Эффективность использования испарительного охлаждения для снижения расхода графитированных электродов в дуговых печах малой емкости

Автор: Ячиков Игорь Михайлович, Портнова Ирина Васильевна, Быстров Михаил Викторович, Утемисова Анар Алтаевна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия @vestnik-susu-metallurgy

Рубрика: Металлургическая теплотехника и теплоэнергетика

Статья в выпуске: 1 т.22, 2022 года.

Бесплатный доступ

Используемые в дуговых печах графитированные электроды являются расходуемым материалом. В себестоимости произведенных отливок готовой продукции в литейном производстве стоимость графитированных электродов составляет существенную часть затрат, поэтому снижение их удельного расхода является актуальной задачей. Проведен анализ причин, определяющих удельный расход графитированных электродов, и существующих способов снижения удельного угара графитированных электродов, среди рассмотренных способов установлено, что наиболее перспективным направлением является применение водяного испарительного охлаждения. Целью работы является теоретический анализ эффективности испарительного охлаждения водой боковой поверхности графитированных электродов в дуговых печах малой вместимости. Проведено компьютерное моделирование теплового состояния графитированного электрода на примере дуговой печи трехфазного переменного тока вместимостью 6 тонн. Установлено, что испарительное охлаждение графитированных электродов может быть рекомендовано для эксплуатации на действующих и проектируемых дуговых печах малой емкости. Определено, что применение водяного испарительного охлаждения в ДСП-6 снижает температуру графитированного электрода, прежде всего в его верхней части. Установлено, что существует оптимальный расход воды, соответствующий минимуму затрат на графитированные электроды и дополнительную электроэнергию. Использование испарительного охлаждения на дуговых печах малой емкости экономически более целесообразно при использовании графита более низкого качества в отношении его термической стойкости.

Еще

Дуговая печь, графитированный электрод, испарительное охлаждение, угар графита, распылительное кольцо

Короткий адрес: https://readera.org/147236552

IDR: 147236552   |   DOI: 10.14529/met220107

Список литературы Эффективность использования испарительного охлаждения для снижения расхода графитированных электродов в дуговых печах малой емкости

  • Моргунов В.Н. Печи литейных цехов. Характеристика, анализ, классификация: учеб. пособие. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009. 179 с.
  • Об эффективности работы дуговых печей постоянного тока нового поколения при выплавке чугуна и стали / А.В. Афонаскин, И.Д. Андреев, Д.В. Князев и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2005. № 1. С. 26–31.
  • Piekło J., Maj M. Analysis of the State of Stress in the Connection of Graphite Electrodes // Archives of Foundry Engineering. 2015. Vol. 15, iss. 1 spec. Р. 85–88.
  • Про підвищення надійності роботи електродів дугових сталеплавильних печей / М.В. Коваль, В.К. Тарасов, С.С. Пилипенко та ін. // «Металургія». 2016. Вип. 1 (35). С. 58–62.
  • Zhang De-ming (Nantong Yangzi Carbon Co., Ltd., Jiangsu Nantong 226002, China): Analysis for Graphite Electrode Unit Consumption in Manufacture System and Use System of Steelmaking EAF Steel Symposium 91. URL: http://www.issiran.com/public/files/sym/sym91/articles/91%20(117).pdf (дата обращения: 15.10.2019).
  • Грудницкий О.М., Исхаков Р.А.-Р., Коробов В.К. Пути снижения удельного расхода графитированных электродов на электросталеплавильных печах // Литье и металлургия. 2011. № 1. С. 100–101.
  • Дыскина Б.Ш., Кабанова Т.В. Использование техногенных отходов уральского региона для защиты графитированных электродов // Успехи в химии и химической технологии. 2014. Т. 28, № 10. С. 39–41.
  • Ячиков И.М., Быстров М.В., Портнова И.В. Компьютерное моделирование угара графитированного электрода при его испарительном охлаждении в дуговых печах // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве: сб. докл. VIII Всерос. науч.-практ. конф. стдентов, аспирантов и молодых учёных. Екатеринбург: УрФУ, 2019. C. 192–196.
  • Bystrov M.V., Yachikov I.M., Portnova I.V. Modelling of the thermal state and the melting loss of a graphite electrode in the conditions of the evaporative cooling in the arc furnace // IOP Conference. Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 966, 012019. DOI: 10.1088/1757-899X/966/1/012019
  • Electric arc modeling of the EAF using differential evolution algorithm / К. Stopar, M. Kovačič, P. Kitak, J. Pihler // Materials and Manufacturing Processes. 2017. Vol. 32. Р. 1189–1200. DOI: 10.1080/10426914.2016.1257859
  • Yachikov I.M., Kolokol'tsev V.M. Decrease in the consumption of graphitized electrodes in arc furnaces during their forced cooling // Russian metallurgy (Metally). 2009. Vol. 2009, no. 7. P. 622-624. DOI: 10.1134/S0036029509070167
  • Ячиков И.М., Портнова И.В., Быстров М.В. Анализ эффективности использования принудительного охлаждения графитированных электродов для снижения их расхода в электродуговых печах // Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и социальной сферах. 2019. Т. 7, № 1. С. 24–29. DOI: 10.18503/2306-2053-2019-7-1-24-29
  • Mokhov V.A., Yachikov I.M. Simulation of the thermal state of graphitized electrodes in an arc furnace with allowance for evaporation cooling // Russian metallurgy (Metally). 2013. Vol. 2013, no. 6. Р. 465–470. DOI: 10.1134/S0036029513060116
  • Yachikov I.M., Portnova I.V., Bystrov M.V. Efficiency of Application of Evaporative Cooling of Graphite Electrodes to Reduce their Consumption in Arc Furnaces // Materials Science Forum. 2019. Vol. 946. P. 444–449. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.946.444
  • May N., Glickstein J., Waldner M. Multiphysics Modeling of the Graphite Electrode Joint in Electric Arc Furnaces for Scrap Steel Recycling. 2017. URL: https://www.comsol.com/paper/download/437312/may_presentation.pdf (дата обращения: 17.10.2019).
  • Новые технические решения и этапы реконструкции металлургического оборудования РУП «Белорусский металлургический завод» / В.В. Филиппов, В.А. Маточкин, В.А. Тищенко, М.П. Гуляев // Литье и металлургия. 2002. № 1. С. 80–83.
  • Свидетельство РФ о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017617959. Моделирование теплового состояния электрода ДСП / И.М. Ячиков, М.В. Быстров, И.В. Портнова.
  • Окороков Н.В. Дуговые сталеплавильные печи. М.: Металлургия, 1971. 344 с.
  • Ячиков И.М., Портнова И.В., Быстров М.В. Технические решения по снижению угара графитированных электродов в дуговых печах литейного производства // Металлургия машиностроения. 2020. № 1. С. 5–9.
Еще
Статья научная