Розвиток теоретичних основ розрахунку та удосконалення конструкції аераційного живильника для інжекційних систем обробки металургійних розплавів - Автореферат

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Розвиток теоретичних основ розрахунку та удосконалення конструкції аераційного живильника для інжекційних систем обробки металургійних розплавівРобота виконана на кафедрі механічного обладнання заводів чорної металургії Донецького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України. Науковий керівник: кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Лифенко Микола Трохимович, Донецький національний технічний університет, доцент кафедри металургійного обладнання заводів чорної металургії (м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник Богдан Кім Степанович, Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, старший науковий співробітник відділу автоматизації (м. Київ). кандидат технічних наук, професор Усачов Володимир Петрович, Національна металургійна академія України, професор кафедри "Машини та агрегати металургійного виробництва" (м. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Донецького національного технічного університету, м.Для проведення позапічної обробки металургійних розплавів порошковими реагентами широко використовують інжекційні системи, обладнані пневмотранспортними установками для інжектування (уведення) реагентів в розплав газом. Він повинен задовольняти наступним основним вимогам: забезпечувати високу точність дозування порошків та рівномірність подачі їх пневмотранспортним трубопроводом в продувний пристрій, а також мати широкий діапазон регулювання продуктивності. Тому удосконалення конструкції аераційного живильника в напрямку підвищення точності дозування порошків та рівномірності їх видачі в продувний пристрій дозволить отримати значну економію порошкових реагентів та створити надійну в експлуатації пневмотранспортну установку для інжекційної системи. Метою роботи є розвиток теоретичних основ розрахунку та удосконалення конструкції аераційного живильника пневмотранспортних установок інжекційних систем, що застосовуються для обробки металургійних розплавів. У роботі використовувалися теоретичні та експериментальні методи досліджень, такі як: теоретичне дослідження процесу витікання газопорошкових сумішей із отворів і процесу взаємодії струменя робочого газу з порошком у камері інжектування живильника на підставі положень газової динаміки і завислого пневмотранспорту; фізичні методи під час лабораторних досліджень живильника з використанням тензометріі в комплексі з аналого-цифровим перетворювачем (АЦП) та ЕОМ; методи математичної статистики та засоби обчислювальної техніки для обробки експериментальних даних.Для цього сформульовані вимоги, яким повинні відповідати конструкції таких живильників: забезпечувати необхідну точність дозування порошкових матеріалів та рівномірну (без пульсацій) подачу їх в продувний пристрій; забезпечувати регулювання витрати порошку у широких межах; бути простими в конструктивному виконанні та надійними в експлуатації; достатньо просто підключатися до схеми автоматичного управління інжекційною системою. Однак існуючі конструкції аераційних живильників забезпечують недостатню (5-10%) точність дозування порошків та вельми чутливі до пульсацій тиску газу в пневмотранспортному трубопроводі, що призводить до нерівномірної видачі порошків. Аналіз параметрів процесу видачі порошку через дозуючий отвір аераційного живильника дозволив встановити шляхи удосконалення його конструкції: - визначення ступеня впливу окремих параметрів процесу видачі на точність дозування та рівномірність видачі порошку; Де мт. min - мінімальна витрата порошку через отвір; мо - витратний коефіцієнт отвору; - перепад тиску газу у шарі порошку, який відповідає мінімальній його витраті мт. min; c - точність дозування порошку, %; ко - коефіцієнт, враховуючий особливості псевдозрідження порошку; rt, rн - відповідно істинна та насипна щільність порошку. живильник аераційний інжекційна система Отримана система рівнянь (2) дозволяє розрахувати витратну характеристику аераційного живильника з газодинамічним способом регулювання його продуктивності (залежності масової витрати порошку мт від масової витрати аеруючого газу мг. а), так як дозволяє встановлювати необхідну масову витрату газу на аерацію порошку, що дорівнює мг. а = мг. о мг. з, де - масова витрата газу, необхідна для заміщення обєму порошку, що видається з бункера з витратою мт; rг. б - щільність газу у бункері.У дисертаційній роботі на підставі отриманих нових наукових результатів теоретичних і експериментальних досліджень вирішена актуальна задача підвищення точності дозування та рівномірності видачі порошкових матеріалів аераційним живильником, що застосовується в інжекційних системах обробки металургійних розплавів. Аналіз науково-технічної і патентної літератури показав, що в інжекційних системах обробки металургійних розплавів найбільш раціонально використовувати аераційні живильники, які забезпечують регульовану в широких межах видачу порошків різного ступеня рухомості та відрізняються високою надійністю в р

Основний зміст роботи