Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка теоретических основ и методов управления составом и неоднородностью расплава в сталеразливочном ковше на основе системного анализа открытых стохастических систем Казаков, Сергей Васильевич

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Казаков, Сергей Васильевич. Разработка теоретических основ и методов управления составом и неоднородностью расплава в сталеразливочном ковше на основе системного анализа открытых стохастических систем : диссертация ... доктора технических наук : 05.16.02.- Москва, 1998.- 330 с.: ил. РГБ ОД, 71 99-5/530-2

Введение к работе

Актуальность работы. Современные сталеплавильные агрегаты все больше становятся аїрегатами для выплавки полупродукта, а операции по доводке расплава по составу и температуре переносятся в > сталеразливочный ковш. То есть обработка металла в ковше и в частности продувка расплава инертными газами превратилась в обязательную стадию технологического процесса со своими задачами, технологическими приемами, оборудованием и даже названием - внепечная металлургия. При ттом с точки зрения сертификации состава готового металла внепечная металлургия является важнейшим этапом технологической цепочки.

Решение данной задачи предполагает регулирование состава и температуры расплава перед разливкой в заданных пределах с заданной вероятностью что достигается за счет введення в ковш больших количеств раскиелнтелей н легирующих с последующей гомогенизацией по составу и температуре, а также рафинированием металла от примесей за счет регулируемого межфазного взаимодействия.

Решать эти задачи необходимо комплексно на уровне системного анализа, учитывая при этом многокомпонентностъ и многофазность рассматриваемых систем, сложную гидродинамическую картину движения расплава в ковше и, как следствие, стохастический характер протекающих процессов. При этом, с одной стороны, протекание массообменных процессов генерирует появление неоднородности расплава, а с другой стороны неоднородность металла, особенно по высокоактивному по отношению к кислороду элементу, приводит к большому колебанию скоростей массообменных процессов на межфазных поверхностях.

Знание закономерностей процессов, протекающих во время внепечной обработки в сталеразливочном ковше, не только расширит представления о их природе, но и позволит повысить вероятность получения продукта с

требуемыми параметрами при одновременном снижении расходов по переделу.

Научная новизна работы состоит о описании законов поведениа открытых стохастических систем на осиоее системного анализа, что позволило прогнозировать и управлять процессами формирования к изменения состава н неоднородности расплава бо время вмененной обработки.

Основными научными результатами следует считать:

  1. Сформулированы принципы описання системы "сталеразливочный коаія", как открытой стохастической системы, поведение которой определяется результатом протекания совокупности, всех возможных процессе;) внутри системы и на ее границах;

  2. Теоретически обосновано и экспериментально доказано, что состояние, системы "сталеразливочный ковш" можно однозначно охарактеризовать с помощью единственного параметра - энергии Гиббса, зависящей только от состава н температуры металла и полностью обеспеченного расчетными параметрами;

3. Доказано, что поведение системы однозначно определяется степенью
ее пространственной неоднородности. Предложена характеристика
пространственной неоднородности свойств системы is разработана
методика определения ее по фактическим данным.

  1. Теоретически обоснована и практически разработана методика физико-химического описания сложной многофазной системы "сталеразливочный ковш", базирующаяся на понятии "локального равновесия" термодинамики необратимых процессов Пригожина с учетом протекания всей совокупности стохастических процессоо на различных межфазных поверхностях.

  2. На основании теоретических н экспериментальных исследований разработай критерий однородности расплава и методика его определения,

іолучена зависимость дм расчета времени усреднения в зависимости от правляющих воздействий и массы присадки, изучено усреднение «сплава по температуре, впервые определено время усреднения шлака по оставу, определены гидродинамические характеристики системы продолжительность цикла циркуляции в ковшах различной вместимости, характеристики двухфазной газожидкостной зоны, характеристики течения еталла ковше), проанализирована работа различных типов продувочных чггройств.

Практическая значимость работы заключается в том, что на основе юлученных теоретических выводов и представлений разработаны методы сонтроля и управления составом металла во время внепечной обработки а ггалеразлнвочном ковше. Результаты работы были использованы при:

разработке технологии усреднительноЙ продувки расплава інертними и нейтральными газами на НЛМК, БМЗ, КарМК, МК 'Азовсталь", РМЗ.

разработке технологии обработки расплава инертным газом во время >ылуска металла в сталеразливочный ковш в условиях мартеновского цеха РМЗ.

разработке конструкции н создании технологии продувки металла через фурму с пористой вставкой в условиях МК "Азовсталь, БМЗ, ККЦ НЛМК '

разработке технологии производства низкоазотистой автолистовой стали 08Ю условиях ККЦ-2 НЛМК.

разработке технологии регулирования содержания алюминия в стали по величине термоэффекта в условиях ККЦ-2 НЛМК.

- разработке технологии обработки расплава высокоактивными
реагентами на основе металлического кальция, вводимого в ковш с
помощ>к> трайб-алпарата (ККЦ-1 НЛМК, мартеновский цех, ККЦ),

* разработке технологии рафинировани металла от серы актини покровными шлаками в условиях ККЦ МК "Аэовсгаль";

Результаты внедрения разработанных мероприятии подтверждают актами внедрения и расчетом экономического эффекта.

Теоретические подходы и полученные практические результат включены в специальные курсы, читаемые студентам специалыюств 1101

Апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи и получено 12 авторских свидетельств и патентов.

Основные результаты н положения работы докладывались обсуждались на 17 Всесоюзных, международных, отраслевы конференциях в 25 докладах.

Объем работы. Диссертация изложена ка - страница

машинописного текста, состоит нэ введения, / глав и заключении содержит таблиц, г «3 иллюстраций, ~> страниц приложения списка литературы ю^?У наименовании.