Метод и алгоритмы обработки информации для оценки параметров охлаждения металла и поверхности шлака при внепечной обработке стали

• Автор: Мащенко, Марина Александровна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 182 с. : ил.

ОГ ДАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОМ КОВШЕ
1.1 Анализ методов и моделей для оценки параметров охлаждения металла в сталеразливочном ковше
1.2 Характеристика процесса охлаждения металла в сталеразливочном ковше
1.2.1 Сталеразливочные ковши
1.2.2 Параметры и характеристики сталеразливочного ковша
1.2.3 Основные этапы цикла работы ковша
1.3 Определение требований к математическому обеспечению системы оценки параметров охлаждения металла в сталеразливочном ковше
1.4 Выводы на главе
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТОДА ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОМ КОВШЕ
2.1 Математическое описание процесса охлаждения
2.1.1 Подмодель «Сталь»
2.1.2 Подмодель «Шлак»
2.2 Разработка дискретной модели тепловых процесов в сталеразливочном ковше
2.2.1 Подмодель «Сталь»
2.2.2 Подмодель «Шлак»
2.3 Тестирование модели
2.4 Метод оценки параметров охлаждения металла при внепечной обработке стали
2.5 Выводы по главе
3 СИСТЕМА АЛГОРИТМОВ ДЛЯ МЕТОДА ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА В СТАЛЕРАЗЛИВОЧНОМ КОВШЕ

3.1 Алгоритм расчета температуры металла в сталеразливочном
ковше
3.2 Алгоритм оценки потерь тепла металла через верх ковша в зависимости от его диаметра
3.3 Алгоритм расчета температуры шлака в сталеразливочном
ковше
3.4 Алгоритм учета затвердевания шлака и гидродинамических процессов при термоконвекции и продувке аргоном металла
3.5 Алгоритм комплексной оценки параметров охлаждения металла в ковше
3.6 Выводы по главе
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА И
АЛГОРИТМОВ В СИСТЕМЕ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА В КОВШЕ
4.1 Основные функциональные элементы и блоки системы оценки параметров охлаждения металла в ковше
4.2 Методика настройки алгоритмического обеспечения
4.2.1 Анализ экспериментальных данных и достоверности системы оценки параметров охлаждения металла в ковше
4.2.2 Настройка и проверка адекватности алгоритма системы оценки
4.3 Результаты экспериментальных исследований
4.3.1 План вычислительных экспериментов
4.3.2 Влияние массы металла на процесс охлаждения металла в ковше
4.3.3 Влияние начальной температуры
4.3.4 Влияние расхода аргона при продувке
4.3.5 Влияние толщины шлака и роста корки на шлаке при его затвердевании
4.3.6 Влияние износа футеровки на скорость охлаждение металла
4.3.7 Применение крышки при внепечной обработке стали
4.4 Перспективы применения разработанного метода и алгоритмов в
системах оценки снижения температуры металла в ковше
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Результаты анализа существующих методов и моделей
для оценки параметров охлаждения металла в сталеразливочном ковше
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Преобразование конусообразной формы ковша к
цилиндрической
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Результаты тестирования алгоритма решения

ковше с расходом аргона 80 л/мин (0,0013 м3/с) значение коэффициента составляет 0,015-0,03 м2/с.
120 т подовая печь (кипение)
50 т УВС (УСЮ) при 80 л/мин -•----------------•
УНРС - центральная часть кристаллизатора •----------------•
1 1— -------------1 1 1
0 0.005 0.0 1 0.02 0.03 0.04 0.05 0.
Эффективный коэффициент диффузии, м2/с
Рисунок 1.9 - Значения эффективного коэффициента диффузии в зависимости от типа процесса
Результаты анализа существующих методов и моделей для оценки параметров охлаждения металла в сталеразливочном ковше приведены в Приложении А.
1.2 Характеристика процесса охлаждения металла в сталеразливочном ковше
1.2.1 Сталеразливочные ковши
Выплавляемую в конвертерах, в мартеновских печах и электропечах сталь сливают в ковши, предназначенные для кратковременного хранения, транспортирования, внепечной обработки, а также для разливки в изложницы, литейные формы. В настоящее время внедрение ковшевой металлургии превращает сталеразливочные ковши в агрегаты, которые служат не только для транспортирования и разливки стали, но и для освоения новых технологий получения высококачественных сталей с заданными специальными свойствами.
Сталеразливочный ковш представляет собой стальную сварную или клепаную ёмкость, выложенную изнутри огнеупорным кирпичом или огнеупорной массой, имеющую приспособления для транспортирования и разливки стали. Ковши различают по конструкции: конические, барабанные,