Лепинских, Б. М. Растворение твердых фаз в металлургических расплавах / Б. М. Лепинских, А. А. Востряков // М. : Наука, 1978. - 148 с.

59. Вертман, А.А. Растворение графита в железоуглеродистых расплавах / А. А. Вертман, А. М. Самарин // Изв. АН СССР, Металлы. - 1965. - № 1. - С. 46^19.

60. Лепинских, Б. М. Диффузия элементов в жидких металлах группы железа / Б. М. Лепинских, А. В. Кайбичев, Ю. А. Савельев // М. : Наука, 1975. - 191 с.

61. Шурыгин, П. М. Изучение режима растворения углерода методом вращающего диска / П. М. Шурыгин, В. И. Крюк // Изв. Вузов. Черные металлы. -

1963. -№ 12.-С. 14-20.

62. Ершов, Г. С. Диффузия в металлургических расплавах / Г. С. Ершов, В. П. Майборода - Киев «Наукова Думка», 1990. -224 с.

63. Жучков, В. И. Растворение ферросплавов в жидком металле / В. И. Жучков, А. С. Носков, А. Л. Завьялов - Свердловск: УНЦ АН СССР, 1990. - 134 с.

64. Казачков, И. П. Кинетика плавления ферросплавов / И. П. Казачков, И. Б. Паримончик // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1973. - № 2. - С. 55- 59.

65. Крупман, Л. И. О кинетике растворения ферросплавов в сталеразливочном ковше / Л. И. Крупман, В. И. Явойский // Изв. вузов. Черная металлургия. -1965.-№9.-С. 35-^2.

66. Носков, А. С. Плавление ферросплавов в железоуглеродистом расплаве / А. С. Носков, В. И. Жучков, А. Л. Завьялов // Изв. вузов. Черная металлургия. -1985.-№ 10.-С. 32-37.

67. Островский, В. С. Искусственный графит / В. С. Островский, Ю. С. Вир-гильев, В. И. Костиков [и др.] // М. : Металлургия, 1986. - 272 с.

68. Химическая энциклопедия в 5т. т. 1. / под ред. Кнунянц И. Л. М.: Сов. энциклопедия, 1988. - 623 с.

69. Шретер, В. Химия. Пер. с нем. 2е изд. / В. Шретер, К.-Х. Лаутеншлегер, X. Бирбак [и др.] // М. : Химия, 2000. - 648 с.

70. Кузнецов, Ю. М. Газодинамика процессов вдувания порошков в жидкий металл / Ю. М. Кузнецов - Челябинск: Металлургия, 1991. - 160 с.

71. Сидоренко, М. Ф. Теория и практика продувки металла порошками / М. Ф. Сидоренко // 2-е изд. М. : Металлургия, 1978. - 232 с.

72. Лозовая, Е. Ю. Кинетика плавления ферросплавов при их вдувании в железоуглеродистый расплав / Е. Ю. Лозовая, В. И. Жучков, А. В. Некрасов // Электрометаллургия. - 2001. - № 1. - С. 41- 47.

73. Лозовая, Е. Ю. Изучение влияния технологических факторов на время плавления кремнистых ферросплавов в жидком металле / Е. Ю. Лозовая, А. В. Некрасов, В. И. Жучков, А. С. Носков // Расплавы. - 2001. - № 3. - С. 10-17.

74. Сельский, В. И. О критической скорости внедрения твердой частицы в металлический расплав / В. И. Сельский, Ю. JI. Гражуль, В. М. Аленичев // Изв. АН СССР. Металлы. - 1977. - № 2. - С. 14-18.

75. Лупейко, В. М. К вопросу об интенсификации сталеплавильных процессов вдуванием в ванну мартеновской печи измельченных шлакообразующих материалов / В. М. Лупейко, П. В. Умрихин // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1959.-№ 10.

76. Данилов А. М. Скорость науглероживания жидкого металла в мартеновских печах порошкообразнымикарбонизаторами / А. М. Данилов, А. И. Цибульни-ков, Е. В. Кацай // Сталь. - 1967. -№ 9. - С. 812.

77. Чертин, А. А. Установка для вдувания порошкообразных материалов в струе воздуха или газа в ванну сталеплавильных печей / А. А.Чертин, В. И. Козлов // Сб. Механизация и автоматизация в металлургическом и в литейном производствах, 1967. - С. 5-9.

