Разработка методики расчета энергетических показателей электрических дуг и способов их повышения в дуговых сталеплавильных печах

• Автор: Макаров, Роман Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И
ТЕПЛООБМЕНА В ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ
11. Типы дуговых сталеплавильных печей
1.2. Расчет электрических характеристик дуговых сталеплавильных печей
1.3. Основы расчета теплообмена в дуговых сталеплавильных печах
ГЛАВА 2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
* ДУГИ В ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ ТРЕХФАЗНОГО И
ПОСТОЯННОГО ТОКОВ
2.1 Электрическая дуга в дуговых сталеплавильных печах трехфазного и постоянного токов
2.2. Определение основных энергетических параметров элементарных источников излучения
2.3. Угловые коэффициенты излучения поверхностей и газовых объемов.
2.4. Исследование излучения коаксиальных цилиндров
* 2.5. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДУГ В ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ
3.1. Определение углового коэффициента излучения электрической дуги на ванну металла при их взаимном перпендикулярном положении
3.2. Определение углового коэффициента излучения электрической дуги при ее наклонном положении на участки ванны, расположенные между откосами и столбом дуги

3.3. Определение углового коэффициента электрической дуги При ее наклонном положении на участки ванны, расположенные между осью симметрии печи и столбом дуги
3.4. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ УГЛОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИЗЛУЧЕНИЯ И КПД ДУГ В ДУТОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ ТРЕХФАЗНОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКОВ
4.1. Расчет угловых коэффициентов излучения элекгрических дуг в ДСПТТ и ДСППТ
4.2. Расчет коэффициента полезного действия дуг в ДСПТТ и ДСППТ... 109 & 4.3. Анализ кпд дуг и способов плавки стали в дуговых сталеплавильных
печах
4.4. Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА КПД ДУГ В ПРАКТИКЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
5.1. Анализ влияния напряжения на дугах на кпд дуг и теплообмен в дуговых сталеплавильных печах

5.2. Анализ влияния реактивного сопротивления ЭПУ на кпд дуг и теплообмен в дуговых сталеплавильных печах
5.3. Расчет теплообмена в поглощающей среде дуговых сталеплавильных печей
5.4. Выводы по пятой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время доля электростали, то есть стали, выплавляемой в дуговых сталеплавильных печах, в мировой выплавке стати составляет более 30% (33% в 1999 г. [1]). Выплавка стали к 2010 г. прогнозируется на уровне 830 млн.т/год при доли электростали 40%. Выплавка электростали продолжает увеличиваться вместе с кислородно-конверторным производством стали, потеснив до 14-16% мартеновское производство, которое было основным в производстве стали в начале 20 века. Вместимость печей увеличилась с 3 т в 1900 г. до 150-200 т в 2000 г.
Рост вместимости печей сопровождался ростом мощности печей с 0,45 МВА в начале 20 века до 100 МВА в конце 20 века. Производительность печей возросла с 100 тыс.т стали в год в 1950-е годы до 500 тыс.т стали в год в 1990-е годы до 1 млн.т стали в год в 2000 г. рост мощности печей осуществлялся за счет увеличения напряжения электропечного трансформатора, тока дуги. Вторичное напряжение электропечного трансформатора увеличилось с 100 В в начале 20 в. до 760-1100В в конце века, ток дуги возрос за этот период с 2 кА до 60-70 кА дуговых сталеплавильных печах трехфазного тока (ДСПТТ) и до 100 кА в дуговых сталеплавильных печах постоянного тока (ДСГ1ПТ). Печи постоянного тока ДСППТ получили промышленное распространение с 1970-х годов с развитием полупроводниковой техники и в настоящее время конкурируют с ДСПТТ по мощности, производительности, удельному расходу электроэнергии и электродов. Первичное напряжение электропечного трансформатора возросло с 6, 10 кВ до 110 кВ.
За столетний период существования дуговых сталеплавильных печей (ДСП) вследствие совершенствования электрооборудования, электрических и тепловых режимов, технологии плавки стали удельный расход электроэнергии снизился с 800-750 кВт-ч/т в начале века до 485 кВт-ч/т в 1970-е годы. В последующие 1980-е годы удельный расход

вызванные многократным отражением излучения дуг, и потоки излучения самих нагретых поверхностей, а также потоки излучения от газа.
Рис. 1.4. Схема теплообмена в рабочем пространстве дуговой сталеплавильной печи трехфазного тока
Суммарный поток излучения, падающий на /-тую зону свободного пространства, будет равен сумме составляющих его потоков излучений, то есть сумме падающих в данную зону тепловых потоков. В этом заключается принцип аддитивности излучения. Исходя из этого свойства излучения, поверхностная плотность падающего в /-тую зону теплового потока находится как сумма, в которую входят: плотность падающего теплового потока ОТ собственного излучения дуг Цт;(, плотность падающего потока, вызванного многократным отражением излучения дуг qino плотность падающего теплового потока от нагретых поверхностей q,nn плотность потока излучения от электродов qwy, плотность теплового потока, падающего от газовой среды qmf.