Научно-технический и производственный журнал.
Издается с января 1958 года. Индекс: 70383
ISSN 2410-2091 (Online), ISSN 0368-0797 (Print)
 
 
 
 

Послать статью

 

КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ РАБОТЫ КАМЕРНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ НАГРЕВА ПОД ЗАКАЛКУ ТОНКОГО СТАЛЬНОГО ЛИСТА

стр. 803-809

Авторы: Спитченко Д. И.1, Казяев М. Д.1, Киселев Е. В.1, Вохмяков А. М.2, Казяев Д. М.2

1 Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19)
Спитченко Д. И. - к.т.н., ассистент кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии», начальник проектного отдела (email: d.i.spitchenko@urfu.ru)
Казяев М. Д. - к.т.н, профессор кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии» (email: termocomplex@r66.ru)
Киселев Е. В. - к.т.н., доцент кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии» (email: ev.kiselev@urfu.ru)
2 ООО «НПК «УралТермоКомплекс» (Россия, 620137, Свердловская область, Екатеринбург, ул. Посадская, 23, оф. 306-308)
Вохмяков А. М. - к.т.н., начальник производственно-технического отдела (email: vam@termokomplex.ru)
Казяев Д. М. - директор (email: termokomplex@r66.ru)

Аннотация: Повышение производительности сталеплавильных агрегатов возможно при изменении способов производства стали. Такие изменения влекут за собой и серьезные изменения в последующих переделах: в обработке металлов давлением, в термической обработке готовой металлической продукции. Известно, что именно эти два металлургических передела насыщены большим количеством нагревательных и термических печей, тепловая работа которых не всегда соответствует повышенным требованиям к качеству выпускаемой продукции. Вопросы улучшения тепловой работы печей также актуальны и в машиностроении. К повышенным требованиям технологического характера добавляются очень жесткие требования по улучшению экологической обстановки. Следовательно, требуется новая концепция проектирования и строительства современных производительных и высокоавтоматизированных промышленных нагревательных и термических печей. С целью совершенствования конструкции и улучшения технико-экономических показателей проводится техническое перевооружение устаревших и строительство новых промышленных печей. При проектировании и строительстве печей применяются топливосжигающие устройства новых конструкций и современные материалы. В свою очередь, это вызывает необходимость использования новых подходов к формированию рабочего пространства и системы отопления печи с учетом компоновки садки нагреваемых изделий. Такие мероприятия проводятся, как правило, в действующих цехах, что вызывает определенные трудности в связи с ограниченностью предоставляемых площадей для размещения новых печей и оборудования для работы и обслуживания. Рассмотрено комплексное исследование конструкции и тепловой работы блока из трех камерных термических печей со специфической загрузкой и выдачей нагреваемого тонкого листа, построенных в ограниченном пространстве цеха.

Ключевые слова: нагрев под закалку, камерная печь, стационарный под, особенность загрузки и выдачи, система отопления, рекуперативные горелки, теплотехническое исследование, газодинамический режим, моделирование

