Чисельне моделювання енергоефективних рішень дугової сталеплавильної печі ливарного класу

Abstract

Дослідження спрямовані на зменшення втрат енергії у дугових печах ливарного класу, що належать до енерговитратних агрегатів з неритмічним графіком роботи, і характеризуються низькою енергоефективністю. Методом чисельного моделювання обґрунтовано концепцію модернізації печі, яка полягає в підвищенні питомої електричної потужності за рахунок зменшення садки при незмінній продуктивності, відносного збільшення глибини рідкої ванни, зниженні акумуляційних втрат теплоти футеровкою через впровадження в її локальних зонах енергозберізаючих водоохолоджуваних елементів з просторовою структурою та інтенсифікації процесів тепломасообміну в «глибокій» ванні при пневматичному перемішуванні. Визначено, що для дугових печей місткістю 12 та 6 т, працюючих в одну зміну, раціональним є зниження садки відповідно до 6 та 3 т і коефіцієнту форми ванни (відношення діаметру до глибини) з 5 до 2,5; встановлення водоохолоджуваних елементів у критичній по стійкості центральній частині зводу і верхній частині стін з охопленням відповідно 0,20–0,32 та 0,5–0,8 робочої поверхні. При наявному живлячому трансформаторі питома потужність печі зростає до 1 МВА/т, що дозволить, завдяки інтенсифікації процесів тепломасообміну, забезпечити кількісні та якісні показники виробництва при менших, у порівнянні з базовим агрегатом, втратах теплоти. Реалізація запропонованих рішень дозволить зменшити витрату електроенергії на 75 кВтг/т і з урахуванням видатків на вогнетриви забезпечити економічний ефект у розмірі 320–515 грн./т