Projekt Beschreibung

Titel: Impuls-, Wärme- und Stofftransport bei der Argon-ESU-Raffination am Beispiel von Titan
Projekt Art: No information
Förderer: DFG
Laufzeit: 01.01.2004 - 31.12.2005
Partner Liste: IOB RWTH Aachen-Deutschland


Beschreibung:

Das Gesamtziel dieses Forschungsvorhabens ist die Erweiterung des Verständnisses des Ar-ESU-Prozesses durch die mathematische Modellierung und Simulation sowie die experimentelle Untersuchung des Impuls-, Wärme- und Stofftransportes beim ESU-Verfahren. Zur Beschreibung des Abschmelzverhaltens der Elektrode, der Wechselwirkung zwischen Metall und Schlacke und des Erstarrungsvorgangs wird ein Modell gebildet, das mit dem kommerziellen CFD-Programm FLUENT numerisch gelöst wird. Dieses Modell ermöglicht detaillierte Kenntnis des Strömungsverhaltens der Salzschlacke und der Titanschmelze unter zusätzlicher Berücksichtigung externer Effekte, wie z. B. der induktiven Rührwirkung durch die Stromzuführungen. Es lässt u. a. Aussagen zu, ob nichtmetallische Einschlüsse von der Schlacke aufgenommen werden, ohne sich wieder im Metallbad abzusetzen, wie hoch die durchschnittliche Verweilzeit der Metalltropfen im Schlackenbad ist, und unter welchen Bedingungen optimales, d. h. über den Querschnitt gleichmäßiges Abschmelzverhalten der Elektrode erreicht werden kann. Diese Aussagen können u. a. für die Optimierung aktueller Prozesssteuerungen an ESU-Anlagen eingesetzt werden. Exemplarisch soll die Raffination von Titanschrotten unter Argonschutzgas untersucht werden, da bei diesem Prozess neben den physikalischen Effekten innerhalb des Systems Elektrode-Schlacke-Metallbad auch chemische Reaktionen zwischen Metall und Schlacke ablaufen, die zusätzliche Effekte verursachen.



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