Three - Dimensional Mathematical Model of Fusion of Steel Scrap in the Converter Melt

Modelo matemático tridimensional de la fusión de chatarra de acero en la masa fundida del convertidor

Se ha desarrollado un modelo matemático tridimensional de fusión de chatarra de acero cúbica en la masa fundida del convertidor. El modelo se resolvió utilizando el método de Brian implícito modificado. El algoritmo obtenido se programó en ASCII FORTRAN para el ordenador SPERRY 1106. En el modelo se incorporaron propiedades termofísicas del material dependientes de la temperatura. Eso da al modelo una no linealidad. Sobre la base del modelo se llegó a la conclusión de que la adición de un 1% de chatarra de acero con bajo contenido en carbono disminuye la temperatura de una masa fundida de acero con contenido medio en carbono en unos 23 °C. Esto concuerda con los datos experimentales. Esto concuerda con los datos experimentales de la bibliografía. Al mismo tiempo, se desarrolló una nueva fórmula para el tiempo de fusión de la chatarra de acero, que permite calcular el tiempo de fusión en función del volumen de la chatarra de acero en la masa fundida del convertidor.

INTRODUCCIÓN

A partir del aumento de la participación del suero metálico en la carga, se espera una mayor economía de fabricación de acero en los procesos de conversión. La proporción de chatarra de acero debería aproximarse a la del proceso de hogar abierto. La chatarra de acero, generalmente como desechos de acero con bajo contenido de carbono, es un medio muy económico de enfriamiento de la masa fundida. Datos en ref. 1 muestran que el 1 % de chatarra de acero reduce la temperatura del baño entre 12 y 15 °C, mientras que el 1 % de mineral de hierro reduce la temperatura entre 30 y 40 °C. Sin embargo, la experiencia de producción muestra que la chatarra de acero es mejor que el mineral de hierro.

Por ejemplo, al utilizar acero se disminuye la cantidad de metal expulsado del convertidor, se aumenta la resistencia del revestimiento refractario y se obtiene un mejor aprovechamiento del exceso de calor en el baño. El régimen de fusión de la chatarra depende en grado significativo del tamaño de la chatarra, y afecta la temperatura del baño, los procesos de formación de la escoria, así como la oxidación del carbón y la desulfuración del metal. Por ejemplo, la chatarra de tamaño pequeño se derrite más rápido y enfría rápidamente el baño. Esto disminuye la tasa de formación de escoria, oxidación de carbono, desulfuración y reduce la cantidad de oxígeno soplado. Piezas muy grandes de chatarra no se funden completamente durante el procesamiento en el convertidor de oxígeno. Se desarrolló y probó un modelo matemático de fusión de chatarra de acero de bajo carbono en la fundición de acero de carbono medio con el objetivo de determinar la dependencia entre el tiempo de fusión y el volumen de chatarra de acero cúbica. Dado que la temperatura del baño es superior a 1550 °C, no se considera la fusión por difusión enfriada. El sistema investigado consiste en un elemento volumétrico de fundición en el que se sumerge chatarra de acero cúbica.