HIGH-TEMPERATURE SIMULATION OF THE DECARBURIZATION PROCESS OF A CONVERTER BATH DURING UPPER AND COMBINED PURGING OF THE MELT. MESSAGE 2
- Authors: Protopopov E.1, Fat'yanov S.1, Zapolskaya E.1
-
Affiliations:
- Siberian State Industrial University
- Issue: No 3 (2025)
- Section: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2304-4497/article/view/381327
- ID: 381327
Cite item
Abstract
Increasing the energy-saving efficiency of converter processes involves the use of new designs of blast devices and methods of purging the converter bath. In this regard, it is extremely important to systematize previously obtained information and obtain new information on the features of the development of macrophysical phenomena in the zone of interaction of gas jets with the melt, the features of decarbonization and the conditions for the exit of exhaust gases to the surface of the bath. Using upgraded high-temperature modeling techniques for upper and combined purging conditions, comprehensive studies of the decarbonization process were performed to quantify carbon oxidation during the converter operation. The assessment of carbon oxidation in various reaction zones of the converter bath was carried out. It has been established that the place of predominant carbon oxidation is the reaction zone of interaction of oxygen jets with a bath. Improved mixing of the converter bath during bottom purging with neutral gas with a flow rate of 0.01 – 0.20 m3/t min is accompanied, compared with upper purging, by a decrease in transient carbon concentrations in the range from 0.9 – 1.2 to 0.4 – 0.5%, starting from which oxygen unused for the oxidation of impurities in the reaction zone begins to intensively flow deep into the melt. With a decrease in the carbon concentration in the melt below 1.0%, especially in the range of 0.5 – 0.1%, the supply of neutral gas through the bottom leads to an intensification of the decarbonization process in the melt volume.
About the authors
Evgenii V. Protopopov
Siberian State Industrial University
Author for correspondence.
Email: protopopov@sibsiu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7554-2168
SPIN-code: 9775-0226
Russian Federation
Sergey S. Fat'yanov
Siberian State Industrial University
Email: vestnicsibgiu@sibsiu.ru
Ekaterina M. Zapolskaya
Siberian State Industrial University
Email: beloglazova-ekat@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8098-5895
SPIN-code: 7302-2751
References
- Буданов И.А., Устинов В.С. Перспективы развития металлургического производства в России. Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической ин-формации. 2014;(5(1373)):3–12.
- Kishmoto Y., Saito N. Development and prospect of combined blowing converter in Japan. Tetsu-to-hagane (Journal of the Iron and Steel Institute of Japan). 2014;100(4):445‒455.
- Ogava Y., Maruoka N. Progress of hot metal treatment technology and future outlook. Tetsu-to-hagane. 2014;100(4):434‒444.
- Протопопов Е.В., Щипанов С.С., Фатьянов С.С. Экспериментальные исследования обезуглеро-живания конвертерной ванны при комбиниро-ванной продувке расплава. В кн.: Сборник тру-дов XVIII международного конгресса сталепла-вильщиков и производителей металла. 7-10 ап-реля 2025. Санкт-Петербург, 2025:182‒189.
- Lehner J., Egger M.W., Panhofer H., Strelbisky M.J. First operating experiences with post-combustion lances at BOF SHOP LD3. European Steel Technology and Application Days 2017 (ESTAD 2017). Vienna. Austria. 26-29 June 2017. 2017;1(3):1148‒1157.
- Stone R.P., Neith D., Koester S. et al. Further process improvements at Severstal Sparrows Point via new technology implementation. AISTech 2009 Proceedings. 2009;1:737‒747.
- Смирнов Л.А., Бабенко А.А., Данилин Ю.А. и др. Освоение технологии комбинированной продувки в 160-т конвертерах. Сталь. 2010;5:43‒45.
- Протопопов Е.В., Уманский А.А., Беленец- кий Е.А., Фатьянов С.С., Полежаев С.А., За-польская Е.М. Анализ условий подобия и мето-дики высокотемпературного моделирования конвертерных процессов. Сообщение 1. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2025;2(52):75‒84.
- http://doi.org/10.57070/2304-4497-2025-2(52)-75-84
- Maatch J., Borowski K. Reactions mecha-niamusjwishen saueratoff und Lad Sei den Sauerstaffaufblas – Verfahren Jus. Stahlher-steebing. Techn. Mit. Krupp., Porach. 1964;22(2):63–66.
- Разработка и создание испытательного полигона по изучению конвертерных процессов. Отчет по НИР. Сибирский металлургический институт (СМИ). Руководитель Протопопов Е.В. Инв. № 02920005710. Новокузнецк. 1991:64.
- Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В., Ганзер Л.А. О некоторых особенностях окисления примесей в конвертерной ванне при комбинированной продувке. Известия вузов. Черная металлургия. 1987;4:2530.
- Чернятевич А.Г. Высокотемпературное моделирование кислородно-конвертерного процесса. Известия вузов. Черная металлургия. 1991;12:1618.
- Охотский В.Б., Чернятевич А.Г., Просвирин К.С. Зона преимущественного рафинирования металла при продувке ванн кислородом. Сталеплавильное производство. 1974;3:75–82.
- Семикин И.Д., Аверин С.И., Радченко И.И. Топливо и топливное хозяйство металлургических заводов. Москва: Металургия, 1965:391.
- Чернятевич А.Г., Протопопов Е.В. Экспе-риментальное изучение параметров реакционной зоны конвертерной ванны в условиях комбинированной продувки. Известия вузов. Черная металлургия. 1991;6:1724.
- Баптизманский В.И., Охотский В.Б. Физико-химические основы кислородно-конвертер-ного процесса. Киев-Донецк: Вища школа. 1981:83.
- Протопопов Е.В., Чернятевич А.Г., Юдин С.В. Гидродинамические особенности поведения конвертерной ванны при различных способах продувки. Известия вузов. Черная металлургия. 1998;8:23–29.
- Баптизманский В.И., Меджибожский М.Я., Охотский В.Б. Конвертерные процессы производства стали. Киев-Донецк: Вища школа. 1984:344.
- Chong Y.T., Teo K.M., Tang L.C. A lifecycle-based sustainability indicator framework for waste-to-energy systems and a proposed metric of sustainability. Renewable and Sustai nable Energy Reviews. 2016;56:797–809.
- Su F., Lampinen H.-O., Robinson R. Recycling of sludge and dust to the BOF converter by cold bonded pelletizing. ISIJ International. 2004;44(4):770–776. https://doi.org/10.2355/isijinternational.44.770
Supplementary files
