Criterion assessment of the efficiency of injection equipment during the injection of powdered ferroalloys

Abstract

Визначено ефективність інжекційного обладнання при введенні феросплавів різного фракційного складу, густини та витрати вглиб залізовуглецевого розплаву з урахуванням параметрів інжекційного обладнання (довжина і діаметр трубопроводу та тиск в живильнику). Виконано аналітичний огляд літературних джерел, за результатами якого підтверджено перевагу інжекції порошкових реагентів у ківш порівняно з традиційними технологіями розкислення й легування. Ґрунтуючись на відомих математичних моделях, адаптованих до конкретних технологічних умов, виконано математичне моделювання, що враховує низку важливих для технології параметрів, зокрема фракційного складу, густини та витрати порошкового феросплаву з урахуванням параметрів інжекційного обладнання. Визначено оптимальний діаметр трубопроводу, який забезпечує стабільно високу подачу порошку газом у безпульсаційному режимі. Побудовано номограми гранично низької витрати газу носія. За допомогою номограм можна керувати режимом роботи інжекційного обладнання в отриманні безпульсаційного транспорту газ-порошкової суміші залежно від фракції феросплаву, його витрати та густини з урахуванням діаметра трубопроводу. За результатами математичного моделювання виведено критерій оцінювання ефективності роботи інжекційного обладнання, за рахунок якого можливе оперативне визначення безпульсаційного транспорту газопорошкової суміші залежно від фракції порошкового реагента й діаметра трубопроводу. Визначено витрати газоносія залежно від фракції порошкового реагента й діаметра трубопроводу, які можна використовувати для керування режимом роботи інжекційного обладнання з метою отримання безпульсаційного транспорту газо- порошкової суміші.

The purpose of the work is determining the efficiency of injection equipment with the injection of ferroalloys of different fractional composition, density and flow deep into the iron-carbon melt, taking into account the parameters of injection equipment (length and diameter of the pipeline and pressure in the powderfeeder). The analytical review of the literature is performed, which confirmed the advantage of powder injection in a teeming ladle compared to traditional technologies of deoxidation and alloying. Based on known mathematical models adapted to specific technological conditions, mathematical modeling is carried out, which takes into account a number of important parameters for technology, including fractional composition, density and consumption of powder ferroalloy, taking into account the parameters of injection equipment. The optimal diameter of the pipeline is determined. Nomograms of the lowest level of carrier gas consumption are designed. With the help of nomograms, it is possible to control the operation mode of injection equipment in obtaining pulsationless transportation of gas-powder mixture depending on the ferroalloy fraction, its flow rate and density, taking into account the diameter of the pipeline. Based on the results of mathematical modeling, the criterion for assessment the efficiency of injection equipment has been deduced, that makes it possible to determine quickly the pulsationless transport of gas-powder mixture depending on the fraction of powder reagent and pipeline diameter. The consumption of carrier gas depending on the fraction of powder reagent and the diameter of the pipeline, which can be used to control the operation mode of injection equipment in order to obtain pulsationless transport of gas-powder mixture has been determined.