رفتن به محتوای اصلی
x
شبیه¬سازی فرایند سینترینگ به‌صورت دوبعدی گذرا و تعیین اثر زمان روشن بودن مشعل بر روی كیفیت سینتر تولیدی
تاریخ دفاع
استاد

محسن دوازده امامي

دانشکده
مهندسی مكانیك

کوره بلند اصلی­ترین روش تولید آهن و آلیاژهای فولادی در جهان است. استفاده از ذرات سنگ‌آهن با قطر کوچک‌تر از 10 میلی­متر در کوره بلند نفوذپذیری را به‌شدت کاهش می­دهد و سبب افت بازده کوره بلند می­شود. برای داشتن یک مخلوط مناسب جهت استفاده در کوره بلند فرایند سینترینگ در صنعت فولاد استفاده می­شود. اگرچه این فرایند برای نرمه­های سنگ‌آهن ابداع شده است، اما با توجه به تأثیر زیاد در بازده کوره بلند، امروزه بار اصلی کوره­های بلند توسط فرایند سینتر تهیه می­شود.

در این پروژه با نوشتن معادله­  hy;ی تغییر جرم ذرات جامد در اثر واکنش­های شیمیایی که داخل بستر سینتر اتفاق می­افتد، نرخ تغییر شعاع این ذرات به‌دست‌آمده و در نرخ واکنش­های شیمیایی از شعاع ذرات در هر لحظه استفاده می­شود.

برای صحت­سنجی، پروفیل دما در یک ارتفاع مشخص با دمای اندازه­گیری شده مقایسه شده است، و نشان داده‌شده است تطابق خوبی میان این دو پروفیل وجود دارد.

در ابتدا در یک زمان مشخص ناحیه­های داخل بستر به چهار ناحیه­ی سرد شدن، شعله، پیش گرم و مرطوب تقسیم‌شده و مرز میان این نواحی با توجه به تغییر غلظت گونه­ها به دست می­آید. در ادامه با بررسی دقیق­تر ناحیه­ی پیش گرم نشان داده‌شده است ناحیه­ی پیش گرم داخل بستر را می­توان به دو ناحیه­ی خشک و تبخیر تقسیم‌بندی کرد. در ناحیه­ی خشک کل آب داخل بستر تبخیر شده و در ناحیه­ی تبخیر آب در حال بخار شدن است. در این پروژه شش معیار دمای بیشینه، زمان سینترینگ، زمان ماندگاری، ضخامت ناحی­ی احتراق، ضخامت ناحیه­ی مذاب و سرعت شعله برای بررسی کیفیت سینتر تولیدی معرفی‌شده و اثر مدت‌زمان روشن بودن مشعل بر روی آن بررسی‌شده است. با افزایش زمان روشن بودن مشعل دمای بیشینه­ای که مخلوط داخل بستر به آن می­رسد افزایش‌یافته و درنتیجه کیفیت سینتر تولیدی در لایه­ی بالایی بستر افزایش می­یابد. زمان روشن بودن مشعل اثری یر روی زمان پایان سینتر ندارد. به‌غیراز حداقل زمان لازم، برای سایر زمان­ها با افزایش زمان روشن بودن مشعل، زمان ماندگاری که اصلی­ترین معیار کیفیت سینتر است کاهش می­یابد. همچنین افزایش زمان روشن بودن شعله، سرعت انتشار شعله را افزایش می­دهد. زمان روشن بودن مشعل اثری بر روی ضخامت ذوب ندارد، اما با افزایش آن ضخامت ناحیه­ی احتراق کمی افزایش پیداکرده که سبب افزایش کیفیت سینتر تولیدی می­شود. در ادامه­ی کار برای مشخص کردن اینکه کدام معیار اثر غالب را در کیفیت خروجی دارد یک معیار انتگرالی معرفی‌شده و نشان داده‌شده است برای زمان روشن بودن مشعل، این معیار رفتاری مشابه معیار زمان ماندگاری دارد، و به عبارتی معیار زمان ماندگاری، معیار غالب برای بررسی کیفیت سینتر تولیدی است.

تحت نظارت وف ایرانی