DOI: 10.17073/0368-0797-2019-10-803-809

Библиография:
  1. Зобнин Б.Ф. Нагревательные печи. Теория и расчет. – М.: Машиностроение, 1964. – 311 с.
  2. Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая работа и конструкции печей черной металлургии. – М.: Металлургия, 1989. – 462 с.
  3. Казяев М.Д., Вохмяков А.М., Киселев Е.В., Спитченко Д.И., Казяев Д.М. Влияние конструкции футеровки и типа топливосжигающих устройств на тепловую работу камерных вертикальных печей. – В кн.: Энергосберегающие технологии в промышленности. Печные агрегаты. Экология. Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции, посвященной 150-летию великого русского металлурга В.Е. Грум-Гржимайло. 15-17 октября 2014 г. – М.: Изд. дом МИСиС, 2014. С. 224 – 235.
  4. Вохмяков А.М., Казяев М.Д., Казяев Д.М. Автоматизация системы управления тепловым режимом камерной термической печи с выдвижным подом. – В кн.: Труды VIII Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве. – Новокузнецк, СибГИУ, 2013. С. 201 – 206.
  5. Filipponi M., Rossi F., Presciutti A., De Ciantis S., Castellani B., Carpinelli A. Thermal analysis of an industrial furnace // Energies. 2016. Vol. 9. No. 10. Article number 833.
  6. Зобнин Б.Ф., Казяев М.Д., Китаев Б.И. Теплотехнические расчеты металлургических печей: учебное пособие для студентов вузов. – М.: Металлургия, 1982. – 360 с.
  7. Гусовский В.Л., Ладыгичев М.Г., Усачев А.Б. Современные нагревательные и термические печи (конструкции и технические характеристики). Справочник. – М.: Машиностроение, 2001. – 656 с.
  8. Martín E., Meis M., Mourenza C., et al. Fast solution of direct and inverse design problems concerning furnace operation conditions in steel industry // Applied Thermal Engineering. 2012. Vol. 47. P. 41 – 53.
  9. Смольков А.Н., Wohlschlaeger G. Системы прямого и косвенного отопления печей с применением рекуперативных горелок типа BICR. – В кн.: Труды международного конгресса. Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и экология. – М.: Теплотехник, 2004. С. 118 – 125.
  10. Kurek H., Wagner J., Chudnovsky Ya., et al. Direct Flame Impingement for the Efficient and Rapid Heating of Metal Shapes. – International Gas Research Conference. – Vancouver, B.C., Canada, 2004. P. 10.
  11. Wagner J., Kurek H., Chudnovsky Ya., et al. Direct Flame Impingement for the Efficient and Rapid Heating of Ferrous and Nonferrous Shapes. – Reheating Symposium at the Materials Science and Technology. – Pittsburg, Pennsylvania, U.S.A., 2005. P. 23 – 33.
  12. Холлуорт Б.Р., Берри Р.Д. Теплообмен при натекании на поверхность системы струй с большим шагом отверстий // Теплопередача. 1978. № 2. С. 203 – 210.
  13. Khalil E.E. Mathematical modeling of radiative heat transfer in axisymmetric furnaces // AIAA Paper. 1979. No. 99. P. 9.
  14. Johnson T.R., Lowes T.M., Becr J.M. Comparison of calculated temperatures and heat flux with measurements in furnace // Journal of the Institute on Fuel. 1974. Vol. 47. No. 3. P. 39 – 51.
  15. Pollhammer W., Spijker C., Six J., Zoglauer D., Raupenstrauch H. Modeling of a walking beam furnace using CFD-methods // Energy Procedia. 2017. Vol. 120. P. 477 – 483.
  16. Yang Y., Zhou B., Post J.R., et al. Computational fluid dynamics simulation of high temperature metallurgical processes. – TMS Fall Extraction and Processing Division: Sohn International Symposium, San Diego, CA, United States, 2006. Vol. 7. P. 417 – 433.
  17. Gosman A.D., Lockwood F.C. Incorporation of flux model of radiation into a finite difference procedure for furnace calculations. – Proceedings of the 14 th. International Symposium of Combustion, USA, 1972. P 661 – 671.
  18. Михеев М.А. Основы теплопередачи. 3-е изд. перераб. – М.: Госэнергоиздат, 1956. – 392 с.
  19. Samantaray S., Mahapatra S.K., Jena S.K., Sarkar A. Transient mixed convection coupled with surface radiation inside a square cavity with different configurations-A critical study // International Journal of Fluid Mechanics Research. 2013. Vol. 40. No. 6. P. 545 – 563.
  20. Тимофеев В.Н., Февралева И.А. Исследование конвективного теплообмена применительно к нагревательным печам // Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (ВНИИМТ). Бюллетень научно-технической информации. – Свердловск: Металлургиздат, 1958. С.34 – 45.
  21. Гусовский В.Л., Лифшиц А.Е. Методики расчета нагревательных и термических печей. – М.: Теплотехник, 2004. – 400 с.
  22. Campos I.B., Aguirrezabala N.N.,Valdes L.D., Ezenarro B.E., Arantzamendi H.G. Energy efficiency and line productivity improvements for a continuous heat treatment process. – Industrial Summer Study on Industrial Efficiency: Leading the Low-Carbon Transition, Kalkscheune, Berlin, Germany, 2018. P. 431 – 441.

Дата поступления: 28.05.2019

Главный редактор

Леонтьев Леопольд Игоревич

Главный редактор Известия вузов Черная металлургия