ФОРМУВАННЯ ГАЗОМЕТАЛЕВОГО ПОТОКУ В УМОВАХ «ХІМІЧНОГО» ВАКУУМУ У СТАЛЕВИПУСКНОМУ КАНАЛІ

The results of laboratory research to determine the hydro-gas-dynamic patterns the formation of gas-metal flow at an tapping from an oxygen converter to steel ladle are given due to the injection of subsonic argon jets into the melt flow through nozzles located in the steel-tapping channel.Using the method of low-temperature simulation, determined the influence of design parameters of the proposed design of a two-chamber steel-tapping channel (length of the reaction zone, the number and location of gas nozzles) and gas consumption on the degree of organization and protection of the gas-liquid flow (GLF) when the gas blowing into the working space of the steel-tapping channel.Was obtained mathematical relation characterizing the mutual influence on the opening angle of the GLF between of the relative length of the "reaction zone" (x) and the gas flow rate through the nozzle. It is shown that when the length of the "reaction zone" decreases, an extremum occurs at lower gas consumption, and the value of "subcritical" gas consumption has a greater range. So, when the length of the "reaction zone" decreases, an extremum occurs at lower gas consumption, and the value of "subcritical" gas consumption has a greater range.The possibility of retaining the angle of disclosure of the gas-liquid flow (α) in the range of up to 5° with a relative length of the reaction zone of 0,75 has been proved. It is shown that with an increase of α from 1...3° to 10°, the efficiency of the protective action of argon (k) decreases from 0,99 to 0,72. At x = 0,75, the coefficient k is in the range of 0,89...0,99. It is established that when the critical gas flow is exceeded and x = 0,25, the value of α rises to an inadmissible 10...15°.The classification of the purges of the melt flow in the steel-tapping channel is proposed, depending on the angle of inclination of the gas jets relative to the axis of the last (γ) in accordance with which are allocated: the mode of "interruption" (γ > 78°), at which the gas jets unclosed, the formation of the gas-liquid flow does not occur; the mode of "closing" (0  78°), при якому газові струмені розімкнуті, формування газорідинного потоку не відбувається; режим «змикання» (0 < γ < 78°), при якому газові потоки об’єднані, формується газорідинний потік з розвиненою міжфазною поверхнею і високим ступенем організації, та режим «пробою» (γ = 0°), при якому подальше збільшення витрати газу, що перевищує критичну, призводить до пробою і руху газорідинного потоку у дисперсно-кільцевому режимі із зменшенням ступеня організації потоку

Academic team formation as evolving hypergraphs

This paper quantitatively explores the social and socio-semantic patterns of constitution of academic collaboration teams. To this end, we broadly underline two critical features of social networks of knowledge-based collaboration: first, they essentially consist of group-level interactions which call for team-centered approaches. Formally, this induces the use of hypergraphs and n-adic interactions, rather than traditional dyadic frameworks of interaction such as graphs, binding only pairs of agents. Second, we advocate the joint consideration of structural and semantic features, as collaborations are allegedly constrained by both of them. Considering these provisions, we propose a framework which principally enables us to empirically test a series of hypotheses related to academic team formation patterns. In particular, we exhibit and characterize the influence of an implicit group structure driving recurrent team formation processes. On the whole, innovative production does not appear to be correlated with more original teams, while a polarization appears between groups composed of experts only or non-experts only, altogether corresponding to collectives with a high rate of repeated interactions

