Характеристика основних методів зниження витрат алюмінію в технологічних операціях позапічного розкислення металу в сталерозливному ковші. Розробка і випробування раціональних тепло технологій використання алюмінієвих стрижнем із захисним покриттям.
Аннотация к работе
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Розробка раціональних режимів плавлення алюмінієвих стрижнів із захисним покриттям при позапічному доведенні сталіРобота виконана в Дніпродзержинському державному технічному університеті Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Павлюченков Ігор Олександрович Дніпродзержинський державний технічний університет завідувач кафедрою програмного забезпечення та обчислювальної техніки. кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Піптюк Віталій Петрович Інститут чорної металургії НАН України старший науковий співробітник відділу позаагрегатної обробки сталі. Захист відбудеться “14 ”11 2006 р. в 13 годин на засіданні спеціалізованої вченої ради K 09.091.01 Дніпродзержинського державного технічного університету за адресою: 51918, м. З дисертацією можна ознайомиться в бібліотеці Дніпродзержинського державного технічного університету за адресою: 51918, м.Дефіцит, висока вартість алюмінію на ринку сировини, обумовлені великою енергоємністю виробництва і відносно низьким і нестабільним засвоєнням алюмінію, що вводиться в розплав за традиційними технологіями, постійно примушують шукати шляхи зниження його витрат, вдосконалювати відомі способи його використання та розробляти нові, що будуть забезпечувати підвищення ступеня його засвоєння. Тому освоєння нових ресурсозберігаючих технологій в позапічній обробці металу повязане з необхідністю розробки математичних моделей і методів чисельного розрахунку плавлення тіл складної конфігурації, що враховують закономірності протікання теплофізичних процесів з урахуванням гідродинаміки розплаву в ковші. Питання, що розглядаються в дисертаційній роботі, відповідають визначеним законодавством України пріоритетним напрямам розвитку науки і техніки, зокрема напряму “Нові технології і ресурсозберігаючі технології в енергетиці, промисловості і агропромисловому комплексі”, державній програмі розвитку гірничо-металургійного комплексу України до 2010 р., положенням комплексної державної програми енерго-і ресурсозберігання, “Основним напрямам державної політики України” в області забезпечення екологічної безпеки, а також напрямам науковій діяльності ДДТУ. розробити комплексну математичну модель, алгоритм і програму розрахунку процесу плавлення алюмінієвого стрижня із захисним покриттям з урахуванням гідродинаміки розплаву при випуску плавки; У роботі використані: метод математичного моделювання для дослідження процесів гідродинаміки, нагріву і плавлення матеріалів, що дозволяють встановити кінетику протікання тепломасообмінних процесів на різних етапах засвоєння алюмінієвого стрижня із захисним покриттям під час заповнення сталерозливного ковша з урахуванням гідродинаміки розплаву; дослідно-промислові експерименти для дослідження товщини захисного покриття в алюмінієвому стрижні.В першому розділі проведено аналіз науково-технічної літератури, який показав, що питанню підвищення ступеня засвоєння алюмінію при розкисленні сталі в ковші присвячена велика кількість досліджень, основним завданням яких було зменшити тривалість контакту алюмінію з окислювальним пічним шлаком, що потрапляв в ківш, і атмосферою. Дзержинського пройшла промислове випробування ресурсозберігаюча технологія розкислення металу алюмінієм, суть якої полягає у введенні під рівень металу двох комплектів алюмінієвих чушок (вставок) з плавкими захисними оболонками, що встановлюються в 250-т ковша до випуску плавки (рис. Якщо захисне покриття розплавиться до закінчення випуску плавки, то алюмінієвий стрижень швидко розплавиться і рідка фаза алюмінію спливе на поверхню металу, при цьому втрати алюмінію значно зростуть. Приймаємо, що температура тж розплаву постійна і вище за температуру тпл плавлення циліндра. Розподіл температур в циліндрі описується двомірним рівнянням теплопровідності в циліндричній системі координат: (1) де t - температура, °C; l - коефіцієнт теплопровідності; r - щільність; c - теплоємність; тпл - температура плавлення циліндра.Розроблені алгоритми розрахунку двомірних задач плавлення тіл в розплаві. Адекватність розроблених алгоритмів підтверджена задовільним збігом результатів розрахунку аналогічних задач плавлення на основі методу Никитенко (погрішність не перевищує 10 відсотків і при згущуванні різницевої сітки значно зменшується.). Запропоновано новий метод визначення тривалості плавлення захисного покриття алюмінієвого стрижня на основі комплексної моделі плавлення тіл складної конфігурації, що враховує закономірності протікання теплофізичних процесів з урахуванням гідродинаміки розплава в ковші. На основі розробленої комплексної моделі отримано чисельне рішення динаміки протікання процесів нагріву та плавлення алюмінієвого стрижня із захисним покриттям і гідродинамічних процесів при випуску металу з кисневого конвертера в 250-т сталерозливний ківш з урахуванням інжекції повітря і стисливості середовища газ-розплав для умов Дніпровського металургійного комбінату.