Дослідження можливості підвищення енергоефективності руднотермічної печі шляхом вибору доцільного діаметру розпаду електродів

B. Міщенко
Отримано 07.08.2023, Доопрацьовано 11.10.2023, Прийнято 28.11.2023
Анотація

Метa. З’ясувати доцільність зміни діаметру розпаду електродів заданого типу руднотермічної печі та складу використовуваної шихти задля підвищення енергоефективності її роботи. Методи дослідження. Проаналізовані існуючі підходи щодо вирішення цього питання з відомих наукових джерел. Для подальшого вирішення поставлених задач використано математичне моделювання та розрахункові експерименти. Наукова новизна. Виявлено, що попередні дослідження робились на реальних печах малої потужності і не враховували всі можливі обмежувальні фактори. До недоліків таких натуральних експериментів можна віднести наступне: - не врахована критично допустима межа близькості електродів до футерування ванни; - не розглянуто й компонентно-кількісний склад шихти, який теж впливає на енергетичні показники РТП. Запропоновано на комплексній моделі роботи круглої трьохелектродної руднотермічної печі, провести вище зазначені експерименти та з’ясувати динаміку зростання температури в різних окремих її зонах. На основі цих розрахункових досліджень щодо зміни діаметру розпаду електродів задля знаходження допустимої граничної межі їх розведення виявити можливість більш рівномірного прогріву шихти для різного її компонентно-кількісного складу. Практична значимість. Отримані результати показали, що збільшення діаметру розпаду електродів суттєво підвищує енергоефективність печі, однак існують обмеження пов’язані з належною експлуатацією футерування печі при надто близькому розташуванні до них. Слід також зазначити, що представлена в роботі методика та використаний інструментарій дозволяють проводити подальші подібні дослідження для будь-яких печей такого типу та різного компонентно-кількісного складу шихти і, зменшуючи дискретність діаметру розпаду електродів, точніше визначити бажану його величину. Результати. У кожному конкретному випадку необхідно визначати допустиму межу розведення електродів. Для існуючих в Україні печей необхідно мати конструктивний механізм щодо можливості такого розведення. Встановлено, що компонентно-кількісний склад шихти, хоч і не в значній мірі, також впливає на обсяги споживання піччю електричної енергії. Крім того за рахунок доцільного розведення електродів в печі, спостерігається ще і скорочення часу плавки, а це підвищує продуктивність обладнання та ефективність використання футеровки і електродів

Ключові слова:
руднотермічна піч; діаметр розпаду електродів; енергоефективність; електрична енергія; комплексна математична модель; компонентно-кількісний склад шихти

Взято з Том 21, № 2, 2023

Сторінки 31–37

Використані джерела ЦИТУВАТИ

[1] Струнский Б.М. Расчёты руднотермических печей. – М.: Металлургия. - 1982.- 192 с.

[2] Гаврилов В.А., Поляков И.И., Поляков О.И. Оптимизация режимов работы ферросплавных печей. – М.: Металлургия. – 1996. -176 с.

[3] Shkirmontov A.P. Establishing the theoretical foundations and energy parameters for the production of ferroalloys with a larger-than-normal gap under the electrode // Metallurgist. – 2009. – V. 53. – N 5-6. – P. 300 – 308. Scopus, Q3.

[4] Shkirmontov A.P. Theoretical principles and energy parameters in ferrosilicon production with an increase in the electrode spacing and the distance from the electrodes to the bath // Metallurgist. – 2009. – V. 53. – N 5–6. – P. 373 – 379. Scopus

[5] Shkirmontov A.P. Determination of the energy parameters for the smelting of manganese ferroalloys with increases in the electrode gap and electrode spacing // Metallurgist.–2009.– V. 53.– N 7-8. – P.512 – 517. Scopus, Q3

[6] Качан Ю.Г. Алгоритм розрахунку температурного поля ванни руднотермічної печі /Ю.Г. Качан, Ю.Б. Ліуш, В.Ю. Міщенко // Вісник ХНУ. – 2018. – № 3 (261). – С. 19-22.

[7] Kachan Yu. H. Determination of distribution of introduced energy by volume of ore-thermal furnace. / Yu.H. Kachan, V.Yu. Mishchenko// Naukovyi Visnyk NHU. – 2019. – № 3. – 138-145

[8] Mishchenko V.Yu. Definition ways of the current spreading process in the internal volume of the ore-thermal furnace./ V.Yu. Mishchenko, Yu.H. Kachan// Electrical Engineering And Power Engineering. – №2. – 2019. – 51-57

[9] Качан Ю.Г. Визначення обсягів розплаву та шлаку під час плавки в феросплавній печі / Ю.Г. Качан, В.Ю. Міщенко// СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ МЕТАЛУРГІЇ. Наукові вісті. №23, (2020). – Дніпро: НМетАУ –ІВК «Системні технології», 2020. – с. 53-62

[10] Міщенко В.Ю. Ідентифікація параметрів комплексної моделі руднотермічної печі та її адекватність. /В.Ю. Міщенко // СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ МЕТАЛУРГІЇ. Наукові вісті. №26, (2023). – Дніпро: УДУНТ – ІВК «Системні технології», 2023. – с. 71-83 

[11] Єгоров, С. Г. Конструкції агрегатів кольорової металургії [Текст] / С. Г. Єгоров, І. Ф. Червоний, Р. М. Воляр, під ред. д.т.н., проф. Червоного І. Ф.; Запоріз. держ. інж. акад. – Запоріжжя: ЗДІА, 2012. – 230 с.

[12] Мастрюков, Б. С. Теория, конструкция и расчёт металлургических печей. Т.2. Расчёты металлургических печей [Текст] / Б. С. Мастрюков. – М.: Металлургия, 1986. – 376 с.

[13] Металлургия марганца Украины / Б.Ф.Величко, В.А.Гаврилов, М.И.Гасик, С.Г.Грищенко, А.В.Коваль, А.Н.Овчарук // Київ, Техніка. 1996 – 470 с

[14] Офіційний сайт АТ «Запорізький завод феросплавів» [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://zfz.com.ua/

[15] Офіційний сайт АТ «Нікопольський завод феросплавів» [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://www.nzf.com.ua/main.aspx

[16] Офіційний сайт компанії «YDD CORPORATION» [Електронний ресурс]. – Режим доступу: https://yddcorp.kz/ 

Mishchenko, V. (2023). On the possibility of increasing the energy efficiency of the ore-thermal furnace by choosing the appropriate diameter of the breakdown of the electrodes. Journal of Kryvyi Rih National University, 21(2), 31-37. https://doi.org/10.31721/2306-5451-2023-1-57-31-37
uk