МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ РОЗРАХУНКУ ПЛАВЛЕННЯ РОЗКИСЛЮВАЧА ЦИЛІНДРИЧНОЇ ФОРМИ ЗА РАДІУСОМ І КУТОМ φ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-8106.2(53)2025.341965Ключові слова:
розкислювач циліндричної форми, математична модель, позапічна обробка металу, сталерозливний ківшАнотація
Обробка металу у сталерозливному ковші залишається перспективним напрямком, оскільки дозволяє підвищити якість та експлуатаційні властивості металу. Для такої позапічної обробки найчастіше використовують розкислювач на основі алюмінію. Розкислювач має вигляд циліндричного злитка, його вводять у розплав шляхом вкидання в сталерозливний ківш під час процесів випуску або продувки.
Автором запропоновано математичну модель розрахунку плавлення розкислювача циліндричної форми з використанням криволінійної сітки (за радіусом r і кутом φ). Позапічна обробка металу є одним з найбільш перспективних напрямків підвищення якості та властивостей металопродукції масового призначення. Залежно від конкретних завдань позапічної обробки, необхідним є попереднє розкислення металу, як правило, алюмінієм при випуску або продуванні його в сталеливарному ковші.
Основною метою розкислення є зниження до мінімуму розчиненого в сталі кисню шляхом переведення його в оксиди з їх видаленням з металу. У металургії для розкислення металу найчастіше використовують алюміній, для мікролегування спокійної сталі у ковші при випуску плавки з агрегату зазвичай використовується вторинний і первинний алюміній в злитках масою 12—20 кг. Під час випуску плавки з конвертора в сталерозливний ківш вкидають алюмінієві злитки, при цьому через низьку густину (2,7 г/см3) алюміній не проникає вглиб розплаву.
Як правило, злитки розкислювачів знаходяться на поверхні, їх плавлення відбувається там, що призводить до значного випаровування алюмінію 80—95 %. Алюміній не проникає вглиб розплаву, а, плаваючи на його поверхні, окислюється киснем з атмосфери. Для підвищення ефективності використання розкислювачів необхідно збільшити їх густину. Це стало можливим з використанням фероалюмінію замість чистого алюмінію.
Аналіз попередніх досліджень автора показав, що при великому процентному вмісті алюмінію в розкислювачі його густина стає невисокою і злиток з фероалюмінію під час випуску металу з конвертора не розплавляється в обсязі металу. Спливаючи на межу розділу фаз (шлак-метал), він реагує зі шлаком і атмосферним киснем. Для розрахунку прийнято, що процентний вміст алюмінію в розкислювачі циліндричної форми повинен бути не менше 42 %.
Метою роботи є розробка математичної моделі для розрахунку тривалості плавлення розкислювача циліндричної форми, розташованого на межі розділу шлак-метал, з урахуванням криволінійності розрахункової сітки.
Посилання
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., 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., 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 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.
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., 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, 2022 р. № 2 (47). С. 57–62.
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 науко-ва конференція, м Дніпро 2020, С. 26–27.
##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).
