Бакун Сергей Викторовичфизико металлургический факультетКафедра электрометаллургии сталиСпециальность: Металлургия черных металловТема выпускной работы:Материальный и тепловой баланс плавки в дуговой сталеплавильной печиНаучный руководитель: доцент, к.т.н. Храпко Сергей АлександровичМатеріали до теми випускної роботи:Реферат по теме выпускной работыАктуальностьПри реалиях современной экономики как в Украине так и в мире, для металлургических предприятий остро стал вопрос удешевления изготавливаемой продукции. Одним из путей решения данной проблемы может стать рациональное использование материальных ресурсов и сокращение расхода энергии, достичь этого можно оптимизировав показатели плавки, проведя ряд расчетов и сделав определенные выводы. Дуговые электросталеплавильные печи (ДСП) - это мощнейшие потребители электроэнергии, в связи с чем нужно стараться уменьшить их энергопотребление. Эффективным направлением решения данной проблемы является автоматизация управления электрическим режимом, что позволяет сократить электрические и тепловые потери. В литературе часто приводятся сравнительные показатели теплового баланса выплав- ки стали в различных дуговых печах, на основе которых делается вывод об эффективности того или иного агрегата (например, [1]). Однако прямое сравнение «сырых» показателей (без учета материальных балансов и других факторов) не всегда адекватно отражает характери- стики тепловой работы собственно печи, поскольку на приходную и расходную части балан- са существенное влияние оказывает различие условий работы печей, например, за счет: -различного географического положения (стоимость материалов, энергоносителей и продукции); - отличия вида и качества металлошихты (использование чугуна, замусоренность, крупность, содержание примесей цветных металлов в ломе); - различного марочного сортамента (необходимая температура, содержание кислоро- да, углерода и фосфора в металле на выпуске) и т.п. Результаты такого сравнения не позволяют говорить о качестве тепловой работы пе- чи, поскольку характеризуют не агрегат в отдельности, а целый комплекс показателей произ- водства металла, в том числе: - имеющееся оборудование; - наличие резервов электроэнергии, газа и кислорода; - достигнутый уровень технологии; - стоимость и качество используемого металлолома и шлакообразующих; - обеспеченность предприятия сырьем и заказами и т.д. Тем не менее, даже приведя «технические» показатели работы печей к некоторым «стандартным» условиям, очень трудно ожидать правильных выводов из их сравнения. Су- щественное влияние на показатели работы печей оказывают большое число экономических факторов, таких как стоимость энергоносителей, сырья и готовой продукции в данном ре- гионе. Например, выгодные условия производства металла в некоторых случаях приводят к экономической выгодности интенсификации плавки (конечно, если позволяют возможности МНЛЗ) даже если при этом ухудшаются технико-экономические показатели собственно вы- плавки стали [2]. Аналогичным образом, отсутствие заказов или сырья и энергоносителей приводит к значительным простоям ДСП, что также ухудшает технико-экономические пока- затели работы агрегата. Поэтому перед сравнением необходимо учитывать, в какой период, и при какой конъюнктуре рынка металлошихты и металлопродукции (для данного конкретного завода) получены те или иные показатели. По ходу плавки в ДСП сталевару необходимо получить к моменту выпуска определенную температуру (не ниже заданной) и определенное содержание углерода и фосфора в металле (не выше заданных). Поэтому сделав замер температуры и получив химанализ пробы металла, сталевар должен определить, сколько нужно ввести электроэнергии, кислорода и извести для одновременного завершения нагрева и рафинирования металла. Преждевременный нагрев приводит к перерасходу электроэнергии и ухудшению дефосфорации, преждевременное обезуглероживание – к невозможности нагреть и перемешать металл и, как следствие, к перерасходу электроэнергии. Для расчета количества энергии, которую необходимо ввести для нагрева металла от первого замера до заданной, необходим алгоритм, позволяющий прогнозировать зависимость изменения температуры металла от всех технологических параметров плавки. К сожалению, строгий расчет теплового баланса весьма громоздок и требует большого количества дополнительной информации, которая отсутствует на реальном производстве. Обычно в основе большинства систем прогноза температуры лежит допущение, что изменение температуры металла ?T прямо пропорционально удельному количеству введенной суммарной энергии ?Е с некоторым коэффициентом k (?C/[кВт•ч/т]), зависящим от текущей температуры металла и, иногда, от средневзвешенного вида металлолома («хороший» лом требует меньше тепла на расплавление и нагрев, «плохой» – больше). Зависимость указанного коэффициента от температуры обычно объясняется зависимостью тепловых потерь теплопроводностью и излучением от температуры – чем выше температура металла, тем больше потери, и меньше нагрев металла на единицу введенной энергии. Для численного анализа в качестве исходных данных были использованы показатели работы ДСП-1 электросталеплавильного комплекса ОАО «Электросталь» (г. Курахово), которая была сдана в эксплуатацию в середине 2008 года (изготовитель – фирма STB, Италия). Данный вопрос находится в стаддии разработки, но уже получены первые довольно хорошие результаты. Литература
|
