ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ ДОСЯГНЕННЯ ХІМІЧНОЇ ПОДОБИ ПРИ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОМУ МОДЕЛЮВАННІ МЕТАЛУРГІЙНИХ ПРОЦЕСІВ
DOI:
https://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2024.01.002Ключові слова:
високотемпературне моделювання, кисневе конвертування, верхня продувка, процеси окиснення, хімічна подобаАнотація
Дослідження хімічного обміну речовин між фазами є надзвичайно важливим питанням для металургійних систем. Водночас для якісного моделювання цього процесу необхідно забезпечити подібність моделей, тобто актуальним стає певний критерій хімічної подібності, який забезпечить адекватність моделювання. Для досягнення хімічної подібності можна використовувати різні критерії, вибір яких залежить від важливості того чи іншого аспекту, що впливає на реальну хімічну реакцію. Можливість використання подібності енергій Гіббса як індикатора можливості реакції при температурах металургійних процесів і подібності початкових концентрацій була запропонована і досліджена в роботі при високотемпературному моделюванні окиснення кремнію з чавуну. Також було обов'язковим використання модифікованого критерію Фруда. Завдяки запропонованому методу подібного моделювання в якості модельного середовища обрано латунь з масовою часткою цинку 1%, яка має нижчу температуру плавлення, ніж чавун, тобто потребує менших витрат на моделювання. Порівняння отриманих результатів з результатами продувки в аналогічних умовах чавуну показало близькість отриманих даних, що свідчить про доцільність запропонованого способу.
Посилання
Fox R.O. Computational models for turbulent reacting flows. Cambridge University Press. -2003. 438. https://doi.org/10.1017/CBO9780511610103
Taylor R., Krishna R. Multicomponent mass transfer I. Theory. John Wiley.- 1993.616 p. ISBN: 978-0-471-57417-0
Kim S-H. Physical modeling of liquid/liquid mass transfer in gas stired ladles/ S-H Kim,
R.J. Fruehan // Metall Trans. B Jun.-1987. Vol.18(2). P. 381-390
The criteria of chemical similarity revisited /V.D. Barsky, A.V. Kravchenko, V.М. Gulyaev,
D.V. Jakovlev-Barsky// Mathematical modeling.- 2018. Vol.1(40). Р. 130-138
Zakgeym А. Yu. General chemical technology: introduction to the modeling of chemical technological processes: textbook./А. Yu. Zakgeym. Logos.- 2009. 303p. [in Russian]
Yakovlev Yu. N. Physical-chemical similarity of metallurgical processes / Yu. N. Yakovlev,
L.V. Каmkina// Collection of scientific works of the State Metallurgical Academy of Ukraine “Modern problems of metallurgy”. -1999. №.1. С. 90-100. [in Russian]
Rehage Hendrik The first Damköhler number and its importance for characterizing the influence of mixing on competitive chemical reactions/ Rehage Hendrik , Kind Matthias// Chemical Engineering Science.- 2021. Vol.16. https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.116007
A Novel Methodology for Chemical Time Scale Evaluation with Detailed Chemical Reaction Kinetics / Benjamin J. Isaac, Alessandro Parente, Chiara Galletti, Jeremy N. Thornock// Energy Fuels. -2013. Vol.27(4). P. 2255–2265. https://doi.org/10.1021/ef301961x
Pinchuk S. I. Organization of an experiment in modeling and optimization of technical systems / S.I. Pinchuk – Textbook, Dnepropetrovsk, Ed. "Diva".-2008. 248 p. [in Russian]
Changes in the composition of metal and slag when blowing cast iron with different contents of silicon and manganese / E.Ya. Zarvin, A.L. Nikolaev, M.I. Voloshin // News of Universities. Ferrous metallurgy.-1970. №2. P. 47-52. [in Russian]
