9•2010

More documents

Recommendations

Info

измерения массы заливаемого на плавку чугуна, его температуры при заливке в печь и химического состава (поскольку экзотермические реакции вносят в зону плавления около 23% всего приходящего тепла, сравните с 17% физического тепла сырья), а также массы, температуры и химического состава лома при загрузке, его плотности. Из-за наличия в ДСП «холодной» зоны большое значение имеет оперативный учет интенсивности отвода тепла с охлаждающей водой. И это не полный перечень статей теплового баланса плавки, который определяется материальным балансом. Последний, в свою очередь, зависит от марки выплавляемой стали, химического состава исходных материалов и футеровки, необходимого количества шлакообразующих и легирующих материалов, качественных показателей материалов футеровки и электродов, набора технологических операций и других факторов. Рассмотрим влияние некоторых из них. Например, повышение содержания кремния в чугуне с 0,6 до 0,9% приведет в различных условиях к снижению удельного расхода электроэнергии на 4,4–5 кВт·ч/т и финансовых затрат на 1,22–1,74 млн руб. в месяц (в ценах 2008 г.). Увеличение температуры чугуна при заливке в печь на 30 °C вызывает уменьшение удельного расхода электроэнергии на 1,7–2 кВт·ч/т и финансовых затрат на 0,5–0,7 млн руб. Повышение температуры лома перед загрузкой в печь на 100 °C может привести к сокращению удельного расхода электроэнергии на 17,3–18 кВт·ч/т и финансовых затрат на 4,2–6,7 млн руб. при нагреве за счет использования вторичного тепла и на 3–5,3 млн руб. при нагреве за счет дополнительного использования необходимого количества природного газа. Со снижением основности шлака от 2,6 до регламентируемой величины 1,9 уменьшается удельный расход электроэнергии на 2,4–2,6 кВт·ч/т и финансовые затраты на 0,61–0,93 млн руб., и наоборот, с повышением основности шлака до 4,2 увеличивается удельный расход электроэнергии на 5,8–6,3 кВт·ч/т и финансовые затраты на 1,5–2,3 млн руб. Ухудшение качества, стойкости огнеупоров, которое выражается в повышении расхода футеровки от 51 до 91 кг на плавку, определяет рост удельного НАУК А ТЕХНИК А ПРОИЗВОДС ТВО расхода электроэнергии на 0,12–0,13 кВт·ч/т и финансовых затрат на 30–50 тыс. руб., что может быть несопоставимо со снижением затрат на футеровку. Улучшение качества электродов, которое выражается в снижении угара электродов со средних в различные месяцы 1,2–1,28 до 1,16 кг/т стали приведет к повышению удельного расхода электроэнергии на 0,3–0,9 кВт·ч/т и финансовых затрат на 0,08–0,3 млн руб., а увеличение угара электродов до 1,64 кг/т стали — к снижению удельного расхода электроэнергии на 2,7–3,3 кВт·ч/т и финансовых затрат на 0,8–1,2 млн руб. И конечно, на режим и показатели работы ДСП наиболее сильное влияние оказывает изменение доли жидкого чугуна в шихте. Повышение его доли от средних в различные месяцы 21,89–25,42 до 30% приведет к снижению удельного расхода электроэнергии на 25,4–44,5 кВт·ч/т и финансовых затрат на 8,1–72,4 млн руб. в месяц. Отметим, что в данной работе учитываются стоимостные показатели только пяти названных выше энергетических и сырьевых ресурсов, вносящих тепло в зону плавления извне. Заключение. Большое количество факторов, влияющих на технические и экономические показатели работы ДСП, взаимное влияние, колебания стоимостных показателей всех составляющих процесса выплавки делают практически невозможным выбор наиболее рационального режима работы печей. Сопоставление приведенных сведений показывает, что для повышения техникоэкономической эффективности ЭСПЦ путем улучшения показателей работы ДСП в общем случае необходима многопараметрическая оптимизация, и проводить ее необходимо в двух принципиально различных вариантах: для дуговой сталеплавильной печи в пределах каждой плавки и для цеха в целом в пределах недели, месяца. Для реализации этой задачи необходимо разработать математическую модель плавки в ДСП, предназначенную для работы в реальном времени в режиме «советчика сталевару», и математическую технико-экономическую модель цеха для планирования и управления его работой в пределах месяца с учетом изменений факторов, не зависящих от цеха. ENERGY bALANCE ANALYSIS AND CHOICE MODES OF OPERATION FOR EAF OF JSC “MAGNITOGORSK IRON AND STEEL WORKS” © Koptsev L.A., PhD The following questions were examined: energy consumption of melt in a furnace, influence of furnace work on energy consumption of plant production, opportunity of optimization of furnace energy balance by criterion of energy inputs minimum under condition of necessary expenses of energy resources maintenance for fulfiling of technological process, as well as influence of various factors on technical and economic parameters of furnace work. It was established that multiple parameter optimization of an operating mode of the furnace is necessary within the limits of everyone melting process and a work shop in whole for increase of economic efficiency. Keywords: energy resources; energy inputs; energy balance; optimization. 3 7 МЕТА ЛЛУРГ • № 9 • 2010
