UKR |RUS | ENG || ДонНТУ> Портал магістрів ДонНТУ
Магістр ДонНТУ Подзоров Антон Ігорович

Подзоров Антон Ігорович

Факультет: Фізико-металургійний

Кафедра: Технічна теплофізика

Спеціальність: Промислова теплотехніка

Тема випускної роботи:

Розробка та дослідження способу зниження угару при нагріванні сталевих заготівок у методичній штовхальній печі

Керівник: Курбатов Юрій Леонідович


Матеріали по темі випускної роботи: Біографія | Реферат | Бібліотека | Посилання |

Розробка та дослідження способу зниження угару при нагріванні сталевих заготівок у методичній штовхальній печі

Введення

Енерго-та ресурсозбереження є одним з основних складових сучасних технологій, зокрема, у металургії та машинобудуванні. Для додання металу пластичних властивостей перед прокаткою його нагрівають до температури 1200-1300оС. Суттєвою проблемою високотемпературного нагрівання є значні втрати металу "в угар" при утворенні окалини в результаті окислення металу. Так, при температурі більше 700оС йде процес утворення суцільний гетерогеної олкаліни

Актуальність теми

Необхідність піддавати метал високотемпературного нагріву перед подальшою обробкою призводить до значних втрат через його угаре. У деяких випадках при багаторазовому нагріванні угар може становити приблизно 8%. Спочатку висока вартість сталі і витрати, пов'язані з видаленням окалини, є стимулом для пошуку і розробки нових технологій і оптимальних режимів нагріву. Підвищення конкурентоспроможності металургійних підприємств за рахунок прогресивних технологічних процесів, заснованих здебільшого на маловідходних та ресурсозбереження, - один з етапів стратегічного розвитку гірничо-металургійного комплексу України.

Мета і завдання роботи

Зниження угаре сталі (швидкості окалінообразованія) при високотемпературної нагріванні, розробка основ технологічного процесу й оснащення для його реалізації.

Практична цінність результатів роботи

Розроблена технологія нагрівання сталі з електрофізичних впливом включає пропозиції щодо способу підведення негативного електричного потенціалу до масиву нагрівається металу. Ресурсозберігаюча технологія запропоновано до використання в методичних толкательних печах ВАТ «ДМЗ»

Основна частина

Одним із способів часткового зниження угаре є електрофізичні вплив (ЕФВ) на тепломасообмінних процеси при високотемпературної окислюванні сталі. Суть впливу полягає в тому, що при компенсації надлишкового позитивного заряду, що утворюється в результаті приєднання електронів з оксиду заліза до кисню та освіта вакансій, зовнішнім електричним зарядом, електрохімічний градієнт потенціалу в шарі окалини прагне до нуля, реакційні опір збільшується, за рахунок чого і знижується швидкість дифузії кисню до металу через шар окалини, тобто зменшується окалінообразованіе [1]. Експериментальні дослідження [2,3] в лабораторних і промислових умовах показали можливість зниження втрат металу з окалини на 20-30%. При цьому також знижується витрата енергії на нагрівання, тому що зменшується теплоізолюючих дію шару окалини. Найбільш пристосована для ЕФВ методичні толкательние печі для нагрівання сталевих заготовок під прокатку. У таких печах садка металу, що складається з окремих заготовок, переміщується через штовхання. По мірі переміщення від зони завантаження до зони видачі, заготовки проходять через декілька температурних зон і нагріваються до необхідного стану. У печі можливий підведення електричного потенціалу в холодній зоні, а також здійснюється щільний механічний і електричний контакт за рахунок дії штовхачі, отже, і поширення електрофізичного впливу на всю садку. В роботі пропонується спосіб керування ЕФВ. Проведений хронометраж подачі сталевих заготовок в піч, тим самим - ЕФВ на заготовки. Час контакту штовхачі із заготівлею, тобто і електрода для підведення електричного потенціалу, складає в середньому до 5 хвилин, інтервал, коли толкатель не контактує із заготівлею - 0.5 хвилин, що складає 94% і 6% відповідно. На спосіб подана заявка на патент, тому деталі способу тут не наводяться. Основними положеннями концепції управління ЕФВ є:

- розташування контактного електрода всередині головки штовхачі, що зручно в зоні роботи завантажувальних механізмів, а також відповідає вимогам безпеки;

- електромеханічна система управління розташуванням контактного електрода;

- система синхронізації роботи:

а) механізмів подачі (відключення) електричного потенціалу;

б) механізмів управління розташуванням електрода;

в) штовхачі.

Висновок

Таким чином, в роботі зроблено аналіз можливості використання електрофізичного впливу у методичних нагрівальних печах з толкателем при високотемпературної нагріванні сталевих заготівок, а також запропоновані концепції управління ЕФВ.

Література

1. Новикова Е.В., Курбатов Ю.Л. Зниження угаре сталі при електрофізичних впливі / / Екотехнології та ресурсозбереження. -1998. - № 5. - С. 38-41.

2. Новикова Е.В., Курбатов Ю.Л. Окалінообразованіе при електрофізичних впливі на нагрівається метал / / Екотехнології та ресурсозбереження. - 1999. - № 6. - С. 73-74.

3. Новикова Е.В., Курбатов Ю.Л. Розробка математичної моделі високотемпературного нагрівання сталі з застосуванням постійного електричного поля / / Наукові праці ДонНТУ: Металургія. - Донецьк. - 2002. - № 40. - С. 145-149.

4. Патент України 51118, МКИ C21D1/34; 1 / 40. Спосіб нагрівання сталевих заготівок у нагрівальній печі / Курбатов Ю.Л., Новікова О.В. (Україна) / / БВ, № 3, 2005.