Дослідження впливу теплофізичних характеристик металу та окалини і швидкості окислювання на динаміку нагрівання зливків. Розробка насадок регенераторів, що забезпечують підвищення температури нагрівання газу і повітря з підвищенням їх стійкості.
При низкой оригинальности работы "Енергозберігаючі режими роботи і конструкції регенеративних нагрівальних колодязів", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Розвязанню цих задач і присвячено дану роботу стосовно до нагрівання зливків у регенеративних нагрівальних колодязях, що складають більше половини усього парку вітчизняних нагрівальних пристроїв обтискних цехів. розробка, дослідження і випробування в промислових умовах режиму нагрівання зливків, що забезпечує зниження втрат металу від окислювання; Наукова новизна отриманих результатів: - отримано та адаптовано наближений аналітичний розвязок задачі нагрівання зливків у регулярному режимі з урахуванням окислювання при незмінній температурі печі , що забезпечує визначення температурного поля металу в період томління і величини окалиноутворення; визначено вимоги до моделювання процесу нагрівання металу з урахуванням окислювання: встановлено значний вплив на точність результатів розрахунку величини коефіцієнта теплопровідності металу і швидкості окислювання, слабкий вплив місця тепловиділення при окислюванні металу на формування температурного поля зливків і процес окалиноутворення; Розроблено і впроваджено енергозберігаючі малоокислювальні режими нагрівання зливків, що забезпечують скорочення часу нагрівання в період томління на 15-30 хвилин і окалиноутворення на 5,7-12,0%.У першому розділі роботи на підставі системного підходу виконано аналіз структури енерговитрат при виробництві металопродукції, який показав, що на етапі прокатки зливків на обтискних станах, поряд з традиційними напрямками економії палива, пріоритетними є: зниження втрат металу в окалину; підвищення стійкості устаткування колодязів; економія природного і коксового газів. Аналіз робіт Н.Ю.Тайця, Ю.І.Розенгарта, А.М.Мінаєва, В.Й.Губинського, В.М.Ольшанського та інших з нагріву і окислювання металу в печах дозволив встановити, що процес окалиноутворення визначає температурне поле зливка наприкінці нагріву і незначно впливає на його тривалість. При розвязанні задачі прийнято припущення, що ґрунтуються на відомих результатах експериментальних і теоретичних досліджень нагрівання металу з окислюванням: процес нагрівання з окислюванням відбувається в регулярному режимі при незмінній у часі температурі печі; питома теплоємність окалини = 0; коефіцієнт теплообміну від печі до металу і теплофізичні властивості металу і окалини прийняті незмінними; процес окалиноутворення відбувається зі сталою швидкістю ; при розвязанні задачі розглянуто два варіанти виділення теплоти окислювання: на поверхні окалини і на поверхні неокисленого металу. З використанням аналітичного розвязку (5), (6) досліджено формування температурного поля зливка наприкінці нагрівання та окалиноутворення при зміні слідуючих параметрів у діапазонах: швидкості окислювання - 3,7Ч10-7 ...6,35Ч10-7 м/с, температури печі - 1340...1380°С, коефіцієнта теплопровідності металу - 25...35 Вт/(МЧК), густини металу - 7000...7800 кг/м3, коефіцієнта теплопровідності окалини 1,62...2,3 Вт/(МЧК), еквівалентних розмірів зливків R = 0,43...0,5 м, а також місця тепловиділення при окалиноутворенні. Аналіз отриманих результатів дозволив визначити напрямки зменшення окалиноутворення та їх потенціал: зменшення окисних властивостей пічних газів шляхом поліпшення процесу спалювання палива може забезпечити зниження товщини шару окалини на 0,75-1,2 мм при зниженні швидкості окислювання на 1Ч10-7м/с; зниження середньої по масі температури нагрівання зливків на кожні 10°С и відповідне скорочення часу нагрівання на 10-11 хвилин дозволяють зменшити величину шару окалини на 0,21-0,37 мм у залежності від швидкості окислювання.Досліджено вплив теплофізичних характеристик металу і окалини, швидкості окислювання і розташування фронту окислювання на нагрів і окалиноутворення зливків. Системний аналіз енергоємності металургійної продукції показав, що на етапі прокатки зливків на обтискних станах, поряд із традиційними напрямками економії палива, пріоритетними є такі напрямки енергозбереження: зниження втрат металу в окалину; підвищення стійкості устаткування колодязів;економія природного і коксового газів та максимальне використання доменного газу. Із використанням отриманого наближеного аналітичного розвязання задачі нагрівання зливків у завершальній стадії нагрівання, при , з урахуванням окислювання, проведене розрахункове дослідження впливу швидкості окислювання, режимних параметрів і теплофізичних властивостей металу зливків і окалини на температурне поле зливків і окалиноутворення, яке привело до таких висновків: - зміна швидкості окислювання в діапазоні 3,7Ч10-7...6,35Ч10-7 м/с слабко впливає на зміну тривалості нагрівання і температурне поле зливка, тому що з ростом теплового потоку від виділення теплоти окислювання одночасно збільшується ефект теплового екранування поверхні металу шаром окалини; вибір місця тепловиділення при моделюванні окалиноутворення (на поверхні окалини або на поверхні металу) слабко впливає на результати обчислення основних показників якості нагрівання зливків: час нагрівання зливків змінюється на 9-13%, товщина шару окалини - на 8-9%.
План
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
