Про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах
The article discusses the features of the steel decarburization process in heavy-duty 300-ton converters using the combined blow-off technology. Using the example of the process of carbon oxidation, using the provisions of the macroscopic kinetics of chemical reactions, it is shown that the applicat...
Saved in:
| Date: | 2023 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/116 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal and Casting of Ukraine |
Institution
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471943145619456 |
|---|---|
| author | Мельник, С.Г. Бондар, В.І. |
| author_facet | Мельник, С.Г. Бондар, В.І. |
| author_sort | Мельник, С.Г. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-06-14T07:58:05Z |
| description | The article discusses the features of the steel decarburization process in heavy-duty 300-ton converters using the combined blow-off technology. Using the example of the process of carbon oxidation, using the provisions of the macroscopic kinetics of chemical reactions, it is shown that the application of the theory of critical concentrations by Prof. S.I. Filippov makes it possible to obtain mathematical dependences of the experimental carbon content in steel, depending on the calculated one in the process of purging the melt with technically pure oxygen and argon. It was noted that the processing of data on the change in carbon concentration in the process of purging steel in the converter, including the results of measurements of CO and CO2 in the gas phase at Krupp-Stahl, made it possible to graphically obtain the critical carbon concentration [C]cr ≈ 0.1 %. Statistical processing of the data allowed us to obtain the dependences of the comparison of the experimental [C]res and the calculated
[C]calc content of carbon during conversion for:
the conditions of the external diffusion regime for limiting the process of carbon oxidationat [C] > [C]cr; [C]res = 0.929 ∙ [C]calc + 0.019;
the conditions of the external diffusion regime for limiting the process of carbon oxidation at [C] < [C]cr; [C]res = 0.20 ∙ [C]calc + 0.063.
The use of macroscopic kinetics in the analysis of data on the oxidation of carbon in a metal melt by purging with technically pure oxygen assists metallurgists in choosing the most accurate technological option for steelmaking in heavy converters. The obtained and presented data can be used to develop algorithms for programs of automated control systems for converter smelting while taking into account the need to prepare charge materials of the required quality, primarily their fractional composition. The proposed methodology for the study of the oxidation of impurities of metal melts under oxidizing conditions of converter smelting, taking into account the requirements of macroscopic kinetics, including the provisions of the theory of critical concentrations, will improve the quality of smelted steel for domestic and world markets of metal products. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:50:33Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-116 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:50:33Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-1162023-06-14T07:58:05Z About the mechanism of oxidation of impurities of metal melt when converter steel smelting in large load converters Про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах Мельник, С.Г. Бондар, В.І. converter steel decarburization artificial intelligence kinetics and process mechanism mathematical processing critical concentration automated control system конвертерна сталь зневуглецювання штучний інтелект кінетика і механізм процесу математична обробка критична концентрація автоматизована система управління The article discusses the features of the steel decarburization process in heavy-duty 300-ton converters using the combined blow-off technology. Using the example of the process of carbon oxidation, using the provisions of the macroscopic kinetics of chemical reactions, it is shown that the application of the theory of critical concentrations by Prof. S.I. Filippov makes it possible to obtain mathematical dependences of the experimental carbon content in steel, depending on the calculated one in the process of purging the melt with technically pure oxygen and argon. It was noted that the processing of data on the change in carbon concentration in the process of purging steel in the converter, including the results of measurements of CO and CO2 in the gas phase at Krupp-Stahl, made it possible to graphically obtain the critical carbon concentration [C]cr ≈ 0.1 %. Statistical processing of the data allowed us to obtain the dependences of the comparison of the experimental [C]res and the calculated [C]calc content of carbon during conversion for: the conditions of the external diffusion regime for limiting the process of carbon oxidationat [C] > [C]cr; [C]res = 0.929 ∙ [C]calc + 0.019; the conditions of the external diffusion regime for limiting the process of carbon oxidation at [C] < [C]cr; [C]res = 0.20 ∙ [C]calc + 0.063. The use of macroscopic