شبيه سازي فرايند سينترينگ به صورت دوبعدي گذرا و تعيين اثر زمان روشن بودن مشعل بر روي كيفيت سينتر توليدي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مكانيك

كارشناسي ارشد

كوره بلند اصلي ترين روش توليد آهن و آلياژهاي فولادي در جهان است. استفاده از ذرات سنگ‌آهن با قطر كوچك‌تر از 10 ميلي متر در كوره بلند نفوذپذيري را به‌شدت كاهش مي دهد و سبب افت بازده كوره بلند مي شود. براي داشتن يك مخلوط مناسب جهت استفاده در كوره بلند فرايند سينترينگ در صنعت فولاد استفاده مي شود. اگرچه اين فرايند براي نرمه هاي سنگ‌آهن ابداع شده است، اما با توجه به تأثير زياد در بازده كوره بلند، امروزه بار اصلي كوره هاي بلند توسط فرايند سينتر تهيه مي شود. در اين پروژه با نوشتن معادله ي تغيير جرم ذرات جامد در اثر واكنش هاي شيميايي كه داخل بستر سينتر اتفاق مي افتد، نرخ تغيير شعاع اين ذرات به‌دست‌آمده و در نرخ واكنش هاي شيميايي از شعاع ذرات در هر لحظه استفاده مي شود. براي صحت سنجي، پروفيل دما در يك ارتفاع مشخص با دماي اندازه گيري شده مقايسه شده است، و نشان داده‌شده است تطابق خوبي ميان اين دو پروفيل وجود دارد. در ابتدا در يك زمان مشخص ناحيه هاي داخل بستر به چهار ناحيه ي سرد شدن، شعله، پيش گرم و مرطوب تقسيم‌شده و مرز ميان اين نواحي با توجه به تغيير غلظت گونه ها به دست مي آيد. در ادامه با بررسي دقيق تر ناحيه ي پيش گرم نشان داده‌شده است ناحيه ي پيش گرم داخل بستر را مي توان به دو ناحيه ي خشك و تبخير تقسيم‌بندي كرد. در ناحيه ي خشك كل آب داخل بستر تبخير شده و در ناحيه ي تبخير آب در حال بخار شدن است. در اين پروژه شش معيار دماي بيشينه، زمان سينترينگ، زمان ماندگاري، ضخامت ناحيه ي احتراق، ضخامت ناحيه ي مذاب و سرعت شعله براي بررسي كيفيت سينتر توليدي معرفي‌شده و اثر مدت‌زمان روشن بودن مشعل بر روي آن بررسي‌شده است. با افزايش زمان روشن بودن مشعل دماي بيشينه اي كه مخلوط داخل بستر به آن مي رسد افزايش‌يافته و درنتيجه كيفيت سينتر توليدي در لايه ي بالايي بستر افزايش مي يابد. زمان روشن بودن مشعل اثري ير روي زمان پايان سينتر ندارد. به‌غيراز حداقل زمان لازم، براي ساير زمان ها با افزايش زمان روشن بودن مشعل، زمان ماندگاري كه اصلي ترين معيار كيفيت سينتر است كاهش مي يابد. همچنين افزايش زمان روشن بودن شعله، سرعت انتشار شعله را افزايش مي دهد. زمان روشن بودن مشعل اثري بر روي ضخامت ذوب ندارد، اما با افزايش آن ضخامت ناحيه ي احتراق كمي افزايش پيداكرده كه سبب افزايش كيفيت سينتر توليدي مي شود. در ادامه ي كار براي مشخص كردن اينكه كدام معيار اثر غالب را در كيفيت خروجي دارد يك معيار انتگرالي معرفي‌شده و نشان داده‌شده است براي زمان روشن بودن مشعل، اين معيار رفتاري مشابه معيار زمان ماندگاري دارد، و به عبارتي معيار زمان ماندگاري، معيار غالب براي بررسي كيفيت سينتر توليدي است.

214834

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

مسعود پنجه پور

احمد رضا پيشه ور، ايمان چيت ساز

محسن دوازده امامي