Verhoging van de raffinage efficiëntie en vuurvaste levensduur van AOD roestvrij staalproductie door een multifysisch model te ontwikkelen

De uitdaging van het argon-zuurstofontkolingsproces (AOD) voor de productie van roestvrij staal is het efficiënt verwijderen van koolstof zonder significante hoeveelheden waardevol chroom te oxideren. In AOD-reactoren wordt via tuyeres lucht in vloeibaar staal geïnjecteerd, waarbij het geïnjecteerde O oxidereactieproducten zal vormen, zoals CO, CO2 en Cr2O3. De mengefficiëntie, het gas-vloeistofcontactoppervlak en de thermodynamische evenwichten bepalen de snelheid waarmee de reactieproducten worden gevormd. Elk van deze kan gelijktijdig worden beïnvloed door verschillende procesomstandigheden en parameters. Het hoofddoel van dit doctoraat is het verkrijgen van uitgebreide inzichten in de efficiëntie van koolstofverwijdering, de vuurvaste slijtage rond de blaasmonden en de parameters die hierop een invloed hebben. Deze kennis is nodig om de ontkolingsefficiëntie in het AOD-proces te voorspellen. Dit doel zou worden bereikt door de ontwikkeling van een simulatietool die meerfasige stromingssimulaties koppelt aan thermodynamische berekeningen. Om de tool voor industriële toepassing te valideren, zal deze worden vergeleken met het gedrag in de echte AOD-reactor door middel van bemonstering en monitoring van procesparameters. Het uiteindelijke doel is om de simulatietool toe te passen om de optimale gasblaasschema's in de AOD te ontwerpen voor verschillende staalsoorten, waarbij een balans wordt gevonden tussen hoge productiesnelheid en lage vuurvaste slijtage. Dit project kan vervolgens de weg vrijmaken voor de ontwikkeling van een softwarepakket voor eindgebruikers dat een digitale tweeling van de AOD vertegenwoordigt, waarmee het effect van de procesparameters op de ontkolingsefficiëntie en vuurvaste slijtage kan worden voorspeld voor elke roestvrij staalsoort.