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ВДУВАННЯ МАГНІЮ В ЧАВУН КРІЗЬ ФУРМИ РІЗНОЇ КОНСТРУКЦІЇ

The experimental prerequisites for improving the process of out-of-furnace treatment of cast iron by blowing in dispersed magnesium are established.Using the methods of cold physical modeling, the mechanism for the processing of cast iron with dispersed magnesium, which is blown into the foundry ladle through submersible tuyeres of various designs, has been investigated and the places of the preferential reactions have been established.As a result of cold modeling of the process of injecting magnesium into cast iron through tuyeres of various designs, a qualitative characteristic of the hydrodynamics of a liquid bath is given and the feasibility of using a blowing tuyere with an evaporator to introduce the modifier into the ladle is proved.For blowing dispersed magnesium into the foundry ladle, a blower tuyere design with an evaporator closed at the bottom end was proposed, on the vertical walls of which 24 holes of small diameter were made and the feasibility of using this design was proved.In order to clarify the features of the iron processing mechanism with dispersed magnesium in the casting buckets, a high-temperature experiment was conducted using a specially designed multi-purpose installationBased on the conducted high-temperature experiments, the possibility of controlling the process of cast iron processing in a foundry ladle with the provision of a calm process when using a tuyere with a cylindrical closed evaporator with a heat transfer graphite wall is shown.  heat transferred through the wall of the metal and adjustable injection into the volume of the last soo  sponding amounts of magnesium and the gaseous mixture of argon.During the injection of dispersed magnesium into cast iron, with an interval of 1-4 minu-tes, metal samples were taken using a special device.  Investigated the microstructure of samples, where there is the presence of inclusions of spherical graphite (up to 60 microns) in the form of individual clusters, especially in the central parts of the samples, which proves the possibility of obtaining high-strength nodular cast iron for the production of high quality castings.Установлены экспериментальные предпосылки совершенствования процесса внепечной обработки чугуна вдуванием диспергированного магния.С использованием методик холодного физического моделирования исследован механизм обработки чугуна диспергированным магнием, который вдувается в литейный ковш через погружные фурмы различной конструкции и установлены места преимущественного протекания реакций.В результате холодного моделирования процесса вдувания магния в чугун через фурмы различной конструкции дана качественная характеристика гидродинамики жидкой ванны и доказана целесообразность использования продувочной фурмы с испарителем для ввода модификатора в ковш.Для вдувания диспергированного магния в литейный ковш предложена конструкция продувочной фурмы с испарителем, закрытым с нижнего торца, на вертикальных стенках которого сделано 24 отверстия небольшого диаметра и доказана целесообразность использования этой конструкции.Для выяснения особенностей механизма обработки чугуна диспергированным магнием в литейных ковшах проведен высокотемпературный эксперимент с использованием специально созданной многоцелевой установки.На основе проведенных высокотемпературных экспериментов показана возможность управления процессом обработки чугуна в литейном ковше с обеспечением спокойного характера протекания процесса при использовании фурмы с цилиндрическим закрытым испарителем с теплопередающей графитовой стенкой, что позволяет предотвратить непосредственное взаимодействие диспергированного магния с чугуном и обеспечить переход магния в парообразное состояние с счет передаваемого через стенку тепла металла и регулируемое вдувание в объем последнего соответствующего количества газовой смеси магния и аргона.В ходе вдувания диспергированного магния в чугун, с интервалом 1-4 мин, отоб-раны пробы металла с помощью специального устройства. Исследовано микроструктуру образцов, где наблюдается наличие включений шаровидного графита (до 60 мкм) в виде отдельных скоплений, особенно в центральных частях проб, что доказывает возможность получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом для производства отливок повышенного качества.Встановлені експериментальні передумови вдосконалення процесу позапічної обробки чавуну вдуванням диспергованого магнію.З використанням методик холодного фізичного моделювання досліджено механізм обробки чавуну диспергованим магнієм, що вдувається в ливарний ківш через заглибні фурми різної конструкції та встановлено місця переважного протікання реакцій.В результаті холодного моделювання процесу вдування магнію в чавун через фурми різної конструкції дана якісна характеристика гідродинаміки рідкої ванни та доведена доцільність використання продувної фурми з випарником для введення модифікатора в ківш.Для вдування диспергованого магнію в ливарний ківш запропонована конструкція продувної фурми з випарником, закритим з нижнього торця, на вертикальних стінках якого зроблено 24 отвори невеликого діаметра та доведена доцільність використання цієї конструкції.Для з’ясування особливостей механізму обробки чавуну диспергованим магнієм в ливарних ковшах проведено високотемпературний експеримент з використанням спеціально створеної багатоцільової установки.На основі проведених високотемпературних експериментів показана можливість управління процесом обробки чавуну в ливарному ковші із забезпеченням спокійного характеру протікання процесу при використанні фурми з циліндричним закритим випарником з теплопередавальною графітовою стінкою, що дозволяє запобігти безпосередній взаємодії диспергованого магнію з чавуном та забезпечити перехід магнію в пароподібний стан за рахунок переданого через стінку тепла металу і регульоване вдування в об’єм останнього відповідної кількості газової суміші магнію і аргону.В ході вдування диспергованого магнію в чавун, з інтервалом 1–4 хв, відібрані проби металу за допомогою спеціального пристрою. Досліджено мікроструктуру зразків, де спостерігається наявність включень кулястого графіту (до 60 мкм) у вигляді окремих скупчень, особливо в центральних частинах проб, що доводить можливість отримання високоміцного чавуну з кулястим графітом для виробництва виливків підвищеної якості

