Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Донецк, Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический
институт, 1990. — 81 стр.
Специальность 05.16.02 – Металлургия чёрных металлов.
Научный руководитель: д.т.н., профессор Пономаренко А.Г. Цель работы: Использование строгого аппарата классической термодинамики и последних разработок в области уравнений состояния для построения формализованной модели системы металл-шлак и численного моделирования на ее основе реальных металлургических процессов. Научная новизна:
— Создана и доведена до практической реализации строго формализованная термодинамическая модель распределения элементов в многокомпонентной системе металл-шлак-газ для машинного моделирования реальных процессов и оптимизации технологии.
— Разработан метод определения взаимно согласованных констант распределения элементов между металлом и шлаком по неполным массивам опытных данных с целью повышения точности расчетов по указанной модели.
— Уточнены значения констант распределения наиболее важных примесей в стали.
— Сформулированы и обоснованы требования и критерии выбора выражений для расчета термодинамических функций высокотемпературных металлургических фаз (уравнений состояния).
— Предложен метод проверки корректности решений, касающийся состава фаз в сложных многокомпонентных системах на основе критерия устойчивости Гиббса.
— Установлено, что распространение метода параметров взаимодействия Вагнера на концентрированные растворы, а также его использование для расчета интегральных и других характеристических функций фаз термодинамически необоснованно, поскольку приводит к нарушению основных требований к уравнению состояния, в частности, соотношения Гиббса-Дюгема.
— Предложен метод "утилизации" имеющейся экспериментальной информации, накопленной в виде параметров Вагнера в рамках модели суб- и квазирегулярных растворов.
.
Практическая ценность: Применение созданной модели системы металл-шлак-газ в МИСиС, институте черной металлургии (г. Днепропетровск), научно-исследовательском институте металлургии (г. Челябинск), днепропетровском металлургическом институте, химико-металлургическом институте АН Каз. ССР (г. Караганда), челябинском металлургическом комбинате при проведении научно-исследовательских работ и в учебном процессе позволяет сократить количество сложных заводских экспериментов при оптимизации технологических параметров процессов. Разработанный алгоритм принят к внедрению в качестве основного варианта АСУ верхнего уровня агрегата "печь-ковш" в проекте реконструкции ЭСПЦ-2 челябинского металлургического комбината. Содержание.
Машинное моделирование плавки.
Модели уравнений состояния многокомпонентных растворов.
Идеальный (совершенный) раствор.
Бесконечно разбавленный раствор.
Регулярные растворы (ТРР).
Атермальные растворы.
Субрегулярные растворы (ТСР).
Теория квазирегулярных растворов (ТКР).
Квазихимическая теория растворов (КХТ).
Квазикристаллическая теория.
Модель регулярных ионных растворов.
Модель раствора как фазы, имеющей коллективную электронную систему (МКЭ).
Полимерная модель.
Квазихимическое приближение в модели строго регулярных растворов.
Метод параметров взаимодействия Вагнера.
Основные требования к моделям уравнений состояния фаз.
Общие термодинамические соотношения.
Предельные законы.
Термодинамическая устойчивость.
Температурная зависимость.
Выбор уравнений для описания металлической и шлаковой фазы.
Модель металлической фазы.
Модель шлаковой фазы.
Выбор стандартного состояния.
О условиях корректного использования закона действующих масс.
Обоснование представления плавки моделью двухфазной закрытой системы металл — шлак.
Решение задачи расчета равновесных составов фаз из системы уравнений для химических потенциалов.
Взаимной согласованности констант распределения элементов в системе металл — шлак.
Общая структура модели.
Алгоритм модели плавки стали.
Проверка адекватности модели.
Литература.
Приложение. Программа расчета распределения элементов в системе металл-шлак-газ.
Электронная публикация. — Качество файла очень хорошее (субъективная оценка).
Специальность 05.16.02 – Металлургия чёрных металлов.
Научный руководитель: д.т.н., профессор Пономаренко А.Г. Цель работы: Использование строгого аппарата классической термодинамики и последних разработок в области уравнений состояния для построения формализованной модели системы металл-шлак и численного моделирования на ее основе реальных металлургических процессов. Научная новизна:
— Создана и доведена до практической реализации строго формализованная термодинамическая модель распределения элементов в многокомпонентной системе металл-шлак-газ для машинного моделирования реальных процессов и оптимизации технологии.
— Разработан метод определения взаимно согласованных констант распределения элементов между металлом и шлаком по неполным массивам опытных данных с целью повышения точности расчетов по указанной модели.
— Уточнены значения констант распределения наиболее важных примесей в стали.
— Сформулированы и обоснованы требования и критерии выбора выражений для расчета термодинамических функций высокотемпературных металлургических фаз (уравнений состояния).
— Предложен метод проверки корректности решений, касающийся состава фаз в сложных многокомпонентных системах на основе критерия устойчивости Гиббса.
— Установлено, что распространение метода параметров взаимодействия Вагнера на концентрированные растворы, а также его использование для расчета интегральных и других характеристических функций фаз термодинамически необоснованно, поскольку приводит к нарушению основных требований к уравнению состояния, в частности, соотношения Гиббса-Дюгема.
— Предложен метод "утилизации" имеющейся экспериментальной информации, накопленной в виде параметров Вагнера в рамках модели суб- и квазирегулярных растворов.
.
Практическая ценность: Применение созданной модели системы металл-шлак-газ в МИСиС, институте черной металлургии (г. Днепропетровск), научно-исследовательском институте металлургии (г. Челябинск), днепропетровском металлургическом институте, химико-металлургическом институте АН Каз. ССР (г. Караганда), челябинском металлургическом комбинате при проведении научно-исследовательских работ и в учебном процессе позволяет сократить количество сложных заводских экспериментов при оптимизации технологических параметров процессов. Разработанный алгоритм принят к внедрению в качестве основного варианта АСУ верхнего уровня агрегата "печь-ковш" в проекте реконструкции ЭСПЦ-2 челябинского металлургического комбината. Содержание.
Машинное моделирование плавки.
Модели уравнений состояния многокомпонентных растворов.
Идеальный (совершенный) раствор.
Бесконечно разбавленный раствор.
Регулярные растворы (ТРР).
Атермальные растворы.
Субрегулярные растворы (ТСР).
Теория квазирегулярных растворов (ТКР).
Квазихимическая теория растворов (КХТ).
Квазикристаллическая теория.
Модель регулярных ионных растворов.
Модель раствора как фазы, имеющей коллективную электронную систему (МКЭ).
Полимерная модель.
Квазихимическое приближение в модели строго регулярных растворов.
Метод параметров взаимодействия Вагнера.
Основные требования к моделям уравнений состояния фаз.
Общие термодинамические соотношения.
Предельные законы.
Термодинамическая устойчивость.
Температурная зависимость.
Выбор уравнений для описания металлической и шлаковой фазы.
Модель металлической фазы.
Модель шлаковой фазы.
Выбор стандартного состояния.
О условиях корректного использования закона действующих масс.
Обоснование представления плавки моделью двухфазной закрытой системы металл — шлак.
Решение задачи расчета равновесных составов фаз из системы уравнений для химических потенциалов.
Взаимной согласованности констант распределения элементов в системе металл — шлак.
Общая структура модели.
Алгоритм модели плавки стали.
Проверка адекватности модели.
Литература.
Приложение. Программа расчета распределения элементов в системе металл-шлак-газ.
Электронная публикация. — Качество файла очень хорошее (субъективная оценка).