Розробка ресурсозберігаючого регламенту пресування вуглеграфітових виробів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКарвацький, А. Я.uk
dc.contributor.advisorKarvatskii, Anton Ya.en
dc.contributor.advisorКарвацкий, А. Я.ru
dc.contributor.departmentНауково-дослідний центр «Ресурсозберігаючі технології»uk
dc.contributor.facultyІнженерно-хімічний факультетuk
dc.contributor.researchgrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»uk
dc.date.accessioned2018-01-17T12:04:54Z
dc.date.available2018-01-17T12:04:54Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenEnergy-saving constructions and regulations of the Castner furnaces operation were developed for graphitization of large-sized electrode workbenches, which have no other analogue in Ukraine and reach energy expenses decrease by 20–25 %. Thermal and electrical furnace state was experimentally investigated during graphitization of electrode workbenches with different expansion blocks. It was found out that gasification process of carbon material by water vapor occurs in operation area during graphitization process in the Castner furnace. It leads to decrease of heating velocity of electrode workbenches by 10–20 %. Physical and general mathematical models of graphitization process of electrode workbenches in the Castner directly heated furnaces were designed, taking into account transferring mechanisms of damp and water vapor, thermal effects of chemical gasification reactions of carbon containing furnace materials, hydrogen and carbonic oxide conversion in heat-insulating material, hydrostatic pressure in granular heat-insulating layer. Numerical model of thermal-electrical and mechanical state of the Castner graphitization furnace was developed, taking into account non-linear dependence of thermal and electrical properties of carbon materials on temperature and pressure. This dependence was verified by data of physical experiment. The influence on thermal and electrical state of graphitization furnace was defined for different parameters of technological regulations and equipment: electrical energy introduction mode; bleeder stacks location scheme; the form of electric-contact blocks; physical properties of heat-insulating furnace feed. Technical solution for temperature drop in end workbenches was found. It was determined that the usage of expansion blocks is the most efficient method. The blocks must be in the form of hollow graphite cylinders filled with high-resistance heat insulating granular material. The recommendations for implementation of energy-saving technological regulations of graphitization process and technical solutions for improvement of furnace construction were developed.uk
dc.description.abstractruРазработан ресурсосберегающий регламент экструзии углеграфитовых блоков через мундштук, который заключается в определении рациональных температурно-скоростных параметров прессования электродных заготовок и обеспечивает уменьшение выхода бракованных изделий на 4–5 %. Экспериментально исследован коэффициент динамической вязкости коксопековой смеси, сдвиговые напряжения при движении массы через мундштук на границе масса – поверхность мундштука. Выполнен термоаудит прессового инструмента при экструзии электродных блоков в промышленный условиях. Сформулирована физическая модель поведения коксопековой смеси процесса изготовления «зеленых» углеграфитовых заготовок способом экструзии через мундштук и обосновано применение модели жидкости Bingham-Papanastasiou для математического описания этого процесса. Разработана численная модель тепло-гидродинамического состояния прессового инструмента при экструзии электродных заготовок в среде свободно открытого программного кода OpenFOAM и проведена ее верификация по данным экспериментальных исследований. Показано, что различие между расчетными данными и экспериментальными значениями температур прессового инструмента не превышает 10 %, что дает возможность применять разработанную модель для отработки рациональных регламентов прессования электродной продукции. Исследовано влияние определяющих технологических параметров на показатели режима прессования электродных заготовок (скорость прессования, температура загружаемой массы, мощность, температура индуктора и массного цилиндра), что дало возможность построить зависимости температур углепековой композиции в определяющих сечениях мундштука и массного цилиндра в цикле экструзии пекококсовых полуфабрикатов. Разработан программно-методический комплекс для численного исследования тепло-гидродинамического состояния прессового оборудования, позволяющий непосредственно на предприятии разрабатывать регламенты экструзии электродных заготовок при переходе на производство новой продукции в короткий срок, без проведения дорогостоящих экспериментальных исследований.uk
dc.description.abstractukРозроблено ресурсозберігаючий регламент екструзії вуглеграфітових блоків через мундштук, який полягає у визначенні раціональних температурно-швидкісних параметрів пресування електродних заготовок та забезпечує зменшення виходу бракованих виробів на 4–5 %. Експериментально досліджено коефіцієнт динамічної в’язкості коксопекової суміші, зсувні напруження під час її руху через мундштук на границі маса – поверхня мундштука та проведено термоаудит пресового інструменту під час екструзії електродних блоків в промислових умовах. Сформульовано фізичну модель поведінки коксопекової суміші процесу виготовлення «зелених» вуглеграфітових заготовок способом екструзії через мундштук та обґрунтовано застосування моделі рідини Bingham-Papanastasiou для математичного опису цього процесу. Розроблено числову модель тепло-гідродинамічного стану пресового інструменту підчас екструзії електродних заготовок в середовищі вільного відкритого програмного коду OpenFOAM та проведено її верифікацію за даними експериментальних досліджень. Показано, що різниця між розрахунковими даними та експериментальними значеннями температур пресового інструменту не перевищують 10 %, що дає змогу застосовувати розроблену модель для відпрацювання раціональних регламентів пресування електродної продукції. Досліджено вплив визначальних технологічних параметрів на показники режиму пресування електродних заготовок (швидкість пресування, температура завантажувальної маси, потужність, температура індуктора та масного циліндра), що дало змогу побудувати залежності температур вуглепекової композиції у визначальних січеннях мундштука та масного циліндра в циклі екструзії пекококсових напівфабрикатів. Розроблено програмно-методичний комплекс для числового дослідження тепло-гідродинамічного стану пресового обладнання, який дає змогу безпосередньо на підприємстві розробляти регламенти екструзії електродних заготовок при переході на виробництво нової продукції в короткий термін, без виконання коштовних експериментальних досліджень.uk
dc.format.page6 с.uk
dc.identifier.govdoc0115U002409
dc.identifier.other2848
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/21580
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectекструзіяuk
dc.subjectвуглеграфітові заготовкиuk
dc.subjectмундштукuk
dc.subjectчислове моделюванняuk
dc.subjectтепло-гідродинамічний станuk
dc.subjectпресовий інструментuk
dc.titleРозробка ресурсозберігаючого регламенту пресування вуглеграфітових виробівuk
dc.title.alternativeDevelopment of conservation regulations compression carbon and graphite productsuk
dc.title.alternativeРазработка ресурсосберегающего регламента прессования углеграфитовых изделийuk
dc.typeTechnical Reportuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2016_2848.pdf
Розмір:
621.45 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.74 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського