РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ В ТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧАХ С ЦЕЛЬЮ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ :

Краткое содержание

У вступі обґрунтована актуальність роботи, сформульовані цілі і завдання дисертації, методи досліджень, а також основні наукові і практичні результати. Визначений особистий внесок автора і приведені відомості про апробацію роботи.

Аналіз сучасного стану теплової обробки сталІ

в термічних печах

У першому розділі виконаний аналіз сучасного стану питання, проведений літературний пошук в галузі вибраної тематики, зокрема: особливості, недоліки і переваги роботи термічних печей, пристрої і режими теплової обробки сталі в термічних печах. Результати аналізу показали, що одними з головних питань є економія газоподібного палива і поліпшення якості теплової обробки металу в печах.

В даний час в металургії і в машинобудуванні організація виробництва з повним циклом виконання технологічних операцій в цехах базується на використанні термічних печей різних конструкцій. Це пояснюється тим, що процеси нагріву, здійснювані в печах за допомогою нагрівальних пристроїв, широко використовуються у всіх галузях промисловості, що обробляють метал. Термічні печі є одним з основних видів технологічного устаткування.

         Основними недоліками термічних печей є: нерівномірність нагріву за об'ємом садки, особливо при низькотемпературних режимах обробки і технологічної витримки, де нерівномірність нагріву не повинна перевищувати ⁰С; відсутність надійного автоматичного управління в широкому діапазоні зміни температурних режимів (300…1000) ⁰С; низька ефективність використання палива та підвищені його питомі витрати; низький коефіцієнт корисної дії.

У цій ситуації виникає необхідність пошуку оптимальних режимів роботи на основі математичних моделей за допомогою сучасних методів моделювання, які можна застосовувати для всієї різноманітності термічних печей.

Підвищення якості теплової обробки і зменшення витрати газоподібного палива можна досягти за допомогою удосконалення пальникових пристроїв і застосування перспективного імпульсного способу опалювання.

Аналіз роботи пальникових пристроїв показав, що існує необхідність їх модернізації з метою забезпечення стійкої роботи при зміні в широкому діапазоні коефіцієнта витрат повітря, а також температурних режимів в діапазоні (300…1000)⁰С, зменшення споживання природного газу і поліпшення якості нагріву.

         При використанні імпульсного способу опалювання не вирішене питання тривалої експлуатації системи за умови застосування електричних виконавчих механізмів.

         Розглянуті раніше застосовувані розробки не враховували динаміку об'єкта, що знижувало ефективність систем імпульсного опалювання.

         Проведені експериментальні нагріви із застосуванням імпульсного опалювання на термічних печах заводу «Днепроспецсталь» підтвердили їх економічну ефективність за умови розробки методики визначення тривалості імпульсів і збільшення терміну служби виконавчих механізмів.

Розробка математичної моделі і дослідження розподілу температури по ширині печі

У другому розділі розглядається питання визначення залежності від коефіцієнта витрати повітря наступних параметрів: температури гріючого середовища, об'єму продуктів горіння, температури робочого простору печі в процесі нагріву металу, витрати палива в періоди підйому температури і технологічної витримки.

У більшості математичних моделей, присвячених знаходженню температури металу, що нагрівається, і оптимізації витрат палива, для вирішення застосовуються чисельно-аналітичні методи, які дають можливість вирішувати поставлене завдання з мінімально можливими похибками результатів.

При вирішенні завдання розподілу температури по перетину садки, що нагрівається, температура гріючого середовища приймається постійною по ширині печі і враховується її зміна тільки за часом. Однією з найпоширеніших проблем теплового режиму є мінімізація перепаду температури по перетину металу. У разі, коли метал, що нагрівається, укладений в декілька шарів, до вищенаведеної проблеми додається проблема рівномірного розподілу температури не тільки по перетину металу, але і по окремих елементах садки. Тому є актуальною проблема визначення перепаду температури гріючого середовища по ширині печі.

Ця проблема технологічно розв'язується за допомогою пальникових пристроїв, що розробляються, при експлуатації яких є можливість змінювати коефіцієнт витрати повітря в широких межах. Таким чином, зменшується перепад температури по ширині печі.