Physical Model of Influence of CaO–FeO–SiO2  Powder Fraction on the Heat Transfer from Torch

Л. Молчанов; Т. Голуб; Є. Синегін; С. Семикін

doi:10.15407/scine18.04.064

Автор(и)

Л. Молчанов Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України https://orcid.org/0000-0001-6139-5956
Т. Голуб Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України https://orcid.org/0000-0001-9269-2953
Є. Синегін Національна металургійна академія України https://orcid.org/0000-0002-9983-3971
С. Семикін Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України https://orcid.org/0000-0002-7365-2259

DOI:

https://doi.org/10.15407/scine18.04.064

Ключові слова:

киснево-конверторний процес, фізичне моделювання факелу газів, що відходять з агрегату після допалювання, моделювання запиленості середовища факелу, візуальні характеристики факела, теплообмін

Анотація

Вступ. Одним з основних шляхів передачі теплоти в металургійних агрегатах є взаємодія шихти з палаючим газовим факелом, перенос теплоти від якого здійснюється переважно випромінюванням. Зокрема, кисневе конвертування за властивих йому температурних і хімічних умов протікання окислювальних процесів супроводжується реакціями
горіння з утворенням факелу як в порожнині конвертера, безпосередньо в реакційній зоні, так і над горловиною конвертера в результаті часткового допалювання газів, що виходять з агрегату.
Проблематика. Процеси у металургійних агрегатах супроводжуються значним димо- та пиловиділенням, що повинно чинити вплив на ефективність передачі теплоти від факелу допалювання вихідних газів металевій ванні, яка є додатковим джерелом тепла в процесі конвертування.

Мета. Дослідження впливу введення твердих порошкоподібних компонентів в середовище навколо факелу на його теплопередачу.
Матеріали й методи. Дослідження проведено на фізичній моделі палаючого факелу при подачі в факел у потоці повітря порошків системи CaO-FeO-SiO₂. Величина теплового потоку оцінювалася за зареєстрованою різницею температур на різних ділянках моделі.
Результати. Встановлено, що введення як повітря, так і будь-якого твердого матеріалу з температурою значно
нижчою за температуру факела, негативно впливає на теплопередачу від факела випромінюванням. Однак загальний тепловий потік не зазнає значних змін через можливу участь твердих частинок, що нагріваються, в інших способах теплопередачі. Для системи CaO-FeO-SiO₂ найбільший негативний вплив на теплопередачу від факела чинить частка порошку діоксиду кремнію як компонента з найбільшою теплоємністю.
Висновки. Проведені на фізичній моделі дослідження дозволили якісно оцінити вплив запиленості компонентами системи CaO-FeO-SiO₂ середовища палаючого факелу на його тепловіддачу та внесок різних способів теплопередачі від факела в сумарну величину щільності теплового потоку у заданих умовах.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

Л. Молчанов, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України

завідувач відділом Фізико-технічних проблем металургії сталі

Т. Голуб, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України

старший науковий співробітник відділу Фізико-технічних проблем металургії сталі

Є. Синегін, Національна металургійна академія України

доцент кафедри Металургії чавуну та сталі

С. Семикін, Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України

старший науковий співробітник відділу Фізико-технічних проблем металургії сталі

Посилання

Bigeev, А. M. (1988). Steel metallurgy. Theory and technology of steel melting. Cheliabinsk: Metallurgy [in Russian].

Baptizmanskiy, V. I. (1975). Theory of the oxygen-converter process. Moscow: Metallurgy [in Russian].

Makarov, А. N. (2014). Heat transfer in electric arc and flare furnaces and power plants: a textbook for universities. Sankt Petersburg: Lan’ [in Russian].

Kutaladze, S. S. (1990). Heat transfer and hydraulic resistance: a reference book. Moscow: Ekonomizdat [in Russian].

Bloh, А. G. (1967). Heat radiation in boiler plants. Lviv: Energiya [in Russian].

Bloh , А. G., Zhuravlev, Yu. A., Ryzhkov, L. N. (1991). Heat transfer by radiation: a handbook. Мoscow: Energoatomizdat [in Russian].

Маkarov, А. N., Svenchanskiy, A. D. (1992). Optimal thermal conditions of steel arc furnaces. Мoscow: Energoatomizdat [in Russian].

Маkаrov, А. N. (1998). Heat transfer in electric arc furnaces. Тver: Tver State Technical University [in Russian].

Telegin, A. S. (1993). Heat engineering calculations of metallurgical furnaces: textbook Moscow: Metallurgiya [in Russian].

Кrivdin, V. А., Yegorov, A. V. (1989). Thermal work and constructions of ferrous metallurgy furnaces. Moscow: Metallurgy [in Russian].

Аmetistov, Ye. V. (2000). Fundamentals of the theory of heat transfer: textbook. Мoscow: publishing house of the Moscow Energy Institute [in Russian].

Nevskiy, А. S. (1971). Radiant heat transfer in furnaces and fireplaces. Moscow: Metallurgy [in Russian].

Tymchak, V. M., Gusovskiy, V. L. (1983). Calculation of heating and thermal furnaces. handbook [in Russian].

Husovskiy, V. L., Lifshits, A. Ye. (2004). Methods for calculating heating and thermal furnaces. Moscow: Teplotekhnik [in Russian].

Rumiantsev, V. D. (2006). Heat and mass transfer theory. Dniepropetrovsk: Porogi [in Russian].

Babichev, A. P., Babushkina, N. A., Bratkovskiy, A. M. (1991). Physical quantities. Handbook. Moscow: Energoatomizdat [in Russian].

Chuvanov, О. P., Boychenko, B. M. (2004). Environmental protection and recycling of materials in steel production: a textbook. Dnipropetrovsk: NМеtАU [in Russian].

Zhulkovskiy, О. А., Мasterovenko, Ye. L. (1998). On the features of heat transfer in the gas phase of the oxygen converter. Industrial heat engineering, 20(1), 15–18 [in Russian].