Model Developments to Study Some Aspects of Improving Efficiencies in EAF Plants

Tid: To 2020-06-11 kl 10.00

Plats: https://kth-se.zoom.us/j/67826970577 , Vid fysisk närvaro eller Du som saknar dator/datorvana kan kontakta service@itm.kth.se, (English)

Respondent: Niloofar Arzpeyma , Materialvetenskap, Unit of Process

Opponent: Professor Emeritus Lauri Holappa,

Handledare: Docent Mikael Ersson, Materialens processteknologi

Abstract

Syftet med den här avhandlingen är att undersöka sätt som kan förbättra energianvändning och råvaruanvändningen i ljusbågsugnsbaserade verk, samt att öka förståelse för effekterna av osäkerhet i skrotsammansättning på tillverkningen. Effekten av elektromagnetisk omrörning på skrotsmältning och efterförbränning i två ljusbågsugnar undersöktes med hjälp av fluiddynamikberäkningar (CFD). Resultaten visade att elektromagnetisk omrörning kan bidra till en bättre värmeöverföringshastighet mellan smälta och skrot. Grashofs och Nusselts tal för både elektromagnetisk omrörning och den naturliga konvektionen uppskattades och jämföres med tidigare forskningsdata. Resultaten från efterförbränning i avgassystemet användes för att förutsäga halten av oförbränd CO på en planerad position att installera en avgassond. Dessutom visade modellering av efterförbränning i hela ljusbågsugnen att efterförbränning kan förbättras genom att injicera sekundärt syre med en virtuell lansbrännare (VLB) under uppsmältnings och förädlingsstegen. För att utreda inverkan av råvaruval på energiförbrukning, smältsammansättning och slaggegenskaper så utvecklades en statisk mass- och energibalansmodell. Fördelningsförhållanden för metalliska element och stoftparametrar kalibrerades med användning av processdata. Modellen används senare för att utreda effekt av HBI-tillsats i denna ljusbågsugn. Resultaten visade att en HBI-tillsatsen medför en ökad elförbrukning och en ökad slaggmängd. Modellen används för att beräkna mängd av slaggbildare för att nå en önskad mättnadshalt av MgO. Därtill utvecklades en statistisk modell för att simulera smältsammansätning genom att använda osäkerhet i skrotsammansättning, skrotvägning och element fördelningsförhållanden.  Modellen kan utvärdera medelvärde och standardavvikelser för elementsammansättningar i skrot. Resultaten visade att den simulerade smältsammansättningen stämmer bra överens med uppmätt data,när uppskattade värdena för skrot användes i modellen.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-273770