توصيفگر ها :
شبيه سازي , جريان مذاب , انتقال حرارت , كوره EAF
چكيده فارسي :
چكيده
در طي ساليان اخير استفاده از كورههاي قوس الكتريكي براي توليد فولاد رشد چشمگيري داشته است. اين رشد روزافزون استفاده از انرژي الكتريكي به جاي سوختهاي فسيلي براي ذوب، نشاندهنده ضرورت مطالعه و تحقيق در اين زمينه است. در كوره جريان متناوب قوس الكترود منحرفشده است كه موجب به وجود آمدن نقاط گرم در ديواره كوره و ذوب تا همگون قراضه ميشود. در كوره جريان مستقيم تشعشع قوس در تمام جهات به طور يكنواخت است و يك ذوب يكسان در اطراف الكترود ايجاد ميكند. مزاياي ادعاشده براي عملكرد كورههاي قوس الكتريك جريان مستقيم در قياس با كورههاي جريان متناوب را ميتوان در كاهش مصرف الكترود، كاهش ولتاژ فليكر كاهش مصرف انرژي، كاهش مصرف آجرنسوز و كاهش بسيار زياد سر و صداي ناشي از عملكرد كوره برشمرد. در اين پاياننامه معادلات حاكم بر جريان حمام مذاب به كمك نرمافزار فلوئنت حلشدهاند. همچنين مدلسازي هندسي مسئله نيز توسط نرمافزار انسيس فلوئنت صورت گرفته است. بهمنظور شبيهسازي معادلات الكترومغناطيس از مدل كمكي MHD نرمافزار فلوئنت استفاده است. نتايج حاصل نشان ميدهد كه عوامل مؤثر در حركت از قبيل شناوري و نيروي لورنتس هر كدام تأثير خاصي به نحوه گردش مذاب دارند همچنين شار حرارتي در ورودي بيشترين مقدار است به دليل اينكه جريان برگشتي ناشي از شناوري موجب ميشود، در ادامه شار حرارتي كاهش يابد. بررسي نمودار تنش برشي و آمپراژ نشان ميدهند كه تنش برشي هم در ابتدا ورودي مذاب بيشترين مقدار را دارد سپس هر چه جلوتر ميرود مقدار آن كاهشيافته به صفر نزديك ميشود و همچنين با افزايش ميزان آمپراژ، ميران جريان الكتريكي گذرنده از مذاب افزايش مييابد و در نتيجه اثر ميدان القايي الكترومغناطيسي نيز افزاينده ميشود و علت ثابت ماندن تقريبي دماي مذاب توان ورودي از قوس الكتريكي به مذاب متأثر ضخامت و نوع سرباره نيست؛ بلكه تماماً وابسته به توان قوس است.
چكيده انگليسي :
Abstract
In recent years, the use of electric arc furnaces for steel production has grown significantly. This increasing use of electric energy instead of fossil fuels for melting indicates the need for study and research in this field. Direct current electric arc furnaces are a model of steelmaking equipment that is increasingly used in the industry due to their many advantages over alternating current furnaces. In this thesis, the equations governing the flow of the molten bath have been solved with the help of Fluent software. The geometric modeling of the problem has also been done with ANSYS Fluent software. In order to simulate the electromagnetic equations, the MHD auxiliary model of Fluent software is used. The results show that the factors affecting the movement, such as buoyancy and Lorentz force, each have a specific effect on the way the melt circulates. Also, the heat flux at the inlet is the highest because the return flow caused by buoyancy causes the heat flux to decrease further. Examination of the shear stress and amperage diagrams shows that the shear stress is the highest at the beginning of the melt input, then as it progresses, its value decreases and approaches zero. Also, with increasing amperage, the electric current passing through the melt increases, and as a result, the effect of the electromagnetic induction field also increases. And the reason why the melt temperature remains approximately constant is that the input power from the electric arc to the melt is not affected by the thickness and type of slag, but is entirely dependent on the arc power.
