(untitled) (Сучасні Проблеми Металургії, 2021)
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.