Совершенствование тепловой работы и конструкции шахтного подогревателя дуговой сталеплавильной печи - Статья

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Тема: Совершенствование тепловой работы и конструкции шахтного подогревателя дуговой сталеплавильной печи Работа выполнена в концерне «Сименс ФАИ Металз Текнолоджиз ГМБХ», Германия и на кафедре пирометаллургических процессов Южно-Уральского государственного университета Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ доктор технических наук профессор Торопов Е.В., кандидат технических наук Зинуров И.Ю.Основными типами из них являются: автономные установки сушки и подогрева лома, использующие энергию природного топлива, установки предварительного подогрева лома с использованием тепла отходящих газов в сосуде вне агрегата печи, подогрев лома в системах подачи шихты, интегрированные установки подогрева лома (шахтные печи) и ряд других типов установок. Проведенные широкомасштабные измерения и исследования на ряде Европейских сталеплавильных предприятий показали, что соблюдение современных норм выделений диоксинов/фуранов можно технически реализовать при условии, когда температура отходящих газов после шахтного подогревателя лежит в пределах 900…450°С. Для соблюдения современных норм выделения вредных веществ отходящие газы после процесса подогрева лома необходимо нагреть до температуры 850…900°С, а затем резко охладить до 250°С. Оптимизировать конструктивное исполнение шахтного подогревателя для улучшения организации газового потока и теплообмена между отходящими газами и ломом. Усовершенствовать термическое исполнение шахтного подогревателя для улучшения работы системы дожигания отходящих газов и показателей подогрева лома.Это приводит к периодам сильно уменьшенного потока отходящих газов, во время которых практически не происходит подогрев лома, падению температуры и, как следствие, к образованию различных вредных веществ, для устранения которых необходимы большие энергетические затраты в последующих модулях газоочистки. Анализ процесса передачи тепла отходящих газов металлической шихте показал, что при подогреве лома в нижней части столба тепло передается преимущественно путем теплового излучения, исходящего от поверхности ванны печи, а также за счет конвективного теплообмена отходящих газов. В этих целях устранен несимметричный отсос отходящих газов в шахтном подогревателе; для устранения подсосов холодного воздуха применена конструкция шиберного затвора; газоход шахты сконструирован таким образом, что он значительно устраняет выбросы неорганизованных газов в цех; у выхода газохода установлена камера осаждения крупной фракции пыли; управление передвижной муфтой позволяет избежать перегрузку модулей газоочистки во время превышения температуры отходящих газов более 900°С. Симметричный отсос отходящих газов повысил среднюю температуру лома на 37°С; скорость потока отходящих газов в области принудительной конвекции снизилась до 2,1 м/с, что улучшило коэффициент теплообмена между газами и металлоломом. Исследование состояния термического исполнения шахтного подогревателя показало, что тепло от отходящих газов к водоохлаждаемым панелям шахтного подогревателя происходит при рабочем режиме работы (шахтный подогреватель с металлоломом) в основном за счет конвективной теплопередачи, а при холостом режиме работы (шахтный подогреватель без лома) - за счет теплового излучения.Описаны виды теплообмена и выполнены расчеты передачи тепла в столбе лома существующих шахтных подогревателей. Представлен расчетный профиль температур лома и отходящих газов по высоте столба лома. Описаны проблемы движения потока отходящих газов и выполнены расчеты для существующих шахтных подогревателей. Предложены конструктивные и технологические решения, улучшающие теплообмен и организацию потока отходящих газов улучшенного шахтного подогревателя. Обоснован и разработан комбинированный процесс подогрева лома на основе шахтного подогревателя, который создает оптимальные условия сгорания органических примесей в металлоломе, позволяет более полно использовать энтальпию отходящих газов и выдерживать нормы выделения вредных веществ при всех режимах работы шахтной печи.

Краткое содержание работы