Сучасна електрометалургія, 2021, #1, 9-16 pages
Вплив деформації крапель розплавленого металу на їх рух та нагрівання в шарі шлаку при ЕШП
І.В. Крівцун, В.М. Сидорець, А.В. Сибір, Г.П. Стовпченко, Г.О. Полішко, Л.Б. Медовар
ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
Реферат
Запропоновано спрощену математичну модель процесів руху і нагрівання крапель розплавленого металу в рідкому шлаку при ЕШП в двох варіантах постановки задачі: крапля зберігає вихідну сферичну форму; крапля
деформується і набуває форму сплюснутого (в напрямку руху) сфероїда. Показано, що деформація краплі чинить істотний вплив на швидкість і тривалість її руху в шарі шлаку, а також на площу поверхні краплі (при збереженні її об’єму), яка визначає умови нагрівання і взаємодії металу краплі з розплавленим шлаком. Доведено,
що внаслідок збільшення площі поверхні і зменшення швидкості руху крапель більшого діаметру їх нагрівання
в шарі шлаку відбувається більш ефективно в порівнянні зі сферичними краплями. Біблігр. 16, табл. 2, рис. 11.
Ключові слова: електрошлаковий переплав; математичне моделювання; витратний електрод; крапля рідкого
металу; розплавлений шлак; нагрівання; рух; деформація краплі
Received 22.01.2021
Список літератури
1. Medovar, B.I., Tsykulenko, A.K., Shevtsov, V.L. (1986)
Metallurgy of electroslag process. Kiev, Naukova Dumka [in
Russian].
2. Gulyaev, I.P., Dolmatov, A.V., Kharlamov, M.Yu. et al. (2015)
Arc-plasma wire spraying: An optical study of process phenomenology.
J. of Thermal Spray Technology, 24(4), 659–670.
3. Chaulet, J., Kharicha, A., Charmond, S. et al. (2020) A 2D
multiphase model of drop behavior during electroslag remelting.
Metals, 10, 490; DOI:10.3390/met10040490.
4. Clift, R., Grace, J.R., Weber, M.E. (1978) Bubbles, drops and
particles. New-York, London, Academic Press.
5. Michaelides, E.E. (2006) Particles, bubbles & drops: Their
motion, heat and mass transfer. World Scientific Publ.
6. G.P. Stovpchenko, A.V. Sybir, G.O. Polishko, L.B. Medovar, Ya.V. Gusiev (2020) Mass Transfer in Electroslag Processes with Consumable Electrode and Liquid Metal. Progress in Physics of Metals, 21, No. 4: 481–498
https://doi.org/10.15407/ufm.21.04.4817. Happel, J., Brenner G., (1976) Hydrodynamics under small
Reynolds numbers. Moscow, Mir [in Russian].
8. Brooks, G., Subagyo, Y. Pan (2005) Modeling of trajectory
and residence time of metal droplets in slag–metal–gas emulsions
in oxygen steel making. Metall. and Material Transact.
B, 36, 525–535. DOI: 10.1007/s11663-005-0044-x
9. Nanda Kishore, Sai Gu (2011) Momentum and heat transfer
phenomena of spheroid particles at moderate Reynolds and
Prandtl numbers. Heat Mass Transfer, 54(11–12), 2595–2601.
Doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.02.001.
10. Yang, C., Mao, Z. (2014) Numerical simulation of multiphase
reactors with continuous liquid phase. Academic Press.
11. Kharicha, A., Karimi-Sibaki, E., Wu, M. et al. (2018) Review
on modeling and simulation of electroslag remelting. Steel
Research Int., 89(1).
12. Dudko, D.A., Rublevsky, I.N. (1961) About drop transfer of
electrode metal in electroslag welding. Avtomatich. Svarka, 4,
24–31 [in Russian].
13. Polishko, G., Stovpchenko, G., Medovar, L., Kamkina, L.
(2019) Physicochemical comparison of electroslag remelting
with consumable electrode and electroslag refining with
liquid metal. Iron Making & Steel Making, 46(8), 789–793.
https://doi.org/10.1080/03019233.2018.1428419
14. Klyuev, M.M., Volkov, S.V. (1984) Electroslag remelting.
Moscow, Metallurgiya [in Russian].
15. Klyuev, M.M., Nikulin, A.A. (1970) Speed of movement and
degree of heating of the metal drop in slag during electroslag
remelting. Bulleten TsNIICherMet., 4, 32–34 [in Russian].
16. Schmehl, R. (2002) Advanced modeling of droplet
deformation and breakup for CFD analysis of mixture
preparation. In: Proc. of ILASS-Europe 2002 (Zaragoza, 9–11
September, 2002).
Реклама в цьому номері: