Сучасна електрометалургія, 2014, №03



2014 №03 (07)

2014 №03 (01)

---

Современная электрометаллургия, 2014, #3, 45-49 pages  

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ РАСПЛАВА В УСТАНОВКЕ КОВШ-ПЕЧЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

И. В. Крикент¹, С. Е. Самохвалов¹, Д. Ю. Кабаков¹, И. В. Кривцун², В. Ф. Демченко², В. П. Пиптюк³, С. В. Греков³

¹Днепродзержинский государственный технический университет. 51900, г. Днепродзержинск, Днепростроевская ул., 2. E-mail: science@dstu.dp.ua
²Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
³Институт черной металлургии им. З. И. Некрасова НАН Украины. 49050, г. Днепропетровск, пл. Акад. Стародубова, 1. E-mail: office@nas.gov.ua
 
 
Abstract
При внепечной обработке стали в сталеразливочном ковше с использованием подогрева электрической дугой (установка ковш-печь) существенное влияние на интенсификацию газовыделения из металлического расплава и его взаимодействие с вводимыми в ковшевую ванну раскислителями и легирующими присадками оказывает перемешивание расплава. Формирование сложного движения в системе газДметаллический расплав происходит в результате взаимодействия всплывающих пузырей инертного газа с расплавом при барботаже ванны газом, а также за счет электромагнитной силы, возникающей в объеме расплава при прохождении через ванну электрического тока. С целью количественной оценки степени перемешивания стали в ковше в статье используется метод математического моделирования. Для описания гидродинамических процессов привлекается трехмерная модель, учитывающая асимметричное расположение продувочной фурмы. Электромагнитные процессы в сталеразливочном ковше описываются в осесимметричном приближении. Для задания распределения плотности тока на свободной поверхности расплава используются ранее опубликованные результаты моделирования магнитогазодинамических процессов в столбе сильноточной дуги. Проведен сравнительный анализ раздельного влияния различных силовых факторов и их комбинации на движение расплавленного металла в ковше. Установлено, что электромагнитные силы способствуют уменьшению застойных зон в расплаве. При заданной производительности продувки ванны инертным газом из двух параметров дугового разряда (тока и длины дуги) более эффективным средством интенсификации перемешивания жидкого металла в ковше является ток дуги. Библиогр.12, табл. 1, ил. 5.
 
 
Keywords: установка ковш-печь; продувка газом; математическое моделирование; перемешивание металла; электромагнитные силы
 
 
Received:                18.02.14
Published:               30.07.14
 
 
References
1. Математическое моделирование гидродинамики шлакометаллической ковшевой ванны на установке ковшДпечь переменного тока / В. А. Вихлевщук, В. П. Пиптюк, В.Ю.Болотов и др. // Математичне моделювання. - 2005. - № 1 (13). - С. 53-58.
2. Самохвалов С. Э. Теплофiзичнi процеси в багатофазних середовищах: теоретичнi основи комп'ютерного моделювання. Е Днiпродзержинськ: ДДТУ, 1994. - 174 с.
3. Самохвалов С. Е. Метод расщепления по физическим факторам для несоленоидального движения газожидкостных сред // Инженерно-физический журнал. - 1998. - № 3. - С. 454-459.
4. О перемешивании расплава под действием электромагнитных сил при обработке на установке ковшДпечь постоянного тока / В. П. Пиптюк, И. В. Крикент, С. Е. Самохвалов и др. // Тр. IХ Междунар. конгресса сталеплавильщиков (г. Старый Оскол, 27-28 окт. 2006 г.). - М.: ОАО «Черметинформация», 2007. - С. 416-421.
5. Моделирование гидродинамики и теплопереноса расплава стали при дуговом нагреве на установке ковш-печь / Д.Ю. Кабаков, С. Е. Самохвалов, В. П. Пиптюк, О.А.Филатова // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г. И. Носова. - 2013. - № 3. - С. 33-37.
6. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. - Ч.1. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 464с.
7. Огурцов А. П., Самохвалов С. Є., Надригайло Т. Ж. Методи розщеплення в задачах гідродинаміки і тепломасопереносу. - Дніпропетровськ: Системні технології, 2003. - 260 с.
8. Влияние постоянного тока на характер массопереноса в металлическом расплаве установки ковш-печь. Ч. 1. Действие электромагнитных сил / В. П. Пиптюк, И. В. Крикент, С. Е. Самохвалов и др. // Теория и практика металлургии. - 2007. - № 2, 3. - С. 60-64.
9. Влияние постоянного тока на характер массопереноса в металлическом расплаве установки ковшДпечь. Ч. 2. Модель массопереноса / В. П. Пиптюк, С. Е. Самохвалов, И.А. Павлюченков и др. // Там же. - 2007. - № 4, 5. - С. 14-17.
10. Влияние постоянного тока на характер массопереноса в металлическом расплаве установки ковшДпечь. Ч. 3. Гидродинамика ванны / В. П. Пиптюк, С. Е. Самохвалов, И. А. Павлюченков и др. // Там же. - 2007. - № 6. - С. 3-7.
11. Численное моделирование сильноточного дугового разряда в установке ковшДпечь постоянного тока / И. В. Крикент, И. В. Кривцун, В. Ф. Демченко, В. П. Пиптюк // Современ. электрометаллургия. - 2013. - № 3. - С. 45-50.
12. Демченко В. Ф., Крикент И. В. Компьютерное моделирование электромагнитных явлений при электрошлаковом переплаве // Математичне моделювання. - 2002. - № 1. - С. 16-20.