РОЗРАХУНОК ПЛАВЛЕННЯ АЛЮМІНІЄВОГО РОЗКИСЛЮВАЧА В СТАЛЕРОЗЛИВНОМУ КОВШІ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(52)2025.325485Ключові слова:
сталерозливний ківш, розкислення сталі, металевий розплав, , шлаковий розплав, розкислювач алюмінію, математична модель, метод ДюзімбераАнотація
На сьогоднішній день розвиток металургійної промисловості постійно потребує введення нових технологій для ресурсозбереження та підвищення якості продукції. Одним з найважливіших процесів у сталеплавильному виробництві є процес позапічної обробки та виплавки напівпродкуту в установках доведення металу. Процес позапічної обробки як напрямок у металургії є процесом, який підвищує якість і ресурсозбереження. Розкислення сталі в сталерозливному ковші — це одна з головних операцій, яка покращує якість продукції за рахунок зменшення розчиненого кисню в розплаві металу. Така процедура здійснюється шляхом введення в рідкий метал алюмінію, коли здійснюється випуск сталі в ківш зі сталеплавильного агрегату.
Алюміній значно легший за сталь, тому закинутий у ківш розкислювач спливає на поверхню шлаку, інтенсивно взаємодіючи з атмосферою і зі шлаком. При використанні згаданих виробів спостерігається низьке (5—15 %) засвоєння алюмінію рідким металом. Дефіцит і висока вартість алюмінію постійно змушують металургів шукати шляхи зниження його витрат. Вирішенням поставленої задачі є збільшення щільності алюмінійвмісного злитка шляхом введення обважнювача з одночасною ізоляцією його поверхні. Ця задача належить до задач теплопровідності з рухомими межами розділу фаз. Для її розв'язання використано різницеву схему, засновану на врахуванні прихованої теплоти плавлення за методом Дюзімбера.
При введенні розкислювача в процесі випуску металу з конвертера в сталерозливний ківш спочатку він перебуває в об’ємі розплаву, а потім спливає на границю шлак-метал. Після розплавлення намерзлої сталевої оболонки і потім чавунної оболонки, частина рідкого алюмінію спливає на шлак, а частково конвективними потоками металу розноситься в об'ємі металу.
Для розрахунків злиток представлений у вигляді циліндра діаметром до 110 мм і завдовжки 700 мм, і розташований на межі шлак-метал. Результати обчислювального експерименту дають змогу встановити раціональні режими введення кускових добавок із різних матеріалів, які забезпечують найсприятливіші умови для їхнього розплавлення в сталерозливному ковші або ковші-печі.
Посилання
Voloshyn R.V., Babenko M.V., Lymar N.M., Hromovoi A.A. (2022). Osoblyvosti realizatsii ekonomichnoi riznytsevoi skhemy zminnykh napriamkiv pry vyrishenni zadachi plavlennia obvazhnenoho kombinovanoho aliumovmistkoho rozkysliuvacha v zakhysnii obolontsi [Features of the implementation of an economic difference scheme of variable directions when solving the problem of melting a weighted combined aluminum-containing deoxidizer in a protective shell] Matematychne modeliuvannia. (pp. 57-62). Kamianske: DDTU. (2 (47)),
Voloshyn R.V., Babenko M.V., Kryvosheiev H.A. (2018) Obgruntuvannia vyboru chyselnoho metodu, dlia vyrishennia zavdannia plavlennia kombinovanoho aliumovmiskoho rozkysliuvacha tsylindrychnoi formy, z obvazhniuvachem, v zakhysnii obolontsi [Justification of the choice of a numerical method for solving the problem of melting a combined aluminum-containing deoxi-dizer of cylindrical shape, with a weighting agent, in a protective shell] Matematychne modeliuvannia, (pp. 35-40) Kamianske: DDTU. (1(38)).
