Modelování a optimalizace tepelné práce licí pánve v procesu sekundární metalurgie

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F25870807%3A_____%2F25%3AN0000002" target="_blank" >RIV/25870807:_____/25:N0000002 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://www.hutnickelisty.cz/archiv/obsah-1-2025/" target="_blank" >https://www.hutnickelisty.cz/archiv/obsah-1-2025/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Modelování a optimalizace tepelné práce licí pánve v procesu sekundární metalurgie

Popis výsledku v původním jazyce

Při dlouhodobém setrvání oceli v licí pánvi v době od odpichu tavby do konce jejího odlévání na ZPO se ve vyzdívce akumuluje značné množství tepla, především pak v případech, kdy je součástí procesu sekundární metalurgie zpracování oceli v pánvové peci. Pro využití akumulovaného tepla ve vyzdívce licí pánve s ohledem na snížení tepelných ztrát tekuté oceli po odpichu následující tavby je nutno optimalizovat tepelnou práci pánve. Stanovením změny teploty oceli v pánvi během technologického úseku od odpichu oceli do licí pánve do konce lití na ZPO, umožní predikci teploty oceli na počátku lití, resp. na konci mimopecního zpracování a možnost optimalizace výjezdové teploty z pánvové pece. Příspěvek je věnován optimalizaci tepelné práce licí pánve se snahou o minimalizaci tepelných ztrát tekuté oceli v licí pánvi v celém technologickém toku od tavicího zařízení, přes mimopecní zpracování až po plynulé odlévání oceli.

Název v anglickém jazyce

Modeling and Optimization of Ladle Thermal Performance in the Secondary Metallurgy Process

Popis výsledku anglicky

Industries that carry out high temperature processes, e.g. the iron and steel industry require advanced energy solutions for efficient heat management during processing. Steel makers have been looking for new strategies to decrease the steelmaking energy consumption due to the growing demand for modern steel products and their environmental impacts. Steelmaking community is facing multiple challenges those vary from energy and raw material costs for sustainable business to producing high value-added grades to cater ever increasing demands of customers. Technological advancements facilitate process engineers to meet the challenges to a great extent. Continuously evolving industrial automation systems equipped with sophisticated instrumentation, PLCs, data acquisitions systems and real time process models have demonstrated enormous potential in achieving high quality consistently while optimizing resource utilization. As a result, now-a-day such automation systems became an integral part of the steel manufacturing. When steel remains in the casting ladle for an extended period from tapping to the end of casting at the continuous casting, a considerable amount of heat accumulates in the refractory lining, especially when the steel undergoes secondary metallurgy treatment in a ladle furnace. Knowledge of the amount of thermal energy stored in the ladle allows for better predictions of the steel temperature during the process. This has a potential to improve the quality of the steel. Effective use of the heat accumulated in the ladle lining, aimed at reducing thermal losses of liquid steel after the next tapping, requires optimization of the ladle's thermal regime. To determine the thermal behaviour of the ladle lining and to predict the temperature evolution of the steel, numerical methods for solving transient heat conduction were employed. These methods are based on spatial and temporal discretization of the temperature field. The simulations take into account both the heat accumulation within the lining and the dynamic effects of technological operations over time. The calculations were based on an implicit scheme, which ensures stable simulation even with extended time steps. Determining the change in steel temperature in the ladle during the technological stage from tapping into the casting ladle to the end of continuous casting enables the prediction of the steel temperature at the start of casting, or alternatively at the end of secondary metallurgy in the ladle furnace. This, in turn, allows for the optimization of the target temperature at the ladle furnace exit. The use of advanced numerical methods and models for controlling the thermal regime of the casting ladle thus represents a key tool for improving process efficiency, reducing production costs, and simultaneously contributing to the environmental sustainability of metallurgical operations. Artificial intelligence methods can also be employed to optimize the temperature field. The paper focuses on optimizing the thermal management of the casting ladle with the aim of minimizing heat losses of liquid steel throughout the entire technological process — from the melting unit, through ladle furnace treatment, to continuous casting.

Druh

J_ost - Ostatní články v recenzovaných periodicích

CEP obor

—

OECD FORD obor

20501 - Materials engineering

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Hutnické listy

ISSN

3029-8350

e-ISSN

—

Svazek periodika

78

Číslo periodika v rámci svazku

1

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

5

Strana od-do

29-33

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

—