ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАГРЕВА СТАЛИ И ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ОКАЛИНЫ С ЦЕЛЬЮ ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА И МЕТАЛЛА

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ВМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі дослідження. Наведено наукові результати, які отримано в роботі, вказано їх практичну цінність і достовірність, визначено особистий внесок здобувача, подано відомості про апробацію роботи.

У першому розділі проаналізовано сучасний стан енерго- і ресурсозбереження в теорії і практиці нагріву металу. Проблема полягає у зменшенні угару і питомих витрат палива на одиницю продукції, що випускається. Способи зменшення угару і витрат палива в полум'яних печах зводяться, насамперед, до впливу на чинники, що визначають високотемпературне окислення металу, до вдосконалення режимів нагріву металу, конструкцій печей і їх систем опалення. В той же час, проблема ресурсозбереження складається не лише з питань зменшення утворення окалини, але і її утилізації. Особливої актуальності це питання набуває для окалини високолегованих сталей. З метою отримання відновлених легованих матеріалів, які надалі можуть бути використані в сталеплавильному виробництві, та на підставі аналізу технологій утилізації цінних компонентів з вторинної металовмісної сировини зроблено висновок про необхідність розробки раціонального складу шихти для вуглетермічного відновлення цієї окалини та температурного режиму її теплової обробки.

У другому розділі виконано математичне моделювання нагріву металу в печах окислювального і малоокислювального нагріву.

При нагріві металу величина угару і витрати енергоносіїв багато в чому визначаються вибором теплових і температурних режимів роботи нагрівальної печі. Відомо, що з існуючих режимів окислювального нагріву найкращими, в значенні мінімуму витрат на паливо і окалиноутворення, є оптимальні за критерієм сумарних витрат на паливо і окалиноутворення режими. Разом з цим, одним з ефективних напрямків зниження вартості нагріву металу є малоокислювальний нагрів в продуктах неповного згорання палива, що містять (1…2) % окису вуглецю. Використання переваг малоокислювального нагріву при реалізації оптимального теплового режиму роботи печі дозволить разом з економією палива досягти суттєвого зменшення окалиноутворення. У зв'язку з цим, поставлено і вирішено завдання оптимального управління нагрівом металу в камерній нагрівальній печі за

 критерієм мінімуму сумарної вартості окисленого металу і витрачених енергоносіїв (паливо, кисень, стиснене повітря). За управляючі впливи використано: витрата палива U₁, м³/с, питома витрата кисню U₂ м³/м³ і коефіцієнт витрати повітря, що подається на горіння U₃. За фазові змінні використано: x₁ – середньомасова температура металу, °С; x₂ – угар металу, кг/м²; x₃ - вартість витрачених енергоносіїв, грн.

Для зменшення втрат тепла від хімічного недопалу і запобігання викидів в атмосферу продуктів неповного згорання палива передбачено їх допалювання на виході з робочого простору перед рекуператором печі.