78. Сельтц К.-Э. Скоростное науглероживание стали в мартеновской печи / К.-Э. Сельтц//Сталь. - 1961,-№9.-С. 21-23.

79. Ситников, В. Ф. Науглероживание жидкого металла в мартеновской печи способом вдувания в него порошкообразных материалов / В. Ф. Ситников, А. С. Михайлов, Э. В. Верховцев // В сб. «Проблемы сталеплавильного производства» / МИСиС. - 1969. - вып. 55 - С. 15-18.

80. Зубрев, О. И. Опыт науглероживания мартеновской стали вдуванием в струе воздуха - графита / О. И. Зубрев, Р. Б. Гутнов и др. // В сб. «Применение порошкообразных материалов в сталеплавильном процессе», НИИИНФОРМ-ТЯЖМАШ, М.: Машиностроение, 1969. - С. 31-37.

81. Ладыженский, Б. Н. Применение порошкообразных материалов в сталеплавильном процессе / Б. Н. Ладыженский - М. : Металлургия, 1973. - с. 312.

82. Ойкс, Г. Н. Скорость растворения инжектированного в ванну графита / Г. Н. Ойкс, К.-Э. Сельтц // Известия ВУЗов. Черная металлургия. -1977 - № 1. - С. 46-48.

83. Купершток, В. Е. Науглероживание металла порошкообразными карбониза-торами / В. Е. Купершток, В. И. Сельский, Б. С. Курапин [и др.] // Сб. трудов ДонНИИчермет, 1977. вып. 13, - С. 86-91.

84. Лякишев, Н. П. Модифицирующая обработка высокопрочной хладостойкой стали барийсодержащим сплавом / Лякишев Н. П., Ватолин Н. А., Поживанов

A. М. [и др.] // Сталь. -1983. - №7. - С. 14-16.

85. О проведении опытно-промышленных экспериментов по отработке технологических режимов инжекционной установки при науглероживании металла в мартеновских печах: отчет о НИР / В. В. Зыкин, Е. Ф. Уткина, А. Н. Логинов-ских [и др.] - Ревда: АООТ «Ревдинский метизно-металлургический завод», 1998.-6 с.

86. Бигеев, А. М. Металлургия стали. Теория и технология плавки стали / А. М. Бигеев, В. А. Бигеев - Магнитогорск: МГТУ. 2000. - 544 с.

87. О проведении работ по освоению технологии науглероживания металла с использованием инжекционной установки в условиях мартеновского цеха ЗАО «НСМЗ»: отчет о НИР / Р. А. Бандурин, В. И. Жучков, А. В. Сычев [и др.] -Нижние Серги: ЗАО «Нижне-Сергинский металлургический завод», 2001. - 4 с.

88. Лопатин, В. Н. Разработка конструкций инжекционных установок и их применение в металлургии / Лопатин В. Н., Леонтьев Л. И., Сычев А. В., Жучков

B. И., Кузнецов Ю. М., Виноградов С. В. // Сб. трудов конф. «Физическая химия и технология в металлургии». - Екатеринбург: УрО РАН, 2005. - С. 134— 140.

89. Ерак, В. Н. Опыт применения технологии вдувания углеродсодержащих материалов в мартеновскую ванну / В. Н. Ерак, И. А. Алексеенко, Б. М. Бойченко [и др.] // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - № 7. - С. 284-287.

90. Разработка технологии науглероживания стали углеродсодержащими материалами: отчет о НИР / О. Ю. Шешуков, С. П. Бурмасов, Е. Ю. Лозовая [и др.], Екатеринбург - Чусовой, УГТУ-УПИ, 2006. - 39 с.

91. Кащеев, И. Д. Свойства и применение огнеупоров / И. Д. Кащеев - Справочное издание. - М.: Теплотехник, 2004. - 352 с.

92. Служба огнеупоров. Справочное издание / под ред. И. Д. Кащеева, Е. Е. Гришенкова. Интермет Инжиниринг. 2002. - 656 с.

93. Демиденко, Л. М. Торкретирование футеровки конвертеров по ходу плавки без отключения дутья / Л. М. Демиденко, Г. М. Палий, Б. А. Великин, М. Е. Сурков // Огнеупоры и техническая керамика. -1996. - № 3. - С. 27-31.

94. Пирогов, Ю. А. Торкретирование футеровки мартеновских печей / Ю. А. Пирогов, Г. Л. Гурский, А. В. Болтянский // М. : Черметинформация, 1974. Cep.ll. Вып. 4.- 12 с.

