В усіх промислово розвинутих країнах металургія вважається одією з найважливіших галузей економіки. За останні 50 років світове виробництво сталі збільшилося з 200 млн.т. до 800 млн.т. При цьому, найбільш великі зміни відбулися в якісному удосконалені металопродукції. Це відбулося завдяки впровадженню прогрессивних ресурсоенергозберегаючих технологій, особливо внепічній обробці металу.В узгодження Національної Програмою розвитку ГМК України, внепічна обробка металу и ковшева металургія в цілому повинні стати наіважливішим ланцюгом металургійних технологій, т.к. якість металопродукції, яку вони підвищують, є одним із основних факторів у конкуренції вільного ринка.Характерно, що споживач металу и його продукції в Дальньому Закордоні доплачують за метал, оброблений внепічними способами. Зрозуміло, що велика частина металу цих стран проходить внепічну обробку, затрати на яку нижче сибівартості металу в злитках
Україна входить в десятку найбільших виробників та експортерів сталі. Разом з тим відома рентабільність української сталі, а її експорт йде по низьким світовим цінам із-за пониженного рівня необхідних для метала якостей.Тому актуальним для України є широке використання комбінованих ресурсоенергозберігаючих процесів внепічної дегазації сталі
Моделювання дифузійного процеса дегазації на ПЭВМ і Дослідження тепломасообмінних процесів
Отримати математичну модель дегазації и графічні залежності тепломасообмінних процесів від часу дегазації
Проблема внепічної дегазації сталі,звязана з підвищенням її якості, на сьогодняшній день залишається актуальною.
Існує перспективність використання електростатичного поля для переносу іонів удаляємого газа із расплава сталі в вакуум.
Відомо, що сили взаємодії цих іонів с поверхнею металу можуть бути великі. Разом з тим, об'єднання іонів в нейтральні молекули облегчує їх десорбцію в вакуумний простір, так як сили, відповідаючі за зв'язок нейтральных молекул с дзеркалом металу (сили В-Д-Ваальса), зрівнянно невеликі.
Возможни декілька варіантів використання вакуума з електростатичнимим полем в технології внепічной дегазації сталі від розчинених у ній водорода і азота.
В першому з них создаются напряженності цього поля, перевищующі критичне значення Eкр, при якому положительним іонам удаляемого газа на дзеркале метала за допомоги рассматриваемого поля сообщаеться енергия, яка перевищує енергію зв'язку іонов з металом. Відбувається зрыв часток з межфазной границі неподвижного расплава и інтенсификація процеса дегазації.
У другому варіанті, у котрому при дегазації від водорода розкисленної сталі порціонним вакуумуманням електричний потенціал отрицательного знака подавався на електрод підігриву вакуум-камери. Малі напряженності електростатичного поля не привели к інтенсифікації процеса дегазації. Разом з тим, електричний ток водородної емісії, протекающий в полости вакууматора, являється індікатором відносної завершеності процеса дегазації. У цьому випадку отказ від подальшого продовження цього процеса при досягненні тока малого значення (зрівнянно з ісходною його величиною) економить енергоресурси.
И, нарешті, третій возможний варіант використання електростатичного поля при вакуумуванні сталі в ковші враховує відомий факт переходу дифузіонно-адсорбціонного лимитировання процеса дегазації метала в кінетичний по досягненні деякої концентрації удаляемого газа в расплаві. При цьому, якщо проводиться дегазація від розчиненого азота, атоми якого відчувають відомі енергетичні труднощі об'єднання в молекули на межфазній границі, то достатньо малі концентрації цих атомів на границі «вакуум-метал» можуть затруднити процес дегазації. Для інтенсифікації деазотації розплава перспективним на цьому етапі являється підключення істочника помірного електростатчного поля отрицательного потенціалу й потрібної напруги. Істочник повинен бути локализован в вакуум-камері. Зовнішнє поле перерозпріділяє іони удаляемого азота по дзеркалу метала, образуючи області сгустків іонов.
Благодаря сгусткам іонов підвищується можливість їхньої молізації в сгустках и десорбції зформованих молекул в полость вакууматора. При цьому процес деазотації сталі може бути інтенсифікован.
На першому етапі дослідження в порядці теоретичної проробки вопроса построєна математична модель дифузійоного процеса в неподвижному розкисленому розплаві сталі при дії на нього вакуума з електростатичним полем по способу вакуумування в ковші: