Новости/ 2 декабря 2008
Инжекционные установки в металлургии
Одно из перспективных направлений в металлургии, получившее в последнее время широкое распространение, – инжекционные
технологии...
Авторы: В. Лопатин, Л. Леонтьев и др.
Источник: "Энергетика и промышленность России", № 22 (114) ноябрь 2008 года.
Одно из перспективных направлений в металлургии, получившее в последнее время широкое распространение, – инжекционные
технологии, используемые как для обработки расплавов порошкообразными материалами, так и для торкретирования теплотехнических
агрегатов. Примечание: Торкретирование – метод бетонных работ, при котором смесь послойно наносится на поверхность под
давлением сжатого воздуха (БСЭ).
Известно, что большинство металлургических процессов осуществляется на границе раздела фаз. Скорость этих процессов
определяется суммарной поверхностью контакта. Интенсификация перемешивания металла, шлака и газа значительно ускоряет прохождение
физико-химических реакций.
Наибольший эффект достигается при одновременном ускорении потоков расплава и увеличении удельной поверхности реагирующих
фаз. Что и происходит при использовании инжекционных технологий.
Вдувание порошкообразных материалов в расплав металла в струе газоносителя показало высокую эффективность этого метода.
Его используют для дефосфорации, десульфурации, раскисления и легирования стали, ускорения шлакообразования, а также
науглероживания металла. Кроме того, инжектирование огнеупорных порошков может применяться для торкретирования футерованных
поверхностей металлургических агрегатов.
Успешное применение инжекционных технологий во многом зависит от применяемого инжекционного оборудования, обеспечивающего процесс.
В 1970-80-е годы в нашей стране проводились работы по внедрению скоростного науглероживания металла на Петровск-Забайкальском,
Омутнинском, Златоустовском, Алапаевском, Верх-Исетском и Ижевском металлургических заводах.
При этом использовались пневмонагнетатели, изготовленные на этих же предприятиях. Создание установок проводилось без надлежащих
научно-технических и конструкторских исследований, проработок и расчетов, что в большинстве случаев приводило к нестабильной работе
оборудования и закупорке материалопроводов. В основном вследствие этого перспективный метод обработки металла не получил в нашей
стране широкого применения.
В то же время за рубежом в эти же годы развивались работы по инжекционным технологиям, особенно по совершенствованию конструкций
установок для вдувания порошков. Это привело к успешному развитию этого направления в Германии, Австрии, Америке и других странах и
способствовало интенсификации металлургических процессов, улучшению качества металла и увеличению срока службы плавильных агрегатов
в этих странах.
С середины 1990-х годов на металлургических заводах «Серп и Молот» (г. Москва), АООТ «РММЗ» (г. Ревда Свердловской области) при
участии ИМет УрО РАН были использованы зарубежные инжекционные установки германских фирм «Stein Industrie-Anlagen» и «Velco».
В 1999-2000 гг. Институтом металлургии УрО РАН был выполнен международный проект «Внедрение инжекционных технологий на металлургических
заводах Урала». В результате изучения опыта использования инжекционных технологий на металлургических заводах Европы, а также
исследовательских работ по вводу в расплав различных порошкообразных материалов было рекомендовано продолжить работы по оснащению
металлургических заводов отечественными инжекционными установками.
В связи с этим возникла необходимость в создании такого инжекционного оборудования, которое, не отличаясь от зарубежных аналогов
качеством, надежностью и долговечностью, соответствовало бы условиям эксплуатации на отечественных металлургических предприятиях и
одновременно было значительно дешевле импортного.
Сотрудниками ИМет УрО РАН совместно с ОАО «ВНИИМТ» и созданным в 1999 г. ООО «Новые технологии в металлургии» были проведены
экспериментальные, расчетно-аналитические и конструкторские работы по исследованию аэродинамики пылегазового потока в системах
инжекционной металлургии, влиянию режимных и конструктивных факторов на интенсивность вывода сыпучих материалов из пневмомеханического питателя.
В результате проведения НИОКР были выделены основные параметры пылегазового потока в системах инжекционной металлургии:
- В качестве определяющей режим течения газовзвеси была выделена величина?– скорость взвесенесущего газа.
- Одной из основных характеристик двухфазного потока является массовая концентрация смеси, представляющая отношение массового
расхода порошка к массовому расходу газа. При этом для продувки металла используют газопорошковые смеси с отношениями массовых расходов
порошка к газу от 2 до 60 кг/кг.
- Критическая скорость пневмотранспорта является главным параметром, от которого зависит надежность работы всего продувочного устройства.
Одним из основных и определяющих факторов успешной работы инжекционного оборудования является правильный выбор типа камерного нагнетателя.
В настоящее время для инжекционных технологий используются два их типа: аэрационный и пневмомеханический.
Камерные нагнетатели аэрационного типа используются для заглубленной инжекции порошкообразных материалов и частично для
торкретирования. В последние годы в мире широкое распространение получили камерные нагнетатели пневмомеханического типа, применяемые
как для торкретирования футерованных поверхностей, так и для незаглубленной инжекции порошкообразных материалов в расплав металла.
Такие нагнетатели являются наиболее подходящей конструкцией, соответствующей условиям отечественного металлургического производства,
отличаются простотой и надежностью в эксплуатации, широким диапазоном применения.
В результате научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в качестве камерного нагнетателя для инжекционной металлургии
была выбрана конструкция пневмомеханического типа.
Этот тип нагнетателя оснащен тарельчатым дозатором, установленным в горизонтальной плоскости нижней части рабочей камеры.
Дозатор имеет лопастное колесо с ячейками, его скорость вращения регулируется электродвигателем, оборудованным частотным преобразователем.
В 2001 году в мартеновском цехе ЗАО «НСМЗ» была пущена в эксплуатацию первая инжекционная установка НТМ-01-2 для вдувания порошкообразных
материалов в расплав металла мартеновской печи с дальнейшим проведением работ по внедрению и освоению технологии науглероживания металла.
В 2002 году в конвертерном цехе ОАО «НТМК» проведены испытания и пущена в эксплуатацию инжекционная установка НТМ-01-4 по
торкретированию патрубков циркуляционного вакууматора. Для внутреннего торкретирования патрубков вакууматора была разработана,
изготовлена и внедрена в производство новая конструкция рассеивателя потока торкрет-массы с возможностью регулирования угла
рассеивания с 30 до 360 градусов. В результате внедрения установки стойкость футеровки патрубков циркуляционного вакууматора
значительно увеличилась.
2 декабря 2008
Авторы: В. Лопатин, Л. Леонтьев и др.
Источник: "Энергетика и промышленность России", № 22 (114) ноябрь 2008 года:
("http://www.eprussia.ru/epr/114/8966.htm")
Перейти в раздел "Новости"
| 
