Розробка раціональної теплотехнології обробки розплавів дротом в сталерозливному ковші - Автореферат

Міністерство освіти та науки України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана в Дніпродзержинському державному технічному університеті Міністерства освіти та науки України Науковий керівник Доктор технічних наук, професор Павлюченков Ігор Олександрович Дніпродзержинський державний технічний університет, завідувач кафедри програмного забезпечення обчислювальної техніки Офіційні опоненти: Доктор технічних наук, професор Недопекін Федір Вікторович (Донецький національний університет, професор кафедри фізики нерівноважних процесів, метрології та екології) Кандидат технічних наук, доцент Потапов Борис Борисович (Національна металургійна академія України, доцент кафедри промислової теплоенергетики) Захист відбудеться “15” травня 2001 р. о 12-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.084.03 при Національній металургійній Академії України (49600, м.На ступінь і якість засвоєння добавок дроту в розплаві сталерозливного ковша впливають технологічні параметри обробки (характеристики дроту, швидкість і місце введення на дзеркалі металу, розміри й обсяг ковша, кут відхилення від вертикалі при введенні, температура металу, наявність шлаку в місці введення дроту, інтенсивність і вид продування). Якість і тривалість засвоєння дроту в ковші визначається також рядом теплофізичних і фізико-хімічних процесів при плавленні або розчиненні дроту та його наповнювача. При зміні якогось технологічного параметра обробки дуже важко без проведення промислового дослідження визначити його вплив на ступінь та якість засвоєння добавки дроту та встановити режим введення дроту в ківш, що приводить до втрат дорогокоштовних матеріалів. Наукова новизна роботи складається в наступному: Розроблено метод визначення тривалості плавлення дроту, місця його розплавлення в ковші та тривалості усереднення розплавленої добавки на основі математичних моделей, комплексно враховуючих взаємовпливаючі процеси руху дроту під впливом гідродинаміки розплаву при продуванні, плавлення дроту та масопереносу (усереднення) розплавленої добавки в ковшовій ванні. Визначено закономірності впливу технологічних параметрів обробки розплавів дротом (діаметр дроту, швидкість і місце введення на дзеркалі металу, інтенсивність і вид продування, кут відхилення дроту від вертикалі при введенні, температура розплаву) на взаємозалежні процеси спільного руху і плавлення дроту та на тривалість усереднення розплавленої добавки.У порівнянні з конкуруючим методом глибокого вдування, метод доведення плавки дротом має ряд безсуперечливих переваг: простота здійснення, велика гнучкість процесу - можливість обробки різних мас металу (у виливницях, у ківшах), підвищення стабільності переходу в метал легуючих і модифікуючих елементів, зменшення капіталовкладень (у 10 разів) і експлуатаційних витрат, більш висока екологічна чистота процесу через відсутність баластових газів, низька швидкість спаду температури розплаву, що не перевищує швидкості спаду температури металу при продуванні аргоном. Слід зазначити, що отримані в результаті дослідно-промислових досліджень технологічні параметри обробки розплавів дротами, хоча і забезпечують засвоєння добавок, але не являються уніфікованими. Ними прийнято, що матеріал дроту при влученні в розплав моментально втрачає пругкість, і процес руху дроту в розплаві під дією гідродинаміки моделюється в наближенні руху сферичної частинки, цілком зневажаючи пружними силами в дроті. На підставі вищевикладеного випливає, що для визначення ефективних і раціональних параметрів обробки розплавів дротами необхідно тільки комплексно враховувати особливості технології обробки та особливості протікання взаємозалежних тепломасобмінних процесів при посіванні та плавленні дроту з подальшим масопереносом розплавленої добавки в обємі ковша. З метою аналізу кінетичних особливостей плавлення дроту з різних матеріалів і з різними наповнювачами, можливі матеріали, що складають наповнювач порошкового дроту та матеріал його оболонки, розділений на три групи: легкоплавкі - температура плавлення наповнювача нижче температури затвердіння сталевої оболонки; тугоплавкі - температура плавлення наповнювача вище температури затвердіння оболонки, але нижче температури розплаву; зверхтугоплавкі - температура плавлення наповнювача вище температури розплаву.Розроблена й адаптована просторова математична модель засвоєння добавок дроту в сталерозливному ковші в період його аргонного продування з урахуванням гідродинаміки розплаву, взаємовпливаючих процесів руху і плавлення дроту в розплаві й усереднення розплавленої добавки в обємі ковша.

2. Основний зміст роботи