ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІ ВОДООХОЛОДЖУВАНІ ЕЛЕМЕНТИ ДУГОВИХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНИХ ПЕЧЕЙ ЛИВАРНОГО КЛАСУ

Автор(и)

  • Сергій Тімошенко
  • Михайло Губинський

DOI:

https://doi.org/10.34185/1991-7848.2021.01.13

Ключові слова:

електродугова піч ливарного класу, водоохолоджувані елементи, енергоефективність

Анотація

Аналіз останніх досліджень та публікацій. Низька енергоефективність сталеплавильних електродугових печей класу ливарного класу (ДСП) головним чином обумовлена втратами тепла у масивних вогнетривких футеровках під час вимушеного простою. Трансформатор малої потужності не дозволяє в умовах класичної технології застосовувати традиційні елементи з водяним охолодженням, щоб частково замінити футеровку, що обумовлює збільшення витрат вогнетривких матеріалів. Відомі математичні моделі тепло- та масопереносу в робочому просторі ДСП не приділяють достатньої уваги особливостям теплового стану і втратам енергії у водоохолоджуваних елементах, коли мова йде про печі ливарного класу.
Мета. Робота спрямована на підвищення енергоефективності та економії вогнетривів у ДСП ливарного класу за рахунок покращення конструкції водоохолоджуваних елементів.
Метод. Робота заснована на чисельному моделюванні теплообміну випромінюванням у робочому просторі ДСП і теплового стану водоохолоджуваних елементів просторової структури.
Результати досліджень. На основі досліджень радіаційного теплообміну було отримано рівняння множинної регресії для потужності теплових втрат з охолоджуваною водою, що враховує потужність печі, коефіцієнт форми сталеплавильної ванни (відношення діаметра до глибини), тривалість технологічного періоду нагріву й усереднюючий коефіцієнт теплового потоку через робочу поверхню водоохолоджуваного елемента. Для традиційних однорядних, дворядних і складних трирядних панелей коефіцієнт усереднення становить 0,82, 0,67 і 0,61 відповідно.
Практичне значення. Розроблено трирядні водоохолоджувані стінові панелі з просторовою структурою, що забезпечує зниження теплових втрат з охолоджуваною водою на 14% у порівнянні з дворядними і на 40% у порівнянні з традиційними однорядними панелями з щільною структурою. Отримано оцінку оптимальної відносної охолоджуваної поверхні робочого простору ДСП 3-12 т, що забезпечує економію вогнетриву до 25-30% за рахунок встановлення трирядних водоохолоджуваних панелей.

Посилання

Biswas, S., Peaslee, K., Lekakh, S. (2012). Melting energy efficiency in steel foundries. AFS Transactions 2012 © American Foundry Society, Schaumburg, Il. USA, 449-456.

Mironov, Yu.M., Petrov, V.G. (2010). Thermal losses and power efficiency of arc steelmaking furnaces. Metally (Russian Metallurgy), 12, 1141-1144.

Toulouevski, Yu., Zinurov, I. (2010) Innovation in Electric Arc Furnaces. Scientific Basis for Selection. Berlin (Germany): Springer-Verlag. 258 p.

Timoshenko, S..M., Doroshenko, A..V., Dyadkov, B.P., Tischenko, P.I., Onischenko, S.P. (2018). Energoeffektivnyye resheniya pri modernizatsii malotonnazhnykh dugovykh staleplavil'nykh pechey liteynogo klassa (Energy-efficient solutions for the modernization of low-tonnage arc furnaces of foundry class). Metall i lyt’e Ukrayny (Metal and casting of Ukraine), 3-4, 34-40.

Logar, V., Dovžan, D., Škrjanc, I. (2012). Modeling and validation of an electric arc furnace. ISIJ International, vol. 52, 3, 402-423.

Gruber, J-C., Echterhof, T., Pfeifer, H. (2016). Investigation on the Influence of the Arc Region on Heat and Mass Transport in an EAF Freeboard using Numerical Modeling. Steel research international, vol. 87, no.1, 15–28. DOI: 10.1002/srin.201400513.

Timoshenko, S.N. (2016). Computer modeling bath geometry to improve energy efficiency of electric arc furnace. System Technologies. Regional interuniversity collection of scientific works. Dnipro: NMetAU-IVK Systemni tekhnolohiyi, 3, 33-39.

Patent US 5772430. F27D 9/00. M. Pavlicevic, G. Gensini, A. Poloni, R. Sellan (1996). Cooling device with panels for electric arc furnaces. Danieli &Co Off. Mec., Spa (Italy).

Kruger, K., Ehrbar, A., Timm, K. (1998). Schlackenanbackungen und thermische Verluste eines Drehstrofens. Stahl und Eisen, 9 (118), 63-67.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-03-28