ФІЗИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕРОЗІЙНОГО РУЙНУВАННЯ ФУТЕРІВКИ СТАЛЕРОЗЛИВНОГО КОВША В ПРОЦЕСІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

Анотація

Метою роботи є визначення умов зменшення швидкості ерозійного руйнування потоками металевого розплаву футерівки сталерозливних ковшів. Супутнім і невід’ємним позитивним ефектом є зменшення забруднення сталі продуктами руйнування футерівки (екзогенними неметалевими включеннями). У статті розглянуто механізми руйнування вогнетривкої футерівки сталерозливних ковшів. Відмічено значний вплив ерозійного зносу футерівки ковша впродовж випуску сталі зі сталеплавильного агрегату та в процесі його наповнення на стійкість футерівки ковша. Запропоновано методику фізичного моделювання ерозійного зносу вогнетриву з використанням основних положень теорії подоби. Ґрунтуючись на π-теоремі, авторами запропоновані безрозмірні числа подібності, використовуючи які визначено масштаби моделювання, зокрема масштабні коефіцієнти для перерахунку твердості вогнетриву, густини рідини, лінійного масштабу моделі та швидкості руйнування вогнетриву. З використанням отриманих масштабів побудовано експериментальну установку та розроблено методику проведення експерименту. Для проведення експерименту використовували масштабні моделі ковшів зі стандартною і розробленою вході попередніх досліджень схемою футерівки. Після проведення фізичного моделювання з використанням спеціальної методики виміряна глибина руйнування футерівки моделі ковша. За результатами вимірювання побудовано топографічну схему зносу футерівки модельного ковша для варіантів зі стандартною схемою футерівки та схемою, запропонованою авторами. Встановлено, що запропонована конструкція футерівки забезпечує захист «бійного місця» та зменшує інтенсивність розмивання потоками розплаву ділянки сполучення футерівки стін і днища ковша. Середня швидкість руйнування днища за використання футерівки запропонованої конструкції зменшилася на 18 %. Наукова новизна роботи полягає у розробці теоретичних основ фізичного низькотемпературного моделювання ерозійного руйнування високотемпературними металевими розплавами вогнетривкої футерівки ковшів та інших металургійних агрегатів. Практична значимість роботи полягає у розробці конструкції футерівки сталерозливних ковшів, яка забезпечує високі стійкість та водночас зменшення рівня забрудненості сталі екзогенними неметалевими включеннями.