Разработана обобщенная математическая модель процесса дегазации от водорода жидкой рельсовой стали продувкой аргоном через пористые элементы при атмосферном давлении под слоем шлака, благодаря чему определены ресурсо(энерго)сберегающие режимы продувки. Программа расчета на ПЭОМ, построенная на основе предложенной математической модели, позволила спрогнозировать согласующиеся с данными лабораторных и опытно-промышленных исследований результаты дегазации и его характеристики в процессе продувки черной и цветной металлургии.

Предложена обобщенная математическая модель целого класса процессов внепечной дегазации металла. Приведены основные допущения, использованные при построении модели. Модель построена в виде интегрального уравнения, в котором искомой функцией является длительность соответствующего процесса обработки металла, необходимая для достижения заданной степени дегазации расплава в зависимости от глубины вакуума, интенсивности продувки аргоном, напряженности электростатического поля, используемого в качестве интенсификатора процесса, а также других факторов.

Індекс рубрикатора НБУВ: К305.06

Рубрики:

Витримка і обробка металів у ковші. Позапічна обробка металів у металургії

Шифр НБУВ: Ж28347 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Вивчено хімічні неоднорідності ванни з використанням двокамерного конвертера за розробленою методикою високотемпературного експерименту. Експериментальні дані використано для визначення ефективних коефіцієнтів турбулентної дифузії.

Наведено термодинамічний розрахунок і моделювання залежності величини седиментаційної стійкості дисперсних домішок в об'ємі ковша від розміру часток. Показано, що мінімальна висота шару Fe-C розплаву, в якому частки модифікатора розподіляються рівномірно, дорівнює 0,7 - 1,5 м. Наведено дані щодо тривалості модифікувального ефекту. Визначено перспективність обробки Fe-C розплавів ультрадисперсними домішками.

Представлены схемы газлифтных агрегатов для проведения внепечной обработки металлургических расплавов и переработки металлсодержащего сырья, а также результаты их опытно-промышленного опробования в условиях металлургического производства. Выявлена высокая эффективность технологии обработки расплавов и переработки металлсодержащего сырья с их применением в сравнении с используемыми в настоящее время устройствами и агрегатами.

Разработана холодная модель процессов внепечной дегазации расплавов продувкой инертным газом в смешанном режиме (противоток, переходящий в прямоток). Исследована степень дегазации металла в функции длительности продувки, ее интенсивности, глубины ванны и др. Отмечено, что результаты могут быть использованы для разработки ресурсосберегающих режимов продувки.

С использованием численных методов проведено моделирование динамики газовых пузырьков в акустическом поле, создаваемом в металлическом расплаве при электрогидроимпульсной обработке. Исследовано несколько режимов обработки, наиболее часто используемых на практике. По характеру пульсаций пузырьков оценена эффективность различных режимов, определены зоны в объеме ковша, в которых обработка может считаться достаточно интенсивной.

Приведена система критериев и безразмерных параметров, гарантирующих приближенное моделирование направленных газометаллических потоков, которые наблюдаются при газлифтном перемешивании расплавов. Изучены закономерности протекания гидродинамических и тепло-массообменных процессов в газлифтном реакторе, снабженном источником нагрева. Установлены параметры устойчивого режима работы газлифта и факторы, определяющие интенсивность тепло-массообмена в процессе транспортировки расплава через газлифтный реактор.

На основе проведенных экспериментов и теоретического изучения процессов внепечной обработки расплава по технологии дугового глубинного восстановления математически определены зависимости неснижаемого объема от глубины погружения восстановительных блоков.

Приведены основные параметры и технологические требования к инжекционным системам при обработке жидкого металла порошкообразными рафинирующими смесями на основе извести, которые обеспечивают стабильный струйный режим истечения газопорошковой смеси в металл, высокопроизводительную работу установок. Результаты исследований можно рекомендовать для промышленного использования на меткомбинатах Украины.

Определены условия существования электродугового разряда в объеме жидкого металла. Показано, что при обработке железоуглеродистого расплава магнием, восстановленным под слоем жидкого металла в зоне электрической дуги, скорость его восстановления на 2 - 3 порядка превышает скорость расходования на реакции десульфурации, раскисления и растворения. Необходимая газопроницаемость восстанавливаемой смеси при этом легко достигается современными методами формовки расходуемых блоков.