kinetics in the analysis of data on the oxidation of carbon in a metal melt by purging with technically pure oxygen assists metallurgists in choosing the most accurate technological option for steelmaking in heavy converters. The obtained and presented data can be used to develop algorithms for programs of automated control systems for converter smelting while taking into account the need to prepare charge materials of the required quality, primarily their fractional composition. The proposed methodology for the study of the oxidation of impurities of metal melts under oxidizing conditions of converter smelting, taking into account the requirements of macroscopic kinetics, including the provisions of the theory of critical concentrations, will improve the quality of smelted steel for domestic and world markets of metal products. У статті розглянуто особливості процесу зневуглецювання сталі в великовантажних 300-тонних конвертерах за технологією комбінованої продувки. На прикладі процесу окислення вуглецю, з використанням положень макроскопічної кінетики хімічних реакцій, показано, що застосування теорії критичних концентрацій проф. С.І. Філіппова дозволяє отримати математичні залежності експериментального вмісту вуглецю в сталі в залежності від розрахункового в процесі продувки розплаву технічно чистим киснем і аргоном. Відзначено, що обробка даних щодо зміни концентрації вуглецю в процесі продувки сталі в конвертері, отриманих в тому числі за результатами вимірювань вмісту СО і СО2 в газовій фазі на фірмі Крупп-Шталь, дозволила графічним шляхом отримати значення критичної концентрації вуглецю [C]кр ≈ 0,1 %. Статистична обробка даних дозволила отримати залежності зіставлення експериментальних [C]досл і розрахункових [C]розр вмістів вуглецю при конвертації для: а) умов зовнішньодифузійного режиму обмеження процесу окислення вуглецю при  [C] > [C]кр; [C]досл = 0,929 ∙ [C]розр + 0,019; б) умов внутрішньодифузійного режиму обмеження процесу окислення вуглецю при [C] < [C]кр: [C]досл = 0,20 ∙ [C]розр + 0,063. Використання положень макроскопічної кінетики при аналізі даних по окисленню вуглецю в металевому розплаві продувкою технічно чистим киснем, надає допомогу металургам у виборі найбільш точного технологічного варіанту виплавки сталі у великовантажних конвертерах. Отримані і наведені дані можуть бути використані для розробки алгоритмів програм автоматизованих систем управління конвертерною плавкою з одночасним урахуванням необхідності підготовки шихтових матеріалів необхідної якості, насамперед їх фракційного складу. Запропонована методика дослідження окислення домішок металевих розплавів в окислювальних умовах конвертерної плавки з урахуванням вимог макроскопічної кінетики, в тому числі положень теорії критичних концентрацій, дозволить поліпшити якість сталі, що виплавляється, для внутрішніх і світових ринків металопродукції. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-06-14 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/116 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 28 No. 3 (2020): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 28 № 3 (2020): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/116/117 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | конвертерна сталь зневуглецювання штучний інтелект кінетика і механізм процесу математична обробка критична концентрація автоматизована система управління Мельник, С.Г. Бондар, В.І. Про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах |
| title | Про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах |
| title_alt | About the mechanism of oxidation of impurities of metal melt when converter steel smelting in large load converters |
| title_full | Про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах |
| title_fullStr | Про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах |
| title_full_unstemmed | Про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах |
| title_short | Про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах |
| title_sort | про механізм окислення домішок металевого розплаву при виплавці конвертерної сталі в великовантажних конвертерах |
| topic | конвертерна сталь зневуглецювання штучний інтелект кінетика і механізм процесу математична обробка критична концентрація автоматизована система управління |
| topic_facet | converter steel decarburization artificial intelligence kinetics and process mechanism mathematical processing critical concentration automated control system конвертерна сталь зневуглецювання штучний інтелект кінетика і механізм процесу математична обробка критична концентрація автоматизована система управління |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/116 |
| work_keys_str_mv | AT melʹniksg aboutthemechanismofoxidationofimpuritiesofmetalmeltwhenconvertersteelsmeltinginlargeloadconverters AT bondarví aboutthemechanismofoxidationofimpuritiesofmetalmeltwhenconvertersteelsmeltinginlargeloadconverters AT melʹniksg promehanízmokislennâdomíšokmetalevogorozplavupriviplavcíkonverternoístalívvelikovantažnihkonverterah AT bondarví promehanízmokislennâdomíšokmetalevogorozplavupriviplavcíkonverternoístalívvelikovantažnihkonverterah |