Назад на главную страницу ... Полезные ссылки Электронная библиотека
Магистерская
работа
тема:
"Роль межфазной поверхности шлак-металл в процессах рафинирования современных сталеплавильных агрегатах.
"
автор: Коновчук Евгений Александрович
(специальность “Металлургия чёрных металлов”)
E-mail:
Jeka-San@ukrtop.com
руководитель: кандидат технических наук, профессор кафедры
Электрометаллургии и конвертерного производства стали
Дымнич А.Х.
Целью
магистерской работы
является:
Изучение роли межфазной поверхности шлак-металл в процессах рафинирования современных сталеплавильных агрегатах.
Для
достижения указанной цели в магистерской
работе решены следующие задачи:
1. Современное состояние вопроса и задачи исследования.
2. Разработана методика проведения исследований.
3. Проведено исследование механизма и кинетики окисления углерода на границе шлак-металл.
4. Исследована роль обезуглероживания на границе шлак-металл в подовых процессах производства сталию
5. Изучено влияние шлако-металлической эмульсии на ход протекания процессов рафинирования.
Общая характеристика работы
В настоящее время нет единой точки зрения по вопросу оценки наиболее медленного звена сложного процесса поступления кислорода в металл. Большинство ученых считают, что наиболее медленными звеньями являются, переход кислорода через границы раздела газ-шлак и шлак-металл, а также вязкая шлаковая фаза, где массообменные процессы затруднены. М. Я. Меджибожский считает, что и металлическая фаза при определенных условиях (низких перегревах металла) может оказывать значительное диффузионное сопротивление массопередачи.
Отсутствие единой точки зрения по этому вопросу связано с тем, что до настоящего времени не найдены надежные критерии, позволяющие количественно оценить влияние того или иного звена на протекание процесса в целом.
С использованием основных положений диффузионной кинетики можно описать механизм передачи кислорода в системе шлак-металл, который можно разбить на три стадии:
1. Турбулентная диффузия оксидов железа в шлаке к поверхности раздела фаз;
2. Переход оксидов железа через границу шлак-металл (растворение кислорода в металле);
3. Турбулентная диффузия кислорода в металле.
Для выявления лимитирующего звена исследуют скорость протекания процесса при различной температуре с последующим определением кажущейся энергии активации.
Существует несколько физических моделей переноса веществ в жидких фазах: модель обновления поверхности (модель проницания Хигби), модель пограничного диффузионного слоя, пленочная модель и др.
Возможны два крайних случая:
1. Шлаковая фаза лимитирует процесс передачи кислорода в металл. В этом случае коэффициент массопередачи
равен коэффициенту массоотдачи оксидов железа в шлаке.
2. Массоотдача кислорода в металле определяет передачу кислорода в системе шлак-металл.
Для определения кажущейся энергии активации диффузионных процессов необходимо оценить влияние температуры на параметры, которые зависят от температуры, а именно, коэффициенты молекулярной диффузии и вязкости и константу фазового перехода.
Таким образом, если процесс передачи кислорода лимитируется массопереносом в шлаковой фазе, то находится выражение для определения кажущейся энергии активации всего процесса, аналогичную операцию необходимо проделать и получить выражение для кажущейся энергии активации для случая, когда основное диффузионное сопротивление сосредоточено в металлической фазе. Все эти операции проводятся для выше перечисленных физических моделей переноса веществ в жидких фазах для турбулентного и ламинарного режимов.
Сопоставляя теоретические расчеты энергии активации с экспериментальными данными можно сделать определенные выводы.
Перечень публикаций
1. Коновчук Е. А., Шевченко В. П. Основные закономерности взаимодествия жидкого металла с огнеупорным материалом разливочных стаканов // Металлургия и обработка металлов (выпуск 5)Материаллы научно-технической конференции молодых ученых физико-металлургического факультета. – Донецк: ДонНТУ, 2002. – 165 с.; ил.
2. Коновчук
Е. А., Димніч А. Х. До питання визначення
лімітиучої стадії процессу
зневуглецювання // Материали другого
всеукраїнського дня студента-сталеплавильника.
Дніпроперовськ: НМетАУ – 2003. – 68 с.
Библиографические ссылки
1. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. –М.:Наука, 1987. – 502 с.
2. Дымнич А. Х., Семенов Н. П., Герчеков Д. С. и др. Кинетика окисления углерода из капель сплава железа, находящихся в окислительном шлаке// Изв. АН СССР. Сер. Металлы. – 1977., №2. – 36-42 с.
3. Никитин Ю. П., Есин О. А., Хлынов В. В. и др. исследование кинетики выгорания углерода электрохимическими методами// Изв. вузов. Сер. Черная металлургия. – 1962, №5. – 1962, – 16-24 с.