Назад на головну сторінку ... Корисні посилання Електрона бібліотека
Магістерська робота
тема:
"Роль
міжфазної поверхні шлак-метал у процесах
рафінування сучасних сталеплавильних
агрегатах. "
автор:
Коновчук Євген Олександрович
(спеціальність “Металургія
чорних металів”)
E-mail:
Jeka-San@ukrtop.com
керівник:
кандидат технічних наук, професор кафедри
Електрометалургії
і конвертерного виробництва стали
Димнич А.Х.
Метою магістерської роботи є: Вивчення ролі міжфазной поверхні шлак-метал у процесах рафінування сучасних сталеплавильних агрегатах.
Для досягнення зазначеної мети в магістерській роботі вирішені наступні задачі:
1. Сучасний стан питання і задачі дослідження.
2. Розроблено методику проведення досліджень.
3. Проведено дослідження механізму і кінетики окислювання вуглецю на границі шлак-метал.
4. Досліджено роль зневуглецбвання на границі шлак-метал у подових процесах виробництва сталі
5. Вивчено вплив шлако-металевої емульсії на хід протікання процесів рафінування.
Загальна характеристика роботи
У даний час немає єдиної точки зору по питанню оцінки найбільш повільної ланки складного процесу надходження кисню в метал. Більшість вчених вважають, що найбільш повільними ланками є, перехід кисню через границі розділу газ-шлак і шлак-метал, а також в'язка шлакова фаза, де масообмінні процеси ускладнені. М. Я. Меджибожський вважає, що і металева фаза за певних умов (низьких перегрівах металу) може оказувати значний дифузійний опір масопередачі.
Відсутність єдиної точки зору по цьому питанню зв'язане з тим, що дотепер не знайдено надійні критерії, що дозволяють кількісно оцінити вплив тієї чи іншої ланки на протікання процесу в цілому.
З використанням основних положень дифузійної кінетики можна описати механізм передачі кисню в системі шлак-метал, який можна розбити на три стадії:
1. Турбулентна дифузія оксидів заліза в шлаку до поверхні розділу фаз;
2. Перехід оксидів заліза через границю шлак-метал (розчинення кисню в металі);
3. Турбулентна дифузія кисню в металі.
Для виявлення ланки, що лімітує, досліджують швидкість протікання процесу при різній температурі з наступним визначенням кажучоїся енергії активації.
Існує кілька фізичних моделей переносу речовин у рідких фазах: модель відновлення поверхні (модель проницання Хігбі), модель прикордонного дифузійного шару, плівкова модель і ін.
Можливі два крайніх випадки:
1. Шлакова фаза лімітує процес передачі кисню в метал. У цьому випадку коефіцієнт масопередачі дорівнює коефіцієнту масоотдачі оксидів заліза в шлаку.
2. Масоотдача кисню в металі визначає передачу кисню в системі шлак-метал.
Для визначення кажучоїся енергії активації дифузійних процесів необхідно оцінити вплив температури на параметри, що залежать від температури, а саме, коефіцієнти молекулярної дифузії і в'язкості і константу фазового переходу.
Таким чином, якщо процес передачі кисню лімітується масопереносом у шлакової фазі, то знаходиться вираз для визначення кажучоїся енергії активації всього процесу, аналогічну операцію необхідно зробити та отримати вираз для кажучоїся енергії активації для випадку, коли основний дифузійний опір зосереджений у металевій фазі. Усі ці операції проводяться для вище перерахованих фізичних моделей переносу речовин у рідких фазах для турбулентного і ламінарного режимів.
Порівнюючи теоретичні розрахунки енергії активації з експериментальними даними можна робити визначені висновки.
Перелік публікацій
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. – 0,5 с.
Бібліографічні посилання
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.