تعیین شرایط بهینه همزدن فولاد مذاب در کوره پاتیلی توسط دمش گاز آرگون برای رسیدن به ترکیب شیمیایی و توزیع دمایی همگن

دمش گاز خنثی از طریق توپی متخلخل در مذاب داخل کوره پاتیلی، روشی مفید برای همگن سازی ترکیب شیمیایی و توزیع دمای فولاد مذاب است. کارایی فرآیند دمش گاز خنثی در مذاب درون پاتیل به نرخ دمش گاز، موقعیت قرار گرفتن توپی و محل افزودن عناصر آلیاژی بستگی دارد. در این تحقیق اثر نرخ جریان گاز آرگون، ارتفاع مذاب، محل افزودن ردیاب و حضور لایه سرباره بر زمان مخلوط شدن مذاب درون کوره پاتیلی با ظرفیت 40 تن فولاد مذاب و دارای یک توپی متخلخل قرارگرفته در فاصله r63/0، بررسی شده است. آزمایشات با استفاده از دمش گاز آرگون از کف به درون آب در مدل آبی انجام شد، و همچنین روغن سیلیکون به عنوان لایه سرباره، در مدل آبی مورد استفاده قرار گرفت. زمان مخلوط شدن در نرخ های مختلف جریان گاز برای ارتفاع های مختلف حمام در غیاب لایه روغن و حضور لایه روغن در مدل آبی، برای دوحالت افزودن ردیاب در چشم سرباره و موقعیت مقابل چشم سرباره مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر نرخ جریان گاز، موقعیت افزودن عناصر آلیاژی و لایه سرباره بر سرعت انحلال عناصر آلیاژی، با استفاده از انحلال نمونه های استوانه ای شکل اسیدبنزوئیک در مدل آبی در دو موقیعت مختلف پلوم و مقابل پلوم، مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج بدست آمده در حالت غیاب لایه روغن، هنگامی که ردیاب در چشم سرباره به حمام اضافه گردید بیشترین زمان مخلوط شدن در هر نرخ جریان گاز در کمترین ارتفاع حمام (cm 30)، در مدل آبی حاصل شد که در این ارتفاع با افزایش نرخ جریان گاز از 3 به l/min 75/6، زمان مخلوط شدن از 6/86 به 8/61 ثانیه کاهش یافت. و کمترین زمان مخلوط شدن در هر نرخ جریان گاز مربوط به بیشترین ارتفاع حمام (cm 45)، بود که در این ارتفاع با افزایش نرخ جریان گاز از 3 به l/min 75/6، زمان مخلوط شدن از 6/77 به 2/56 ثانیه کاهش یافت. حضور لایه روغن با ضخامت l1/0 در این حالت باعث افزایش زمان مخلوط شدن بین 75 تا 107% گردید. همچنین در حالت غیاب لایه روغن، هنگامی که ردیاب در موقعیت مقابل چشم سرباره به حمام اضافه گردید بیشترین زمان مخلوط شدن در هر نرخ جریان گاز در کمترین ارتفاع حمام (cm 30)، در مدل آبی حاصل شد که در این ارتفاع با افزایش نرخ جریان گاز از 3 به l/min 75/6، زمان مخلوط شدن از 25/109 به 74 ثانیه کاهش یافت. و کمترین زمان مخلوط شدن در هر نرخ جریان گاز مربوط به بیشترین ارتفاع حمام (cm 45)، بود که در این ارتفاع با افزایش نرخ جریان گاز از 3 به l/min 75/6، زمان مخلوط شدن از 8/94 به 6/62 ثانیه کاهش یافت. حضور لایه روغن با ضخامت l1/0 در این حالت باعث افزایش زمان مخلوط شدن بین 80 تا 100% گردید. براساس نتایج بدست آمده از مدل آبی برای هر دو موقعیت مختلف افزودن ردیاب در حالت غیاب لایه روغن یک رابطه تجربی پیشنهاد گردید. مقایسه سرعت انحلال نمونه های اسیدبنزوئیک در مدل آبی نشان داد که سرعت انحلال برای نمونه قرار گرفته در پلوم بیشتر از نمونه قرار گرفته در موقیعت مقابل پلوم بوده و همچنین حضور لایه سرباره به ضخامت l1/0 باعث کاهش سرعت انحلال می گردد. در نهایت با توجه به متغیرهای فولادسازی ثانویه در کوره پاتیلی شرکت فولاد آلیاژی ایران، شرایط بهینه برای همگن سازی فولاد مذاب توسط دمش گاز آرگون پیشنهاد گردید.