Числовий аналіз фізичних полів процесу графітування електродних заготовок в печі Кастнера

Автор(и)

  • Anton Karvatskii Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-2421-4700
  • Serhii Leleka Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-4372-9454
  • Anatoliy Pedchenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-5065-5003
  • Taras Lazariev Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0001-8260-1683

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.83191

Ключові слова:

графітування, електродні заготовки, газифікація, теплоелектричний стан, піч прямого нагріву

Анотація

За допомогою числової моделі, розробленої на основі запропонованих фізичної та математичної моделей, виконано моделювання теплоелектричного стану печі Кастнера в процесі графітування електродних заготовок. Верифікація числової моделі показала, що відмінність в температурних полях між даними числового аналізу та фізичного експерименту з урахуванням впливу газифікації не перевищує 4 % в інтервалі температур до 1600 °С

Біографії авторів

Anton Karvatskii, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування

Serhii Leleka, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, науковий співробітник

Науково-дослідний центр «Ресурсозберігаючі технології»

Anatoliy Pedchenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Аспірант

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування

Taras Lazariev, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, науковий співробітник

Науково-дослідний центр «Ресурсозберігаючі технології»

Посилання

  1. Lee, S.-M., Kang, D.-S., Roh, J.-S. (2015). Bulk graphite: materials and manufacturing process. Carbon Letters, 16 (3), 135–146. doi: 10.5714/cl.2015.16.3.135
  2. Fialkov, A. (2008). Processes and equipment for production of powdered carbon materials. Moscow: Aspect Press, 687.
  3. Kuznetsov, D., Fokin, V. (2001) The graphitization process of carbon materials. Modern research methods: monograph. Novocherkassk: PSRSPU, 132.
  4. Kutuzov, S. V., Buryak, V. V., Derkach, V. V., Panov, E. N., Karvatskii, A. Y., Vasil’chenko, G. N. et. al. (2014). Making the Heat-Insulating Charge of Acheson Graphitization Furnaces More Efficient. Refractories and Industrial Ceramics, 55 (1), 15–16. doi: 10.1007/s11148-014-9648-5
  5. Znamerovskij, V. (1994). Mathematical modelling of the graphitization process. Moscow: Metallurgija, 64.
  6. Yarymbash, D. (2012). Identification of the electrical parameters of the circuit loop of powerful graphitization furnaces. Electronics & electrical engineering, 1, 49–54.
  7. Yarymbash, D. S., Oleinikov, A. M. (2015). On specific features of modeling electromagnetic field in the connection area of side busbar packages to graphitization furnace current leads. Russian Electrical Engineering, 86 (2), 86–92. doi: 10.3103/s1068371215020121
  8. Yarymbash, D., Oleinikov, A. (2013). Energy analysis of the structure of the end joints of lateral tire packages and current leads of graphitization furnaces. Electronics & electrical engineering, 2, 26–34.
  9. Pieklo, J., Maj, M. (2015). Analysis of the state of stress in the connection of graphite electrodes. Archives of foundry engineering, 15 (1), 85–88.
  10. Li, Y. G., Hu, Y. D., Wu, L. Y., Yu, C. L. (2012). Numerical Simulation Analysis on Lengthwise Graphitization Furnace Co-Production Silicon Carbide. Advanced Materials Research, 557-559, 835–838. doi: 10.4028/www.scientific.net/amr.557-559.835
  11. Shen, C., Zhang, M., Li, X. (2015). Numerical study on the heat recovery and cooling effect by built-in pipes in a graphitization furnace. Applied Thermal Engineering, 90, 1021–1031. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2015.04.036
  12. Belenchenko, V. (2009). Simulation of physical and chemical processes of high-temperature processing of carbon products in Acheson’s furnaces. Solid Fuel Chemistry, 1, 51–57.
  13. Higman, C., van der Burgt, M. (2008). Gasification. London: Elsevier Science & Technology Books, 456.
  14. Basu, P. (2010). Biomass gasification and pyrolysis: practical design and theory. London, New York: Published by Elsevier Inc., 365. doi: 10.1016/b978-0-12-374988-8.00001-5
  15. Karvatskii, A., Shilovich, I., Kutuzov, S. et. al. (2008) Estimated study the implementation of the direct graphitization process on PJSC "Ukrgrafit". Herald of NTUU “KPI”. Chemical engineering, ecology and resource saving, 1 (1), 42–46.
  16. Arutjunjan, R. (2014). Integral Equations of the Stefan Problem and Their Application in Modeling of Thawing Soil. Science and Education of the Bauman MSTU, 15 (10), 419–437. doi: 10.7463/1015.0814769
  17. Zenkevych, O. (1975). Finite element method in engineering. Moscow: Myr, 543.
  18. Kalitkin, N. (2011). Numerical methods: tutorial. BHV-Petersburg, 586.
  19. Karvatskii, A., Pedchenko, A. (2014). Solution of the problem of nonlinear non-stationary heat conductivity by finite element method. Journal of Azov State Technical University. Series: Technical science, 32, 205–214.
  20. A three-dimensional finite element mesh generator with built-in pre- and post-processing facilities. Available at: http://geuz.org/gmsh/
  21. Urazlina, O. Y., Churilin, V. I., Panov, E. N., Vasil’chenko, G. N., Karvatskii, A. Y. (2005). Efficiency Analysis of the Use of Highly Graphitized Bottom Blocks in 156 – 160 kA Aluminum Electrolyzers. Refractories and Industrial Ceramics, 46 (2), 93–97. doi: 10.1007/s11148-005-0059-5
  22. Leleka, S., Lazariev, T., Pedchenko, А., Shvachko, D. (2015). The study of uneven temperature field in billet electrodes during their graphitization in the Castner furnace. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (78)), 28–32. doi: 10.15587/1729-4061.2015.56642

##submission.downloads##

Опубліковано

2016-12-27

Як цитувати

Karvatskii, A., Leleka, S., Pedchenko, A., & Lazariev, T. (2016). Числовий аналіз фізичних полів процесу графітування електродних заготовок в печі Кастнера. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5 (84), 19–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.83191

Номер

Том 6 № 5 (84) (2016): Прикладна фізика. Матеріалознавство

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2016 Anton Karvatskii, Serhii Leleka, Anatoliy Pedchenko, Taras Lazariev

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.