ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО РАСПЛАВА В ИНДУКЦИОННОЙ ТИГЕЛЬНОЙ ПЕЧИ ПРИ ДОННОЙ ПРОДУВКЕ АРГОНОМ
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.23117765Abstract
Цель работы — определить гидродинамические параметры ванны индукционной тигельной печи вместимостью 6 т с донной продувкой аргоном и обосновать режим продувки при выплавке стали 20ГЛ. Мощность перемешивания и его продолжительность, параметры пузырей и газового факела, а также площадь раскрытия зеркала рассчитаны для расхода аргона 3–30 нл/мин. Газовая мощность перемешивания (4–36 Вт/т) ниже электромагнитной (≈ 59 Вт/т), а продувка сокращает время перемешивания лишь на 1–13 %. Основная роль донной продувки заключается в ликвидации застойной зоны у дна и на оси тигля, транспортировке металла к шлаку и обновлении межфазной поверхности. Площадь раскрытия зеркала увеличивается с 6 до 42 %, что ограничивает допустимый расход газа. Фактический режим рафинирования (11,17–12,48 нл/мин, 20 мин) соответствует рекомендованному и обеспечивает снижение содержания серы до 0,022 % против 0,025 % за 35 мин без продувки. Научная новизна заключается в количественном разделении газовой и электромагнитной составляющих перемешивания в промышленной индукционной печи.Keywords
индукционная тигельная печь, донная продувка, аргон, мощность перемешивания, время перемешивания, газовый факел, раскрытие зеркала, сталь 20ГЛReferences
Ghosh, A. (2001). Secondary Steelmaking: Principles and Applications. CRC Press.
The Making, Shaping and Treating of Steel. Steelmaking and Refining Volume / ed. by R.J. Fruehan. — 11th ed. — Pittsburgh: AISE Steel Foundation, 1998. — 767 p. — ISBN 0-930767-02-0. Google Books.
Zhang, L., & Thomas, B. G. (2003). State of the art in evaluation and control of steel cleanliness. ISIJ International, 43(3), 271–291. https://doi.org/10.2355/isijinternational.43.271
Интеллектуальная система управления процессами рафинирования и очистки для среднечастотных печей: руководство пользователя. — Xiangtan: Xiangtan Hexinsheng New Material Co., Ltd, 2024. — 12 с.
Система рафинирования и очистки расплава металла, а также комплексные решения по огнеупорным материалам для индукционной печи средней частоты: каталог продукции. — Xiangtan: Xiangtan Hexinsheng New Material Co., Ltd, 2025. — 13 с.
Mazumdar, D., & Guthrie, R. I. L. (1995). The physical and mathematical modelling of gas stirred ladle systems. ISIJ International, 35(1), 1–20. https://doi.org/10.2355/isijinternational.35.1
Sano, M., & Mori, K. (1983). Fluid flow and mixing characteristics in a gas-stirred molten metal bath. Transactions of the Iron and Steel Institute of Japan, 23(2), 169–175. https://doi.org/10.2355/isijinternational1966.23.169
Nakanishi, K., Fujii, T., & Szekely, J. (1975). Possible relationship between energy dissipation and agitation in steel-processing operations. Ironmaking and Steelmaking, 2(3), 193–197.
Davidson, J. F., & Schüler, B. O. G. (1960). Bubble formation at an orifice in an inviscid liquid. Transactions of the Institution of Chemical Engineers, 38(6), 335–342.
Sahai, Y., & Guthrie, R. I. L. (1982). Hydrodynamics of gas stirred melts: Part I. Gas/liquid coupling. Metallurgical Transactions B, 13(2), 193–202. https://doi.org/10.1007/BF02664576
Krishnapisharody, K., & Irons, G. A. (2006). Modeling of slag eye formation over a metal bath due to gas bubbling. Metallurgical and Materials Transactions B, 37(5), 763–772. https://doi.org/10.1007/s11663-006-0058-z
Terrazas, M., & Drambarean, S. (2020). Installation of porous plug and injection of argon gas through the bottom in induction furnaces at Matrix Metals — Acerlan Foundry. 74th Technical & Operating Conference of the Steel Founders’ Society of America.
Merder, T., Warzecha, M., Pieprzyca, J., Warzecha, P., Saternus, M., Wende, R., Witek, J., & Socha, L. (2025). New design solution for porous plug in the argon steel purging process. Scientific Reports, 15, 41598–025. https://doi.org/10.1038/s41598-025-07054-x
Семин, А. Е., Турсунов, Н. К., & Косырев, К. Л. (2017). Инновационное производство высоколегированной стали и сплавов: теория и технология выплавки стали в индукционных печах: учебное пособие. Издательский дом НИТУ «МИСиС».
Tursunov, T. M., Tursunov, N. K., Urazbaev, T. T., Alimukhamedov, Sh. P., & Toirov, O. T. (2022). Study of electromagnetic phenomena and its main parameters in the crucible of induction furnaces during smelting steel 20GL. Web of Scientist: International Scientific Research Journal, 3(6), 85–95. https://doi.org/10.17605/OSF.IO/TAVNW
Tursunov, T. M., Tursunov, N. K., Urazbaev, T. T., & Qo‘chqorov, L. A. (2022). The study of electromagnetic phenomena in the crucible of induction furnaces. “Yosh ilmiy tadqiqotchi” xalqaro ilmiy-amaliy anjumani materiallari.
Турсунов, Н. К., Турсунов, Т. М., Уразбаев, Т. Т., Турсунов, Ш. Э., & Халмурзаев, Б. Х. (2022). Магнитное поле реального индуктора индукционной тигельной печи. Труды международной научно-практической конференции «Ауэзовские чтения, 228–232.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 MUHANDISLIK VA IQTISODIYOT
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