95. Пирогов, Ю. А. Торкретирование свода мартеновских печей на Коммунар-ском заводе / Ю. А. Пирогов, В. А. Оспищева, Л. А. Бабкин [и др.] // Огнеупоры. -1974. -№ 4. - С. 28-32.

96. Пирогов, Ю. А. Практика торкретирования мартеновских печей полусухим способом на заводе «Запорожсталь» / Ю. А. Пирогов, А. В. Болтянский, Е. П. Яковенко [и др.] // В сб. «Теоретические и технологические исследования в области огнеупоров» (УНИИО). Вып.15. М. : Металлургия. 1971. - С. 64-68.

97. Лопатин, В. Н. Конструкции и применение пневмотранспортного оборудования в металлургии / В. Н. Лопатин, Л. И. Леонтьев, В. И. Жучков, А. В. Сычев [и др.]. - Екатеринбург: УрО РАН. 2007. - 172 с.

98. И. К. аль-Эмади Увеличение коэффициента готовности электродуговой печи с помощью торкрет-робота / И. К. аль-Эмади, Й. Д. Соуза, Р. Райтерер, Г. Зауэр. // Сталь. - 2009. - № 4. - С. 30-32.

99. А. Пудак СОКЯЕР и СОЫ8КА]Ч: инновационная высокоскоростная торкрет-система для кислородных конвертеров / А. Пудак, Р. Пунгерсек, Р. Лан-ценбергер, В. Виммер. // Сталь. - 2008. - № 11. - С. 25-32.

100. Леонтьев, Л. И. Применение пневмотранспортного оборудования на металлургических предприятиях / Л. И. Леонтьев, В. Н. Лопатин, Е. X. Шахпазов, А. В. Кушнарев, В. Ф. Дьяченко, В. И. Жучков, А. В. Сычев, С. В. Виноградов, С. А. Самойлин // Сталь. - 2007. - № 12. - С. 59-63.

101. Кушнарев, А. В. Интенсификация процессов сталеплавильного производства путём применения нового отечественного пневмотранспортного оборудования / А. В. Кушнарев, В. Ф. Дьяченко, J1. И. Леонтьев, В. Н. Лопатин, Е. X. Шахпазов, В. И. Жучков, А. В. Сычев, С. В. Виноградов, С. А. Самойлин // Проблемы черной металлургии и материаловедения. - 2008. - № 2. - С. 1-5.

102. Лопатин, В. Н. Оборудование для инжекционной металлургии / В. Н. Лопатин, А. В. Сычев, Л. И. Леонтьев, В. И. Жучков, С. В. Виноградов // Труды 7Ш конгр. сталеплавильщиков. М. : ОАО «Черметинформация», 2003. - С. 98-102.

103. Лопатин, В. Н. Оборудование для инжекционной технологии в металлургии / В. Н. Лопатин, А. В. Сычев, Л. И. Леонтьев, В. И. Жучков, С. В. Виноградов // Сталь. - 2004. - № 4. - С. 23-25.

104. Леонтьев, Л. И. Применение пневмотранспортного оборудования на металлургических предприятиях / Л. И. Леонтьев, В. Н. Лопатин, Е. X. Шахпазов, А. В. Кушнарев, В. Ф. Дьяченко, В. И. Жучков, А. В. Сычев, С. В. Виноградов, С. А. Самойлин // Сталь. - 2007. - № 12 - С. 59-63.

105. Шешуков, О. Ю. Увеличение времени эксплуатации и надежности работы футеровки вакуум-камер / Шешуков О. Ю., Виноградов С. В., Вислогузова Э. А. [и др.] // Сталь. - 2012. - № 1- С. 20 - 21.

106. Виноградов, С. В. Торкретирование футеровки конвертеров и патрубков циркуляционных вакууматоров в конвертерном цехе ОАО «НТМК» / С. В. Виноградов, В. Н. Лопатин, В. И. Жучков, О. В. Заякин, В. В. Камаев, А. В. Сычев // Металлургическая и горнорудная промышленность. - 2006. - № 7. - С. 151— 153.

107. Кудрин, В. А. Теория и технология производства стали М. : Мир, 2003. -147 с.

108. Виноградов, С. В. Разработка, совершенствование и внедрение технологии внепечной обработки стали в условиях ОАО «НТМК»: дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук: 27.04.07 / Виноградов Сергей Валерьевич. - Екатеринбург, 2007.- 121 с.

116