Удосконалення конструкції водоохолоджуваних панелей дугових сталеплавильних печей ливарного класу

Abstract

У статті визначено важливість ливарної промисловості та роль дугових сталеплавильних печей (ДСП) в ній. Відзначено, що панелі водяного охолодження в ДСП є ключовими елементами, які забезпечують структурну цілісність та безпеку печей, відводячи надлишок тепла під час виплавки сталі. Аналіз літературних джерел показав, що існує певна проблематика, яка характеризує недосконалість окремих конструктивних частин сучасних водоохолоджуваних панелей – недостатня ефективність охолодження, корозія та витоки, які призводять до зниження продуктивності ДСП та збільшення споживання енергії. Зазначені фактори були проаналізовані та визначені окремі шляхи оптимізації з метою підвищення загальної ефективності та довговічності ДСП. У стаття підкреслюється, що сучасні технології дозволяють зменшити витрати енергії та вогнетривких матеріалів за рахунок зниження ємності сталеплавильної ванни та оптимізації теплового балансу. Особливий акцент зроблено на потенціалі модернізації водоохолоджуваних панелей для підвищення ефективності сталеплавильного процесу. У роботі розкривається механізм роботи водоохолоджуваних панелей ДСП як просторової системи сталевих труб, з’єднаних за допомогою перехідних елементів і розміщених з різною щільністю та розміщеним у міжтрубному просторі шару термоізоляційного матеріалу. Зазначене визначило необхідність поліпшення конструкції панелей шляхом оптимізації їх просторової структури для забезпечення більш ефективного процесу теплообміну. Підвищення енергоефективності ДСП полягає у зменшенні втрат теплової енергії, що, крім іншого, забезпечує більш стабільну роботу при плавці, зменшує зношення компонентів і подовжує термін служби водоохолоджуваних панелей. Удосконалення конструкції водоохолоджуваних панелей полягає у варіюванні відстаней між осями водоохолоджуваних труб у залежності від їх діаметра та просторового розташування. Створена конструкція дозволяє оптимізувати шар теплоізоляційного матеріалу та мінімізувати непродуктивні втрати тепла. Недотримання розрахункового значення міжтрубного інтервалу може призвести до підвищених втрат тепла. Здійснені розрахунки та побудовані графічні залежності демонструють ефективність розподілу теплового потоку і мінімізацію втрат тепла. Застосування нової конструкції зменшує втрати тепла на 45% та покращує експлуатаційні властивості водоохолджуваних панелей.