A slag optimization model is the first objective of this thesis. The importance of slag has been very well understood by the steelmaking industry to produce cost effective, quality steel, where the slag phase has become an essential part of steel making process. The composition and properties of slag play an important role in protecting furnace refractories. The research focused on the development of a slag model to have optimum slag saturated with MgO for better refractory life. A computer model was developed to calculate minimum MgO required during the ladle refining process. The effect of the desulfurization process on optical basicity and MgO requirement is discussed. The plant data at Arcelormittal Contrecoeur West were used to compare the results generated by the model for usage of MgO and CaO. The application of the slag model at the ladle metallurgical facility can increase the life of the refractory and can result in reduced usage of additives to generate sufficient MgO and CaO. The second objective of the thesis is to increase the casting throughput of a continuous caster to improve the factory throughput. An experimental investigation of heat flow during the production of steel billets was undertaken. This research measured the cooling rate of the molten steel at the casting facility by systematic measurement of the steel temperature at several points during the casting process by the use of a pyrometer. A 2D steady state heat transfer simulation model was developed to produce data on temperature and phase distributions for different casting rates. The model data for billet surface temperatures were compared to measured surface temperatures. The comparison between measured and calculated surface temperatures was reasonable and the two sets of data were within ± 30-40 °C. The model data can be used to predict optimum casting speed based on the liquid well closure position and its corresponding surface temperature. This predicted parameter can be monitored by using sensors, and the casting rate can be controlled through a feedback system. / Un modèle d'optimisation de laitier est le premier objectif de cette thèse. L'importance de laitier dans la qualité et la rentabilité de l'acier a été très bien comprise par l'industrie sidérurgique. En effet, la phase de laitier est devenue une partie essentielle du processus de production d'acier. La composition et les propriétés du laitier jouent un rôle important dans la protection des réfractaires de four. La recherche s'est portée sur le développement d'un modèle de laitier afin d'avoir le laitier optimal, saturé en MgO, pour allonger la vie de réfractaire. Un modèle informatique a été développé pour calculer la quantité de MgO minimale requise lors du processus de l'affinage en poche. L'effet de la désulfuration sur la basicité optique et l'exigence de MgO est discuté. Les données de l'usine Arcelormittal Contrecoeur-Ouest ont été utilisées pour comparer les résultats générés par le modèle pour l'utilisation de MgO et CaO. L'application du modèle de laitier dans l'installation de métallurgie en poche peut augmenter la durée de vie du réfractaire et peut réduire la quantité d'additifs utilisée pour générer suffisamment de MgO et de CaO.Le deuxième objectif de la thèse est d'augmenter le débit de coulée d'une machine de coulée continue afin d'améliorer la capacité de production de l'usine. Une étude expérimentale du flux de chaleur lors de la production de billettes d'acier a été entreprise. Cette recherche a mesuré la vitesse de refroidissement de l'acier en fusion dans l'installation de coulée par la mesure systématique de la température de l'acier à travers un pyromètre sur plusieurs points pendant le processus de coulée. Un modèle de simulation à 2D de transfert de chaleur à l'état d'équilibre thermique a été développé pour produire des données sur la répartition de la température de phase à des vitesses de coulée différentes. Les données de modèle concernant la température de surface de la billette a été comparée à la température de surface mesurée. La comparaison entre les températures de surface mesurées et calculées était raisonnable et les deux ensembles de données ont été à l'intérieur de ± 30-40 ° C. Les données modèles peuvent être utilisées pour prédire la vitesse de coulée optimale en fonction de la position de fermeture du puits et sa température de surface correspondante. Ce paramètre prédit peut être suivi en utilisant des capteurs et la vitesse de coulée peut être contrôlée par un système de rétroaction.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.117152 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Bathy Vodeyar Math, Kailash |
| Contributors | Vincent Thomson (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Mechanical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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