3 8 МЕТА ЛЛУРГ • № 9 • 2010 НАУК А ТЕХНИК А ПРОИЗВОДС ТВО ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮщИЕ ТЕХНОЛОГИИ УДК 669.046 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭффЕКТИВНОСТИ УТИЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПЫЛИ В СЛОЕ ВСПЕНЕННОГО ШЛАКА КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТЕРА © Кожухов Алексей Александрович, канд. техн. наук Старооскольский технологический институт (филиал) НИТУ «МИСиС». Россия, Белгородская обл., г. Старый Оскол. E-mail: koshuhov@yandex.ru Статья поступила 26.08.2010 г. В настоящее время кислородно-конвертерный способ производства стали занимает лидирующие позиции по выплавке высококачественных сталей и имеет большие резервы повышения своей эффективности. С этой точки зрения очень важна разработка энерго- и ресурсосберегающих технологий, направленных на снижение вредных выбросов (технологической пыли и др.) в окружающую среду. В статье рассматриваются вопросы, связанные с оценкой эффективности осаждения технологической пыли в объеме вспененного шлака кислородного конвертера. Ключевые слова: кислородный конвертер; вспененный шлак; энергосбережение; эффективность осаждения. настоящее время кислородно-конвертерный спо- В соб производства стали занимает лидирующие позиции по выплавке высококачественных сталей и имеет большие резервы повышения эффективности кислородно-конвертерного производства стали. С этой точки зрения очень важна разработка энерго- и ресурсосберегающих технологий, направленных на снижение вредных выбросов (технологической пыли и др.) в окружающую среду [1]. Основным источником выноса технологической пыли, брызг металла и шлака в кислородном конвертере является зона продувки, причем основной поток пылевыноса приходится на шлейф отходящего газа в виде системы канальных газовых «свищей». Так, при взаимодействии кислородной струи дутья с ванной расплава образуются газовые пузыри СО с весьма высокой температурой поверхности металлической оболочки, равной температуре реакционной зоны t0 = tр.з [2]. В момент образования эти пузыри содержат максимальное количество пыли, равновесное с количеством железа при данной температуре. По мере подъема пузырей через слой металла и вспененного шлака температура оболочки пузыря уменьшается пропорционально времени его пребывания в металле и шлаке [2], при этом железистая пыль конденсируется и поглощается металлической оболочкой пузыря [1, 2]. При движении запыленного потока газа по системе канальных газовых «свищей» осаждение технологической пыли происходит за счет диффузионного, а также турбулентного процессов осаждения на поверхность канала. Причем основная часть пыли улавливается в слое подвижной пены вследствие турбулентного переноса частиц пыли из газа на весьма развитую поверхность шлака, где частицы пыли и фиксируются. Другими словами, в слое вспененного шлака улавливаются те частицы, которые обладают достаточно большой кинетической энергией для преодоления пограничного ламинарного слоя газа. В то же время частицы пыли должны обладать дополнительным запасом кинетической энергии, необходимой для выполнения работы, противодействующей си- лам поверхностного натяжения шлака. В связи с этим существует необходимость в более детальном рассмотрении процесса осаждения технологической пыли в слое вспененного шлака. Анализ литературных данных [1–3] показал, что существует достаточно большое количество теоретических моделей турбулентного осаждения частиц на пленку жидкости, которые отличаются друг от друга лишь движущей силой процесса [3]: – свободно-инерционные, суть которых заключается в концепции свободного инерционного выброса частиц из пристеночных турбулентных вихрей к стенке; – конвективно-инерционные, в основу которых положен процесс инерционного осаждения частиц на стенке при вторжении крупномасштабных вихрей в пограничный слой; – подъемно-миграционные, описывающие процесс осаждения частиц пыли за счет подъемной миграции и инерционности частиц; – эффективно-диффузионные, в основу которых положено предположение, что в пристеночной области коэффициент турбулентной диффузии частиц выше коэффициента турбулентной диффузии газа за счет их инертности; – турбулентно-миграционные, в которых учитывается турбулентная миграция частиц к стенке вследствие градиента амплитуды пульсационной составляющей скорости газа. При турбулентном течении запыленного газового потока частицам необходимо преодолеть пограничный слой, в связи с чем расчетная эффективность их диффузионного осаждения в первую очередь определяется моделью пограничного слоя. В соответствии с моделью Ландау–Левича скорость диффузионного осаждения частиц диам. 0,01–1 мкм значительно меньше динамической скорости газа. В связи с этим эффективность диффузионного осаждения быстро снижается с увеличением диаметра частиц. В то же время эффективность турбулентно-инерционного осаждения достаточно высока, так как турбулентные пульсации газа наблюдаются
Page 1 and 2: МЕТАЛЛУРГ № 9, 2010 ■
Page 3 and 4: 2 МЕТА ЛЛУРГ • № 9 •
Page 11 and 12: 1 0 МЕТА ЛЛУРГ • № 9
Page 37: 3 6 МЕТА ЛЛУРГ • № 9
Page 83: 8 2 МЕТА ЛЛУРГ • № 9

9•2010

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?