Сформульовано математичну модель процесів переносу у разі дегазації рідкого металу комплексною дією вакууму, продування інертним газом та електростатичного поля. Для постановки граничної умови на стику розплаву, що рухається, з вакуумом за умов дії електростатичного поля привернуті нові дані щодо специфіки цієї дії.

Розглянуто питання підвищення точності дозування та рівномірності видачі порошкових матеріалів аераційним живильником, який використовується в інжекційних системах обробки металургійних розплавів. Одержано аналітичну залежність для визначення площі дозувального отвору, за якою забезпечується необхідна точність дозування порошку. Створено систему рівнянь для розрахунку витратної характеристики живильника. Удосконалено конструкцію пристрою за рахунок його обладнання камерою інжектування порошків у пневмотранспортний трубопровід. Обгрунтовано аналітичні залежності для розрахунку параметрів камери інжектування, за якими забезпечується рівномірна видача порошків у пневмотранспортний трубопровід. Експериментально встановлено, що діапазон регулювання продуктивності живильника складає 1 - 4 т, точність дозування порошків - 1 - 1,5 %, а рівномірність їх видачі підтримується на рівні 0,5 %. Розроблено конструкцію аераційного живильника для подачі гомогенної двокомпонентної суміші порошків до загального пневмотранспортного трубопроводу з регулюванням співвідношення компонентів під час видачі. Відзначено, що даний варіант приладу забезпечує необхідну точність дозування кожного компонента суміші та практично сталу витрату транспортувального газу.

Розглянуто сучасний стан досліджень в галузі електромагнітних та імпульсних дій на рідкі металеві сплави і технічні можливості комплексної магнітодинамічної та електрогідроімпульсної обробки розплаву. На експериментальному стенді показана можливість суттєвого посилення ефективності комплексної обробки алюмінієвих сплавів.

За допомогою методу фізичного моделювання досліджено гідродинаміку металу у шестирівчаковому проміжному ковші трапецеїдальної конструкції. Установлено раціональні місця розташування продувних блоків у порожнині агрегату, що забезпечують істотне зменшення обсягу застійних зон.

Досліджено процеси, що відбуваються в розплаві за умов імпульсного силового навантаження. Визначено технологічні фактори, які забезпечують покращання процесу обробки ливарних сплавів. Удосконалено функціональні можливості методу електрогідроімпульсної обробки розплаву (ЕГІО) щодо підвищення якості литого металу. Теоретично й експериментально досліджено кавітаційні збурення в розплаві, вплив режимів електричного розряду та технологічних параметрів обробки на якість алюмінієвих, свинцевих і залізовуглецевих сплавів, описано механізм електрогідроімпульсного впливу на термодинамічний стан розплаву. Зроблено висновок, що запропоновані технічні рішення дозволяють підвищити ефективність обробки за рахунок застосування коливального режиму розряду, оптимальних енергетичних і геометричних параметрів хвилеводу та скорочення часових витрат.

Приведены данные, использованные в качестве исходных при разработке трехмерной математической модели для исследования процессов массопереноса в ковшовой ванне при обработке металлического расплава на установке ковш-печь (УКП) переменного и постоянного тока. Прототипом установки переменного тока взята УКП типа LF фирмы "Даниэли", эксплуатируемая на ОАО "Днепроспецсталь". Исходные данные УКП постоянного тока приняты в соответствии с некоторыми параметрами вышеупомянутой УКП переменного тока, а также на основании литературных данных и результатов расчетов.

Решена задача оптимального управления энергетическим режимом агрегата ковш-печь как задача динамического программирования с подвижной во времени точкой старта нагрева. Это позволяет реализовать новую функцию в АСУ ТП - советчика оператора по управлению режимами нагрева металла: выбор времени старта обработки металла в агрегате ковш-печь, временной последовательности переключений ступеней напряжения трансформатора, момента окончания обработки металла.

Рассмотрены результаты физического моделирования процессов перемешивания жидкости в ковше при продувке через один или два продувочных узла. На основании экспериментальных данных предложены оригинальные формулы, позволяющие рассчитывать время перемешивания для всего диапазона параметров, используемых на практике и требующих оптимизации.