Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Электротехнология

Диссертационная работа:

Петров Владимир Геннадьевич. Исследование закономерностей тепловых режимов дуговых сталеплавильных печей литейного класса : Дис. ... канд. техн. наук : 05.09.10 : Чебоксары, 2005 140 c. РГБ ОД, 61:05-5/3479

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ТЕПЛОВАЯ РАБОТА ДСП ЛИТЕЙНОГО КЛАССА 8

1.1. Современное состояние развития дуговых сталеплавильных печей 8

1.2. Особенности энергетики ДСП, энергетические балансы, методы анализа и
оптимизации режимов 11

  1. Простои в ДСП 15

  2. Тепловые исследования ДСП 20

  3. Исследования КПД дуг ДСП 26

  4. Задачи исследований 27

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ДСП 30

  1. Методика тепловых экспериментов на ДСП-6 30

  2. Математические модели теплообмена в ДСП 34

3. АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ФУТЕРОВКИ ДСП В КВАЗИСТЛЦИОНАРНОИ
ПЛАВКЕ 45

  1. Температура отдельных точек футеровки 45

  2. Температурные поля в футеровке 48

  3. Тепловые потоки в футеровке 55

  4. Тепловые слои футеровки 59

  5. Волновые процессы в футеровке ДСП 62

  6. Исследование изменения энтальпии футеровки 67

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДУГИ И ФУТЕРОВКИ ДСП 75

  1. Математическая модель теплообмена дуг, футеровки ДСП и окружающей среды 75

  2. Исследование тепловых потерь ДСП 87

  3. Рабочие характеристики ДСП 93

5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХОЛОДНЫХ И ГОРЯЧИХ ПРОСТОЕВ НА
ЭНЕРГЕТИКУ ДСП ЛИТЕЙНОГО КЛАССА 108

  1. Температура отдельных точек футеровки 108

  2. Температурные поля футеровки в длительный простой 112

  3. Энтальпия футеровки в простоях 114

  4. Анализ энергетических ущербов ДСП 117

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 126

ПРИЛОЖЕНИЯ 134

Введение к работе:

Актуальность проблемы. Дуговая сталеплавильная печь (ДСП) является одним из основных агрегатов для производства жидкого металла. В последние 50-60 лет наблюдается большой прогресс в области электропечной металлургии. Развитие печей происходит, в основном, за счет создания большегрузных печей сверхвысокой мощности для металлургического производства. Отличительной их особенностью является наличие в футеровке стен и свода водоохлаждаемых элементов футеровки. Однако печам литейного класса (емкостью 3-40 т, сливающим в заливочный ковш) с керамической футеровкой уделяется недостаточное внимание. Массовое их распространение и использование требует уточненного подхода к анализу энергетических характеристик с целью оптимизации процесса производства металла и снижения энергопотребления.

Исследования тепловой работы ДСП проводились В.Е Швабе, СИ Тельным, Н.В. Окороковым, А.Н. Соколовым, В.Д. Смоляренко, Л.Е. Никольским, Ю.Н. Тулуевским, А.В. Егоровым, И.И. Игнатовым, А.Н. Макаровым и др., однако вопросы эффективной работы ДСП литейного класса изучены недостаточно полно. Главным атрибутом литейной печи является керамическая футеровка, которая характеризует основные отличия и особенности по сравнению с мощными и сверхмощными большегрузными печами.

Основным инструментом анализа эффективности работы ДСП является энергетический баланс. При составлении энергетического баланса ДСП потерями на изменение энтальпии футеровки пренебрегают. В то же время при составлении энергетического баланса за отдельные периоды плавки необходимым является не только учет тепловых потерь, но и потерь на изменение энтальпии футеровки, учет подогрева шихты теплом футеровки.

ДСП являются периодическим агрегатами, следовательно, неизбежны энергетические потери вследствие простоев, в большей мере выраженных на литейных печах. Устоявшееся мнение о необходимости отключения печей в периоды максимума нагрузки не подкреплено исследованиями потерь энтальпии футеровки, а в некоторых случаях и потерь энтальпии жидкого металла.

Распространенным методом оптимизации режимов является метод рабочих характеристик, которому присущ существенный недостаток - допущение о независимости тепловых потерь от режима печи, что не соответствует действительности на литейных печах. В качестве тепловых потерь в футеровку необходимо учитывать тепловые потери на изменение энтальпии и тепловые потери с поверхности футеровки.

В математических моделях теплообмена в ДСП указанных выше авторов не рассмотрены вопросы анализа теплообмена между дугами и футеровкой с учетом теплопередачи через футеровку.

-5-Таким образом, вопросы тепловой работы футеровки литейных печей, её влияние на тепловые потери и энергетическую эффективность изучены недостаточно полно.

Цель работы: исследование особенностей тепловой работы литейных печей в ходе плавок, при простоях и анализ их влияния на энергетические характеристики для оптимизации работы ДСП.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Результаты экспериментальных исследований трехмерных тепловых полей футеровки ДСП в различные периоды плавки и во время простоев, которые позволили получить характер изменения энтальпии футеровки ДСП и её влияние на энергетику и технологию плавки.

  2. Методика расчета безвозвратных тепловых потерь через футеровку ДСП.

  3. Математическая модель теплообмена в ДСП между дугами, футеровкой и окружающей средой, на базе которой построены рабочие характеристики с учетом зависимости тепловых потерь от тока.

  4. Энергетические ущербы ДСП в холодных и горячих простоях.

Научная новизна.

  1. Впервые экспериментально были получены трехмерные поля температур и тепловых потоков в течение плавок и в простоях, позволяющие анализировать закономерности тепловой работы ДСП литейного класса.

  2. Введены понятия динамического слоя с переменным тепловым полем в ходе плавки и квазистатического слоя, изменение теплового поля в котором в течение плавки незначительно.

  3. На базе экспериментальных исследований впервые количественно определены характеристики волновых тепловых процессов в футеровке ДСП.

  4. Разработана математическая модель теплообмена в ДСП между дугами, футеровкой и окружающей средой путем сопряжения задачи тепловых потоков рабочего пространства и теплопередачи через футеровку. На базе методики получена зависимость тепловых потерь дуг от тока, что позволило построить рабочие характеристики с учетом зависимости мощности тепловых потерь от тока.

  5. Из анализа изменения энтальпии футеровки во время технологических и длительных простоев предложена методика определения энергетических ущербов в простоях различной длительности.

-6-Методы исследований и достоверность результатов. Экспериментальные исследования проводились современными методами с анализом метрологических погрешностей. При обработке результатов экспериментальных изысканий и в теоретических исследованиях широко применялись современные математические методы в сочетании с компьютерными технологиями. Достоверность полученных результатов определялась параллельными расчётами различными методами и сравнением результатов расчёта с экспериментальными данными.

Практическая ценность.

  1. Совершенствование методик расчета ДСП литейного класса для определения их параметров и оптимизации режимов.

  2. Анализ путей и методов снижения энергетических потерь при производственных процессах в ДСП по различным технологическим вариантам.

Использование результатов работы.

  1. Результаты работы использованы ООО «Промтрактор-Промлит» при разработке рекомендаций по оптимизации режимов работы дуговых печей ДСП-6, которые позволили увеличить часовую производительность от 0,6 до 0,7 т/ч и снизить удельный расход электроэнергии от 94 до 108 кВт-ч/т.

  2. Предложена методика анализа организационных мероприятий с целью минимизации энергетических ущербов.

  3. По результатам работы усовершенствованы методики курсового и дипломного проектирования по специальности 640605 «Электротехнологические установки и системы» на кафедре Автоматизированных электротехнологических установок и систем Федерального государственного учреждения высшего профессионального образования «Чувашского государственного университета имени И.Н. Ульянова».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались на Итоговых конференциях ЧГУ, на Международной научно-технической конференции «Проблемы энергосбережения, теплообмена в электротермических механизмах и факельных печах» (Тверь, 2001), на Поволжской научно-практической конференции «Электротехника и энергетика Поволжья на рубеже тысячелетий» (Чебоксары, 2001), 1-ой конференции молодых специалистов Чувашской республики (Чебоксары, 2003), VI-ой международной конференции "Электромеханика, электротехнологии и электроматериаловедение", МКЭЭЭ-2004 (Алушта, 2004 г.).

Публикации. Результаты работы отражены в 8 печатных трудах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти основных глав, заключения, приложения, выполнена на 140-а страницах, содержит 68 рисунков, 15 таблиц, перечня литературы из 133 наименований.

-8-1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ТЕПЛОВАЯ РАБОТА ДСП ЛИТЕЙНОГО КЛАССА

Подобные работы
Чернядьев Игорь Никитич
Исследование некоторых классов органических соединений элементов 6А группы в качестве ингибиторов кислотной коррозии железа и сталей
Песин Андрей Маркович
Разработка и исследование оптимальных на классе адаптивных поисковых алгоритмов в условиях коррелированных помех
Кренгель Евгений Ильич
Исследование и разработка новых классов псевдослучайных последовательностей и устройств их генерации для систем с кодовым разделением каналов
Шевченко Ольга Васильевна
Разработка и исследование средств анализа одного класса спутниковых систем наблюдения
Темнюк Игорь Дмитриевич
Исследование кинематики поворота трактора класса 1,4 с прицепом, имеющим активный ведущий мост, в условиях Амурской области
Широкова Зинаида Георгиевна
Разработка компьютерных методов исследования систем автоматического управления в классе систем со случайными параметрами
Сенников Вячеслав Анатольевич
Исследование эффективности использования колесного трактора класса 1,4 в технологии транспортных работ
Минаков Сергей Владимирович
Структурное моделирование в классе задач о назначении и исследование генетического метода решения
Таласов Бедер
Исследование, имитационное моделирование и оптимизация одного класса дискретных технологических процессов
Яценко Сергей Викторович
Исследование тягово-сцепных свойств колесного трактора класса 1,4 с корректором сцепного веса в условиях Амурской области

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net