РОЗРАХУНОК ПЛАВЛЕННЯ АЛЮМІНІЄВОГО РОЗКИСЛЮВАЧА В СТАЛЕРОЗЛИВНОМУ КОВШІ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.31319/2519-8106.1(52)2025.325485

Ключові слова:

сталерозливний ківш, розкислення сталі, металевий розплав, , шлаковий розплав, розкислювач алюмінію, математична модель, метод Дюзімбера

Анотація

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

2025-05-26

Номер

Розділ

Статті