Интенсификация плавления шихты в дуговых сталеплавильных печах путем оптимизации управления энергетическим режимом

• Автор: Ахметов, Урал Булякбаевич
• Шифр специальности: 05.16.02, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СПОСОБЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАСПЛАВЛЕНИЯ

МЕТАЛЛОШИХТЫ И ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ.
1.1. Современные способы организации и интенсификации технологических и энергетических процессов при выплавке стали в ДС
1.2. Тепловой режим ДСП и влияние температурных параметров на интенсивность расплавления шихты и нагрева расплава
1.3. Влияние технологических ограничений режима энергопотребления ДСП на интенсификацию плавления шихты и нагрева расплава.
1.4. Особенности технологического процесса, основные технические характеристики и устройство современных сверхмощных дуговых печей ДСП
1.5. Режимы потребления электрической энергии в процессе электродуговой плавки в сверхмощной ДСП

ГЛАВА 2. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО ИТОГОВОГО

ПРОИЗВОДСТВЕ1ШОЭКОНОМИЧЕСКОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЛАВКИ В ДСП0.
2.1. Существующие способы интенсификации технологического процесса за счет совершенствования электрического режима энергопотребления. Принцип функционирования поискового метода рационального использования электрической энергии
2.2. Общая характеристика параметров электрической дуги как энергетического источника тепловой энергии в ДСП.
2.3. Рабочие характеристики энергетических и электрических параметров энергопотребления при выплавке стали в ДСП0.
2.4. Выбор приоритетного производственноэкономического итогового показателя эффективности интенсификации плавления шихты и нагрева
расплава за счет рационального использования потребляемой ДСП0 электрической мощности.
2.4.1. Исследование влияния электрических параметров энергетического режима при интенсификации процесса расплавления шихты для достижения максимально возможной производительности ДСП
2.4.2. Исследование влияния электрических параметров энергетического режима при интенсификации расплавления шихты и нагрева расплава с целыо минимизации удельного количества электрической энергии, затраченной на выплавку тонны стали в ДСП
2.4.3. Исследование влияния параметров электрического режима при интенсификации технологического процесса электродуговой плавки с
целыо минимизации себестоимости выплавки стали в ДСП0.
2.4.4. Выбор рационального производственноэкономического показателя, обеспечивающего эффективность интенсификации электродуговой плавки в ДСП
ГЛАВА 3. ОБОСНОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПОИСКОВОГО МЕТОДА, ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕГО ИНТЕНСИФИКАЦИЮ ПЛАВЛЕНИЯ И ДОСТИЖЕНИЕ МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДСП
3.1. Принцип реализации поискового метода интенсификации плавления шихты за счет рационального использования электрической энергии, потребляемой ДСП0.
3.2. Общий принцип реализации поискового метода рационального использования электрической энергии с целыо достижения максимально возможной производительности ДСП0.
3.3. Математическое описание поискового метода рационального использования электрической энергии для достижения максимально
возможной производительности ДСП0 при интенсификации
технологического процесса выплавки стали
3.4. Математическое моделирование поискового метода интенсификации расплавления шихты за счет рационального использования электрической
энергии.
ГЛАВА 4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ НАГРЕВА РАСПЛАВА В
ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ
4.1. Анализ эффективности используемых способов интенсификации теплового режима при выплавке стали в ДСП0.
4.2. Интенсификация нагрева расплава при целенаправленном оперативном изменении энергетического режима ДСП
4.3. Способ оценки текущего теплового состояния расплава в технологический период электродуговой плавки
4.3.1. Теоретическое обоснование и математическое описание адаптированного способа оценки реального теплового состояния расплава в электросталеплавильной печи.
4.4. Математическое и физическое моделирование способа оценки текущего температурного состояния расплава в процессе выплавки стали в ДСП.
4.5. Техническая реализация непрерывного способа оценки текущей температуры жидкой стали и апробация предложенного способа в реальных производственных условиях
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Увеличение средней активной мощности потребляемой ДСП и удельного расхода электроэнергии обуславливает повышенную тепловую нагрузку печи. В связи с этим становится более актуальной проблема защиты огнеупорной кладки ДС от перегрева путем непрерывной оценки по ходу плавки температурного состояния огнеупорной футеровки и жидкого металла. Удорожание электроэнергии и энергоносителей с одновременным ужесточением требований к экологической безопасности металлургического производства явилось мощным дополнительным стимулом для использования энергосберегающих режимов работы дуговых печей. Анализируя полученную информацию, можно сделать следующий вывод. В основу современной концепции интенсификации процесса электроплавки и энергосбережения заложена идея комплексного использования всех факторов, влияющих на производительность и удельное количество электрической энергии, затраченной на производство тонны стали. ДСП и снижения тепловых потерь с охлаждающей водой. Современные электросталеплавильные комплексы, в составе которых сверхмощные ДСП работают в едином технологическом потоке с установками печьковш, вакуумирования стали и машинами непрерывного литья заготовок , объединяет необходимость синхронизации технологических циклов каждой операции. Продолжительность общего интервала времени от завалки шихты в ДСП до выдачи непрерывнолитых заготовок составляет не более трех часов. Такой высокий темп работы может быть обеспечен только с использованием современных методов интенсификации расплавления металлошихты. Технологическому обоснованию и разработке детерминированного поискового динамического метода определения рационального электрического режима энергопотребления, обеспечивающего интенсификацию расплавления и поддержания текущей максимально возможной производительности сверхмощной ДСП0, посвящены следующие главы данной диссертационной работы. Тепловой режим определяет физикохимические процессы в дуговой сталеплавильной печи, которые протекают в гетерогенных многофазных системах при высоких температурах и концентрированных источниках подвода энергии , , . Отсутствие достоверной постоянной информации о температурном состоянии ванны по ходу жидких периодов плавки является основной причиной проведения плавки в условиях, отличающихся от наиболее рациональных. Так колебания неконтролируемой текущей температуры металла после окислительной продувки стали ХНТ в т дуговой печи по данным Д. Я. Поволоцкого 3 составляют от до С. Электрическая энергия и тепло полученное от сжигания углеводородного топлива являются основными источниками нагрева и плавления шихты и нагрева жидкой ванны, за исключением периода, когда при использовании в шихте от до жидкого чугуна при продувке расплава кислородом выделяется достаточно большая тепловая энергия от экзотермических реакций окисления. Существует определенная связь между электрическим и тепловым режимами элсктроплавки, определяющими ход технологического процесса. Технологическими параметрами, объективно характеризующими связь электрического и теплового режимов, является температура метала и температура внутренней поверхности огнеупорной кладки ДСП. Непрерывное измерение температуры жидкой стали в ДСП для оценки теплового состояния расплава в процессе электроплавки до сих пор является довольно сложной и не решенной актуальной технологической задачей , . При использовании водоохлаждаемых элементов рабочего пространства особенно панелей важным параметром, ограничивающим подвод тепла от сжигания газа в жидкий период плавки, является температура воды на сливе из каждого охлаждаемого элемента. Эта температура не должна превышать С, т. Проведенный анализ известных методов непрерывной оценки температурного состояния расплавленного металла и рабочего слоя огнеупорной футеровки в ДСП показывает, что до сих пор отсутствует эксплуатационно простой и дешевый метод постоянного определения этих важных технологических параметров з течение всей электроплавки. В данной работе предложен косвенный метод непрерывной оценки температурного состояния жидкого металла, функционально рассчитанный на срок службы, соизмеримый со сроком службы огнеупорной кладки ДСП.