Дослідження технологічних особливостей камерного електрошлакового переплаву

1.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД
"ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ"
ФІЗИКО-МЕТАЛУРГІЙНИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра «Електрометалургія»
МАГІСТЕРСЬКА РОБОТА
Тема: «Дослідження технологічних особливостей камерного
електрошлакового переплаву»
Студент: Уткін Антон
Керівник: д.т.н., проф. Рябцев А.Д.

2.

ОБ'ЄКТ ДОСЛІДЖЕННЯ
Термодинамічні процеси при камерному електрошлаковому
переплаві
МЕТА ДОСЛIДЖЕННЯ
За допомогою побудови фізичної та математичної моделі оцінити
вплив додавання металевого кальцію на процес виділення тепла
МЕТОД ДОСЛІДЖЕННЯ
Метод інженерного аналізу, фізичне і математичне моделювання,
техніко-економічні розрахунки.

3.

Схема ЭШП
Установка камерного типа на базе лабораторной установки ЭШП

4.

Схема ЕШП
1.
електрод, що
витрачається;
2.
шлакова ванна;
3.
краплі
електродного
металу;
4.
металева ванна;
5.
шлаковий гарнісаж
6.
злиток;
7.
стінка
кристалізатора;
8.
зазор;
9.
затравка;
10. піддон.

5.

Плавлення електрода
Можливі варіанти заглиблення електрода, що витрачається, в шлакову ванну при
ЕШП в залежності від швидкості подачі електрода (υ1 < υ2 < υ3 < υ4 < υ5 < υ6)

6. Электропроводность флюсов ЭШП

7. Плавление электрода под флюсом CaF2-Ca

Рис. 3.37 Поведение кальция при КЭШП

8. Schemes of melting of an electrode under flux with the various content of calcium

4
Schemes of melting of an electrode under flux with the
various content of calcium
Condition:
I1 = I2 = I3 = I4
I2
I1
V1 = V2 = V3 = V4
I4
I3
CaF2 + Ca1
CaF2 + Ca2
CaF2 + Ca3
CaF2 + Ca4
R1
R2
R3
R4
Ca4 > Ca3 > Ca3 > Ca1
R – resistivity of slag;
I – current of melting;
V – voltage of melting;
Ca – content of calcium in slag.
=>
R1 > R2 > R3 > R4
=>
h4 > h3 > h2 > h1

9.

Рисунок 1 – Схема розташування второй и третей
порцій металевого кальцію на електроді плавки от
24-03-2009
Рисунок 2 – Металевий кальцій у вигляді гранул
Рисунок 3 –
Общий вид
расходуемого
электрода
с
расположенными
навесками
металлического кальция

10. Действующее значение тока переплава*

6000
Порция №1 (на старт)
30 g. Са (2,3%)
Порция №3
50 g. Са (3,85%)
Порция №2
50 g. Са (3,85%)
5000
Ток, А
4000
3000
2000
1000
0
0
60
120
180
240
300
360
420
480
540
600
660
Время, с
* красная
линия – усредненное за 1 секунду, значение тока переплава
720

11. Изменение тока переплава в момент падения третей порции металлического кальция

CaF2 + Ca
6000
6000
4000
4000
2000
2000
Ток, А
Ток, А
I
0
-2000
-4000
-4000
-6000
-6000
551,30
0
-2000
551,32
551,34
551,36
Время, с
551,38
554,75
551,40
554,80
554,85
554,90
Время, с
6000
6000
4000
I
2000
Ток, А
5000
0
-2000
-4000
4000
CaF2 + Ca
-6000
Ток, А
559,95
560,00
560,05
Время, с
560,10
560,15
3000
2000
6000
4000
2000
Ток, А
I4
1000
0
-2000
-4000
CaF2 + Ca
0
540
-6000
545
550
555
560
Время, с
565
570
575
580
556,90
556,95
557,00
557,05
Время, с
557,10
557,15

12.

Висновок
Проведений огляд досліджень щодо тепловиділення у шлаковій ванні та
його моделювання.
Для оцінки виділення тепла при КЕШП запропоновано використати
фізичне та математичне моделювання.
Були проаналізовані отримані результати моделювання. Визначені
фактори, що впливають на точність розрахунків.
Зроблено порівняння наших даних з даними, які були отримані у інших
роботах.
Надані пропозиції щодо зменшення забруднення навколишнього
середовища, заходи і умови щодо праці при проведені досліджень.
Розрахований економічний ефект від запропонованої технології ЕШП та
обґрунтована її доцільність.

13. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!