Babenko M.V., Voloshyn R.V., Voloshyna K.R. (31 january, 2023). Vyrishennia zadachi plavlennia kombinovanoho aliumomistkoho rozkysliuvacha tsylindrychnoi formy v zakhysnii obolontsi [Solving the problem of melting a combined aluminum-containing deoxidizer of cylin-drical shape in a protective shell] UNIVERSYTET HRYHORIIA SKOVORODY V PEREIASLAVI Rada molodykh uchenykh universytetu Materialy Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi internet-konferentsii, in «TENDENTSII TA PERSPEKTYVY ROZVYTKU, NAUKY I OSVITY V UMOVAKH HLOBALIZATSII» (pp. 105-109). Vyp. 90 Zbirnyk naukovykh prats Pereiaslav.
Voloshyn R.V., Babenko M.V., Voloshyna K.R. (30 september, 2022) / Riznytsevi skhemy zminnykh napriamkiv pry vyrishenni zadachi plavlennia obvazhnenoho kombinovanoho aliumomistkoho rozkysliuvacha v zakhysnii obolontsi [Differential schemes of alternating direc-tions when solving the problem of melting a weighted combined aluminum-containing deoxidiz-er in a protective shell] UNIVERSYTET HRYHORIIA SKOVORODY V PEREIASLAVI Rada molodykh uchenykh universytetu Materialy Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi internet-konferentsii in «TENDENTSII TA PERSPEKTYVY ROZVYTKU NAUKY I OSVITY V UMOVAKH HLOBALIZATSII» (pp. 122-126). Vyp. 86 Zbirnyk naukovykh prats Pereiaslav.
Voloshyn R.V., Voloshyna K.R., Tomina A.-M. V. (13 december 2021) Plavlennia aliuminiievoho rozkysliuvacha tsylindrychnoi formy pry vypusku metalu v kovsh [Melting of a cylindrical aluminum deoxidizer during metal release into a ladle] Materialy III vseukrainskoi konferentsii molodykh uchenykh, «Suchasne materialoznavstvo. Materialy ta tekhnolohii, SMMT-2021». (pp. 48-49) Kyiv.
Voloshyn R.V., Voloshyna K.R. (07-09 december, 2020) Matematychne modeliuvannia plavlennia rozkysliuvacha tsylindrychnoi formy u stalerozlyvnomu kovshi [Mathematical model-ing of melting of a cylindrical deoxidizer in a steel casting ladle] International scientific conference "Innovative technologies, models Cyber Security Management, ITCSM-2020 ANNUAL SCIENTIFIC CONFERENCE ITCSM-2020 Part 2 Dnipro, Ukraine Book of Abstracts «Innovatsiini tekhnolohii, modeli upravlinnia Kiberbezpekoiu itmk-2020» Mizhnarodna naukova konferentsiia (pp. 26-27). Dnipro.
Voloshyn R.V. (31 оctober, 2024) / Rozrakhunok plavlennia rozkysliuvacha iz zakhysnoiu obolonkoiu ta obvazhniuvachem [Calculation of deoxidizer melting with a protective shell and weighting agent] UNIVERSYTET HRYHORIIA SKOVORODY V PEREIASLAVI Rada molodykh uchenykh universytetu Materialy Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi internet-konferentsii «TENDENTSII TA PERSPEKTYVY ROZVYTKU NAUKY I OSVITY V UMOVAKH HLOBALIZATSII» (pp. 167-169). Vyp. 110 Zbirnyk naukovykh prats Pereiaslav
Voloshyn R.V (Part 2, 18-20, april 2023) / Matematychna model rozrakhunku protsesu plavlen-nia rozkysliuvacha tsylindrychnoi formy z vykorystanniam kryvoliniinoi sitky (za radiusom r i kutom) [A mathematical model for calculating the melting process of a cylindrical deoxidizer using a curved grid (by radius r and angle)] INTERNATIONAL CONFERENCE MATHEMATIC PROBLEMS OF THE TECHNICAL MECHANIC ANNUAL SCIENTIFIC CONFERENCE MPTM 2023 Kyiv, Dnipro, Kami-anske, Ukraine, Book of Abstracts «MATEMATYCHNI PROBLEMY TEKHNICHNOI MEKHANIKY – 2023» MIZHNARODNA NAUKOVA KONFERENTSIIA, Kyiv, Dnipro, Kamianske (pp. 15-16).
Волошин Р.В., Бабенко М.В., Лимар Н.М., Громовой А.А., Особливості реалізації економі-чної різницевої схеми змінних напрямків при вирішенні задачі плавлення обважненого комбінованого алюмовмісткого розкислювача в захисній оболонці // Математичне моделю-вання, Кам'янське, ДДТУ, 2022р. № 2 (47). С. 57–62.
Волошин Р.В., Бабенко М.В., Кривошеєв Г.А. Обґрунтування вибору чисельного методу, для вирішення завдання плавлення комбінованого алюмовміського розкислювача циліндри-чної форми, з обважнювачем, в захисній оболонці // Математичне моделювання, Кам'ян-ське, ДДТУ, 2018. № 1(38). С. 35–40.
Бабенко М.В., Волошин Р.В., Волошина К.Р. Вирішення задачі плавлення комбінованого алюмомісткого розкислювача циліндричної форми в захисній оболонці // УНІВЕРСИТЕТ ГРИГОРІЯ СКОВОРОДИ В ПЕРЕЯСЛАВІ Рада молодих учених університету Матеріали Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції, «ТЕНДЕНЦІЇ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ, НАУКИ І ОСВІТИ В УМОВАХ ГЛОБАЛІЗАЦІЇ» 31 січня 2023 року Вип. 90 Збірник наукових праць Переяслав, 2023. С. 105–109.
Волошин Р.В., Бабенко М.В., Волошина К.Р. Різницеві схеми змінних напрямків при вирі-шенні задачі плавлення обважненого комбінованого алюмомісткого розкислювача в захис-ній оболонці // УНІВЕРСИТЕТ ГРИГОРІЯ СКОВОРОДИ В ПЕРЕЯСЛАВІ Рада молодих учених університету Матеріали Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції «ТЕНДЕНЦІЇ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ НАУКИ І ОСВІТИ В УМОВАХ ГЛОБАЛІ-ЗАЦІЇ» 30 вересня 2022 року Вип. 86 Збірник наукових праць Переяслав, 2022 С. 122–126.
Волошин Р.В., Волошина К.Р., Томіна А.-М. В. Плавлення алюмінієвого розкислювача ци-ліндричної форми при випуску металу в ковш // Матеріали ІІІ всеукраїнської конференції молодих учених, «Сучасне матеріалознавство. Матеріали та технології, СММТ-2021», Ки-їв. 2021р., С. 48–49.
Волошин Р.В., Волошина К.Р. Математичне моделювання плавлення розкислювача цилін-дричної форми у сталерозливному ковші // International scientific conference "Innovative technologies, models Cyber Security Management, ITCSM-2020 ANNUAL SCIENTIFIC CONFERENCE ITCSM-2020 Part 2 December 07-09, 2020 Dnipro, Ukraine Book of Abstracts «Інноваційні технології, моделі управління Кібербезпекою itmk-2020» Міжнародна наукова конференція, м Дніпро 2020, С. 26–27.
Волошин Р.В. Розрахунок плавлення розкислювача із захисною оболонкою та обважнюва-чем // УНІВЕРСИТЕТ ГРИГОРІЯ СКОВОРОДИ В ПЕРЕЯСЛАВІ Рада молодих учених уні-верситету Матеріали Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції «ТЕНДЕНЦІЇ ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ НАУКИ І ОСВІТИ В УМОВАХ ГЛОБАЛІЗАЦІЇ» 31 жов-тня 2024 року Вип. 110, Збірник наукових праць Переяслав 2024. С. 167–169.
Волошин Р.В Математична модель розрахунку процесу плавлення розкислювача циліндри-чної форми з використанням криволінійної сітки (за радіусом r і кутом) // INTERNATIONAL CONFERENCE MATHEMATIC PROBLEMS OF THE TECHNICAL MECHANIC ANNUAL SCIENTIFIC CONFERENCE MPTM 2023 Kyiv, Dnipro, Kamianske, Ukraine, Book of Abstracts (Part 2, April 18-20, 2023) «МАТЕМАТИЧНІ ПРОБЛЕМИ ТЕХ-НІЧНОЇ МЕХАНІКИ – 2023» МІЖНАРОДНА НАУКОВА КОНФЕРЕНЦІЯ, Київ, Дніпро, Кам’янське 2023. С.15 – 16.
##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).