ФОРМУВАННЯ ГАЗОМЕТАЛЕВОГО ПОТОКУ В УМОВАХ «ХІМІЧНОГО» ВАКУУМУ У СТАЛЕВИПУСКНОМУ КАНАЛІ

The results of laboratory research to determine the hydro-gas-dynamic patterns the formation of gas-metal flow at an tapping from an oxygen converter to steel ladle are given due to the injection of subsonic argon jets into the melt flow through nozzles located in the steel-tapping channel.Using the method of low-temperature simulation, determined the influence of design parameters of the proposed design of a two-chamber steel-tapping channel (length of the reaction zone, the number and location of gas nozzles) and gas consumption on the degree of organization and protection of the gas-liquid flow (GLF) when the gas blowing into the working space of the steel-tapping channel.Was obtained mathematical relation characterizing the mutual influence on the opening angle of the GLF between of the relative length of the "reaction zone" (x) and the gas flow rate through the nozzle. It is shown that when the length of the "reaction zone" decreases, an extremum occurs at lower gas consumption, and the value of "subcritical" gas consumption has a greater range. So, when the length of the "reaction zone" decreases, an extremum occurs at lower gas consumption, and the value of "subcritical" gas consumption has a greater range.The possibility of retaining the angle of disclosure of the gas-liquid flow (α) in the range of up to 5° with a relative length of the reaction zone of 0,75 has been proved. It is shown that with an increase of α from 1...3° to 10°, the efficiency of the protective action of argon (k) decreases from 0,99 to 0,72. At x = 0,75, the coefficient k is in the range of 0,89...0,99. It is established that when the critical gas flow is exceeded and x = 0,25, the value of α rises to an inadmissible 10...15°.The classification of the purges of the melt flow in the steel-tapping channel is proposed, depending on the angle of inclination of the gas jets relative to the axis of the last (γ) in accordance with which are allocated: the mode of "interruption" (γ &gt; 78°), at which the gas jets unclosed, the formation of the gas-liquid flow does not occur; the mode of "closing" (0 &lt;γ &lt;78°), in which gas flows are combined, a gas-liquid flow with a developed interfacial surface and a high degree of organization is formed, and the mode of "breakdown" (γ = 0°), at which a further increase of gas flow rate exceeding the critical one leads to breakdown and movement of the gas-liquid flow in dispersion-ring mode with a decrease in the degree of organization of the flow.Приведены результаты лабораторных исследований по определению гидрогазодинамических закономерностей формирования газометаллического потока на выпуске из кислородного конвертера в стальковш за счет вдувания в поток расплава дозвуковых струй аргона через расположенные в сталевыпускном канале сопла. Определено влияние конструктивных параметров предложенной конструкции двухкамерного сталевыпускного канала и расхода газа на степень организации и защиты газожидкостного потока (ГЖП) при вдувании газа в рабочее пространство канала. Получена математическая зависимость, характеризующая взаимное влияние относительной длины «реакционной зоны» (х) и расхода газа через сопло на угол раскрытия ГЖП. Показано, что при х = 0,25 и удельном расходе газа 0,05 м3/мин. на одно сопло в канале формируется газожидкостный поток с углом раскрытия α = 3°, а при х = 0,75 существует возможность для повышения расхода газа в два раза с сохранением показателей степени организации ГЖП с развитой межфазной поверхностью. Доказана возможность удержания угла раскрытия газожидкостного потока в пределах до 5° при относительной длине реакционной зоны 0,75. Показано, что увеличение значений α приводит к уменьшению эффективности защитного действия аргона. Предложена классификация режимов продувки потока расплава в сталевыпускном канале в зависимости от угла наклона газовых струй относительно оси последнего.Наведено результати дослідження гідрогазодинамічних закономірностей формування газометалевого потоку на випуску з кисневого конвертера у стальківш за рахунок вдування у потік розплаву дозвукових струменів аргону крізь сопла, розташовані у сталевипускному каналі.З використанням методики низькотемпературного моделювання визначено вплив конструктивних параметрів запропонованої конструкції двокамерного сталевипускного каналу (довжини «реакційної зони», кількості і місця розташування газових сопел) і витрати газу на ступені організації і захисту газорідинного потоку (ГРП) при вдуванні газу у робочий простір сталевипускного каналу.Отримано математичну залежність, що характеризує взаємний вплив відносної довжини «реакційної зони» (х) і витрат газу крізь сопло на кут розкриття ГРП. Показано, що при зменшенні довжини «реакційної зони» екстремум настає при менших витратах газу, а значення «докритичної» витрати газу мають більший діапазон. Так, при х = 0,25 і питомій витраті газу у 0,05 м3/хв. на одне сопло формується газорідинний потік з кутом розкриття α = 3°, а при х = 0,75 є можливість для підвищення витрат газу вдвічі зі збереженням показників ступеня організації ГРП з розвиненою міжфазною поверхнею.Доведено можливість утримання кута розкриття газорідинного потоку (α) у межах до 5° при відносній довжині реакційної зони 0,75. Показано, що при збільшенні α з 1…3° до 10° коефіцієнт ефективності захисної дії аргону (к) знижується з 0,99 до 0,72. При х = 0,75 коефіцієнт к знаходиться у діапазоні 0,89…0,99. Встановлено, що при перевищенні критичної витрати газу та х = 0,25 величина α підвищується до недопустимих 10…15°.Запропоновано класифікацію режимів продувки потоку розплаву у сталевипускному каналі у залежності від кута нахилу газових струменів відносно осі останнього (γ), у відповідності з якою виділено: режим «розімкнення» (γ &gt; 78°), при якому газові струмені розімкнуті, формування газорідинного потоку не відбувається; режим «змикання» (0 &lt; γ &lt; 78°), при якому газові потоки об’єднані, формується газорідинний потік з розвиненою міжфазною поверхнею і високим ступенем організації, та режим «пробою» (γ = 0°), при якому подальше збільшення витрати газу, що перевищує критичну, призводить до пробою і руху газорідинного потоку у дисперсно-кільцевому режимі із зменшенням ступеня організації потоку