Исследование тепломассообменных процессов и совершенствование технологии вакуумирования стали в ковше

• Автор: Кабаков, Павел Зотеевич
• Шифр специальности: 05.14.04, 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Вакуумирование стали при виепечной обработке

1.2. Тепломассообменные процессы при обработке стали вакуумом

1.2.1. Обработка стали вакуумом и нейтральным газом

1.2.2. Процесс взаимодействия углерода и кислорода при изменении давления над поверхностью металла

1.2.3. Влияние водорода на процесс обезуглероживания.

1.3. Математическое моделирование тепломассообменных процессов

при внепечной обработке стали

1.4. Выводы по главе.

Глава 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ
ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.
2.1. Основные идеи математического описания
2.1.1. Применение системного подхода к описанию процесса вакуумирования
2.1.2. Применение принципа аддитивности к описанию процесса обезуглероживания.
2.1.3. Физические допущения при разработке математического описания
2.2. Теплопередача в ковше с металлом и камере агрегата
2.3. Массоперенос углерода, кислорода и водорода.
2.4. Взаимодействие углерода и кислорода, дегазация, удаление
продуктов реакций
2.5. Формирование газовой смеси отходящих газов
при вакуумировании.
2.6. Выводы по главе.
Глава 3. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.
3.1. Разработка приближенного решения
3.2. Тестирование алгоритмов модели.
3.2.1. Уравнение теплопроводности.
3.2.2. Взаимодействие углерода с кислородом.
3.2.3. Количество и состав газовой смеси, образовавшейся
при вакуумировании
3.3. Адаптация и проверка адекватности модели.
3.3.1. Адаптация механизма перемешивания металла
3.3.2. Адаптация процесса охлаждения металла в ковше при вакуумировании
3.3.3 Проверка адекватности процесса обезуглероживания при вакуумировании стали в ковше
3.4 Выводы по главе.
Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
4.1. Исследование тепломассообменных процессов при внепечной
обработке
4.2. Исследование закономерностей обезуглероживания при вакуумировании.
4.2.1. Изучение равновесия углерода и кислорода при вакуумировании
4.2.2. Изучение закономерностей процесса обезуглероживания.
4.3. Влияние расхода нейтрального газа на процесс обезуглероживания
при вакуумировании.
4.4. Особенности образования СО и СО2 в процессе вакуумирования
4.5. Влияния водорода на процесс обезуглероживания при вакуумировании .ЛОЗ
4.6. Выводы по главе.
Глава 5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВАКУУМИРОВАНИЯ
5.1. Установка вакуумирования УВС0 в конвертерном
производстве ОАО Северсталь
5.2. Разработка рекомендаций по совершенствованию
существующей технологии
5.2.1. Определение оптимальных условий для получения заданного содержания углерода.
5.2.2. Повышение производительности УВС
5.3. Применение модели для прогноза выбросов шлака и металла при вакуумировании
5.4. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ЛИТЕРАТУРА


ВВЕДЕНИЕ. Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Влияние водорода на процесс обезуглероживания. Выводы по главе. Глава 2. ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ! Применение принципа аддитивности к описанию процесса обезуглероживания. Массоперенос углерода, кислорода и водорода. Выводы по главе. Глава 3. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛО-МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ. Тестирование алгоритмов модели. Уравнение теплопроводности. Взаимодействие углерода с кислородом. Адаптация и проверка адекватности модели. Выводы по главе. Глава 4. Исследование закономерностей обезуглероживания при вакуумировании. Изучение закономерностей процесса обезуглероживания. Влияния водорода на процесс обезуглероживания при вакуумировании . Выводы по главе. Глава 5. Определение оптимальных условий для получения заданного содержания углерода. ЗАКЛЮЧЕНИЕ . ЛИТЕРАТУРА. Одним из способов внепечной обработки стали (ВОС) является вакуумирование. Процесс вакуумирования относится к самым сложным металлургическим процессам. При вакуумировании происходят взаимосвязанные процессы тепломассообмена, химических реакций, удаления газов, формирования газовой смеси в вакуумной камере и др. При разработке технологии производства стали с использованием вакуумирования применяют расчетно-теоретические и экспериментальные методы. При этом рассматривают основные элементы процесса по отдельности. Оценивают возможности реакции взаимодействия углерода и кислорода при обработке вакуумом, снижение температуры металла в ковше, распределение кислорода между металлом и шлаком, с-р * ‘. В результате получают приближенные решения без учета взаимовлияния и динамики процессов. При таком подходе невозможно учесть тот ipaKi, 0 любой металлургический технологический процесс - это система, состоящая из связанных и взаимодействующих между собой элементов (подпроцессов). А изучение процесса по отдельным элементам без учета взаимосвязи . Поэтому освоение технологии i• • » . Кроме того, нередко теоретические данные расходятся с данными, полученными в лабораторных условиях, а также с результатами, полученными в производстве. Существуют противоречия в результатах, полученных при обработке различных масс металла. Исследованиями и разработкой теории тепломассообменных процессов при внепечной обработке металла посвящено значительное количество теоретических и экспериментальных исследований.