ПРО МЕТОДИ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РАФІНУВАННЯ МЕТАЛУ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.2(51)2024.317497Ключові слова:
рафінування металу, огляд методів моделювання, оптимізація, ефективність, стійкістьАнотація
Рафінування металу є вирішальним кроком у виробництві високоякісних металів, де домішки видаляються відповідно до певних галузевих стандартів. Процес рафінування включає складні хімічні, фізичні та термодинамічні взаємодії, які відбуваються на різних стадіях, таких як плавлення, окислення та відновлення. Ефективні технології переробки є важливими не лише для покращення якості кінцевого продукту, але й для оптимізації споживання енергії, зменшення відходів та мінімізації впливу на навколишнє середовище.
Через складність цих процесів одних традиційних емпіричних методів часто недостатньо для оптимізації операцій. Тому потреба в точних і прогностичних моделях стала очевидною як в академічних дослідженнях, так і в промислових застосуваннях. Було розроблено різні методи моделювання для імітації процесу переробки, кожна з яких має свої переваги та обмеження. Ці моделі мають на меті надати розуміння поведінки металів і домішок за різних умов, дозволяючи краще контролювати параметри рафінування та підвищувати ефективність процесу.
Стаття містить огляд основних методів, які використовуються для моделювання процесу рафінування металу, зосереджуючись на термодинамічних, кінетичних, обчислювальних гідродинаміках (CFD) і математичних моделях. Кожен метод обговорюється з точки зору його підходу, сильних і слабких сторін. Розглянуто математична модель колективного введення добавок у металеву ванну у ковші. Модель враховує імпульсний вплив добавок на гідродинаміку розплаву, а також перенесення декількох дисперсних фаз. Також у статті окреслено майбутні напрямки вдосконалення цих методів моделювання для подальшого підвищення ефективності та стійкості процесів рафінування металу.
Посилання
Campbell F. C. (2008). Elements of Metallurgy and Engineering Alloys. ASM International (pp. 1325-1337)
Miller M. K. (2006). Kinetic Modeling of Metal Processing. Journal of Materials Science (Vol. 41, no. 18), (pp. 6207-6220).
Pham S. T. D. B. (2018). Advancements in Modeling Techniques for Metal Processing Mate-rials Today: Proceedings, (Vol. 5, no. 1), (pp. 13648-13656).
Lee M. T. N. D., & McCarthy R. S. H. (2003). Challenges in Metal Refining Process Modeling. Metallurgical Transactions, (Vol. 34, no. 7), (pp. 1845-1854).
Stouffer D. M. (2006). Industrial Applications of Metal Refining Models. International Journal of Mineral Processing. (Vol. 78, no. 1-4), (pp. 217-228).
Kelly L. R. M. A. (2019). Future Directions in Metal Refining Modeling. Journal of Cleaner Production, (Vol. 210), (pp. 1515-1523).
Ohurtsov A.P., & Samokhvalov S.Ye. (2001). Matematychne modelyuvannya teplofizychnykh protsesiv u bahatofaznykh seredovyshchakh [Mathematical modeling of thermophysical processes in multiphase environments] Kyiv: Naukova dumka [in Ukrainian].
Samokhvalov, S. Ye., Piptyuk, V. P., & Grekov, S. V. (2023). Influence of the quantity of the additive on the hydrodynamics of the metal bath in the ladle. Fundamental and applied problems of ferrous metallurgy, (Vol. 37), (pp. 231-245). [in Ukrainian]. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-231-245
Campbell F. C. Elements of Metallurgy and Engineering Alloys.ASM International, 2008.
С. 1325–1337.
Miller M. K. Kinetic Modeling of Metal Processing.Journal of Materials Science, 2006. ¬Т. 41,
№ 18. С. 6207–6220.
Pham S. T. D. B. Advancements in Modeling Techniques for Metal Processing:Materials To-day.Proceedings, 2018. Т. 5, №1. С. 13648–13656.
Lee M. T. N. D. Challenges in Metal Refining Process Modeling. MetallurgicalTransactions, 2003. Т. 34. № 7. С. 1845–1854.
Stouffer D. M. Industrial Applications of Metal Refining Models. International Journal of Mineral Processing, 2006. Т. 78. № 1-4. С. 217–228.
Kelly L. R. M. A., Future Directions in Metal Refining Modeling. Journal of Cleaner Production, 2019. Т. 210. С. 1515–1523.
Огурцов А.П., Самохвалов С.Є. Математичне моделювання теплофізичних процесів у бага-тофазних середовищах: монографія. Київ: Наукова думка, 2001. 412 с.
Самохвалов С.Є., Піптюк В.П., Греков С.В. Вплив кількості добавки на гідродинаміку мета-левої ванни у ківші. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії.Дніпро: ІЧМ НАНУ, 2023. Зб. № 37. С. 231–245.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
