PATTERNS FORMATION AND MOVEMENT METAL DROPLETS IN LADLE SLAG

E. N. Sigarev, A. V. Dovzhenko, A. A. Pohvalitiy

Abstract


The regularities formation drop from metal shell, which is transferred on the surface pop-up gas bubbles, through the interfacial boundaries in the bucket during the post-purge mixing of the bath at the installation ladle desulfurization cast iron. Peculiarities moving metal droplets in a layer cover slag in the absence intensive mixing latter are determined. The classification mechanisms of transfer, movement in a layer covering slag and deposition in a metal bath drops of metal is offered. According to the first mechanism, the washing metal shell from the surface bubble when crossing the boundary „metal-slagˮ metal, under the influence surface tension forces in the form spherical drops accumulates in the slag layer. The second mechanism includes the detachment of the metal „loopˮ that extends beyond the pop-up bubble at the appropriate level. An empirical expression is proposed to determine the height detachment of the „loopˮ in the slag after crossing the interfacial boundary. For the conditions washing the bath after desulfurization in a 230-ton ladle at the cast iron desulfurization unit converter shop of PJSC „DMKˮ, this figure is 0.39-0.48 of the height slag, depending on its viscosity. According to the third variant, the formation and accumulation metal droplets in the slag ensures return to the bath remnants metal film after rupture gas bubble at the „atmosphere-slagˮ boundary. The formed metal droplets small size are partially lowered in the slag symmetrically to the path rise pop-up gas bubbles, and partially remain in the upper layers slag. It is shown that the diameter metal droplets nonlinearly affects rate of their deposition to the „slag-metalˮ boundary. For the conditions of 230 tons of filling bucket converter shop of PJSC „DMKˮ minimization duration return metal droplets from slag to the metal bath is provided at slag viscosity in the range of 0.1-0.25 Pa.s and thickness latter up to 150 mm. Measures to facilitate the return metal from the slag to the metal bath include minimizing thickness and viscosity of the slag, increasing difference between density of the metal melt and slag, creating favorable conditions for coalescence of metal droplets in the slag layer.

Keywords


drop; bubbles; ladle; hot metal; mass transfer; iron loss; slag

References


Cігарьов Є.М., Кочмола Д.С., Сігарьов М.К. Формування відкритої зони на міжфазовій границі при ковшовому рафінуванні розплаву. Зб. наукових праць Дніпровського технічного університету (технічні науки), 2018. Вип. 1(32). С.3-9.

Сігарьов Є.М., Кочмола Д.С., Чубін К.І. Вплив покривного шлаку на перебіг ковшової десульфурації чавуну. Теорія і практика металургії. 2018. №1-2. С.67-75.

Сігарьов Є.М., Похвалітий А.А., Довженко О.В., Чубіна О.А. Характеристика металевих корольків у шлаку після десульфурації чавуну за схемою коінжекції реагентів. Зб. наукових праць Дніпровського технічного університету (технічні науки), 2019. Вип. 2(35). С. 10-16.

Смирнов А.Н., Ефимова В.Г., Кравченко А.В. Исследование условий всплытия неметаллических включений при продувке аргоном жидкой ванны промежуточного ковша МНЛЗ. Сообщение 2. Изв. Вузов. Черная металлургия. 2014. №1. С.19-25.

Сігарьов Є.М., Похвалітий А.А., Довженко О.В., Ісаков В.Н. Закономірності масообміну між ковшовою ванною та покривним шлаком. Зб. наукових праць Дніпров-ського технічного університету (технічні науки), 2018. Вип. 2(33). С.3-8.

Meile He, Min CHEN, Nan Wang and Chuanfu Li. Sedimentation Behavior of Liquid Iron Droplets during Smelting Reduction of Converter Slag by Considering the Coalescence of Droplets. ISIJ International, Vol. 59 (2019), No. 6, pp. 973-980.

Формирование металлической фазы при барботаже газом-восстановителем многокомпонентного оксидного расплава. Сообщение 1. / А.С.Вухсихис, Л.И.Леонтьев, В.П.Ченцов и др. Изв. Вузов. Черная металлургия. 2016. Том. 59. №9. С.639-643.

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

Momoko A., Manabu I. Filament and Droplets Formed Behind a Solid Sphere Rising Across a Liquid-Liquid Interface. Materials Transactions. 2004. Vol. 45. No. 3. P.870-876.

Сігарьов Є.М., Недбайло М.М., Кривцун І.В. Напрямки удосконалення ковшової десульфурації чавуну. Зб. наукових праць Дніпровського технічного університету (технічні науки), 2016. Вип. 2(29). С.3-9.

Рыбаков Л.С. Фазовый состав в ванне основной мартеновской печи. Тепло- и массообменные процессы: труді I Всесоюзной научно-технической конференции. М.: Металлургия, 1975. С.274-276.

Минаев Ю.А. Поверхностные явления в металлургических процессах. М.: Металлургия, 1984. 152с.

Мяновская Я.В., Пройдак Ю.С. Оценка степени завершенности тепло- и массообменных процессов при движении фаз в процессах формирования марганцевых сплавов. Теория и практика металлургии, 2017. № 1-2. С.5-9.




DOI: https://doi.org/10.31319/2519-2884.36.2020.3

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2020 E. N. Sigarev, A. V. Dovzhenko, A. A. Pohvalitiy

ISSN (print) 2519-2884

ISSN (online) 2617-8389