blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2015-9-645-651blackmet-726Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИMETALLURGICAL TECHNOLOGIESОСОБЕННОСТИ АЭРОДИНАМИКИ И ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В РАБОЧЕМ ПРОСТРАНСТВЕ СОВРЕМЕННОЙ ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИAERODYNAMICS AND TEMPERATURE FIELD FEATURES IN THE MODERN EAF WORKSPACEВороновГ. В.VoronovG. V.

д.т.н., профессор кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии»,

620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair “Thermal Physics and Informatics in Metallurgy”,

19, Mira str., Ekaterinburg 620002

 

ГольцевВ. А.Gol’tsevV. A.

к.т.н., доцент кафедры «Теплофизика и информатика в металлургии»,

620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Professor of the Chair “Thermal Physics and Informatics in Metallurgy”,

19, Mira str., Ekaterinburg 620002

v.a.goltsev@urfu.ruГлуховИ. В.GlukhovI. V.

студент,

620002, Россия, Екатеринбург, ул. Мира, 19

student,

19, Mira str., Ekaterinburg 620002

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. ЕльцинаРоссияUral Federal University named after the first President of Russia B.N. YeltsinRussian Federation201527112015589645651Copyright © Воронов Г.В., Гольцев В.А., Глухов И.В., 20152015Воронов Г.В., Гольцев В.А., Глухов И.В.Voronov G.V., Gol’tsev V.A., Glukhov I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/726

Представлены результаты анализа материального, элементного по кислороду и теплового балансов рабочего пространства современной дуговой сталеплавильной печи емкостью 120 т. Показано, что приход теплоты при окислении железа и других компонентов шихты настолько значителен, что тепловой режим и технологический процесс в целом приобретают признаки автогенного. Существенные потери с химическим недожогом свидетельствуют о неудовлетворительной организации аэродинамических потоков в объе ме рабочего пространства печи. С использованием компьютерной программы SolidWorks Flow simulation рассмотрены аэродинамические потоки и температурные поля в зоне нахождения холодной шихты, расположенной между электродами и внутренней поверхностью стены печи. Рекомендован рациональный способ установки газокислородных горелок, фурм подачи кислорода и эжекторов для ввода углеродсодержащих материалов в ванну печи.

The paper presents the results of the design study of the material and heat balance on the existing furnace EAF-120 of company «Danieli». It is shown that the arrival of the heat in the oxidation of iron and other components of the charge is signifi cant, and the thermal regime and the whole process become signs of autogenous process. Signifi cant loss of chemical underburning indicate unsatisfactory organization of aerodynamic fl ows in the amount of working space of the furnace. Using a computer program SolidWorks Flow simulation the aerodynamic fl ow and the temperature fi eld in the cold charge location disposed between the electrodes and the inner wall surface of the furnace has been considered. The authors have recommended the rational way to install oxy-fuel burners, oxygen lances and the eductors for inputting carbonaceous material into the bath of the furnace.

печьдугастальметаллшихтаприродный газкислородгорелкафурмафакелуглеродэлектродсводстенаfurnacearcsteelmetalchargenatural gasoxygenburner lancetorchcarbon electrodevaultwallReferencesWorldsteel Association Steel Statistical Yearbook 2011. – Brussels: Worldsteel Committee on Economic Studies, 2011. – 120 p.Worldsteel Association Steel Statistical Yearbook 2011. Brussels: Worldsteel Committee on Economic Studies, 2011. 120 p.Белковский А.Г., Кац Я.Л., Краснянский М.В. Современное сос тояние и тенденции развития технологии производства стали в ДСП и их конструкции // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2013. № 3. С. 72 – 78.BelkovskiiA.G., Kats Ya.L., Krasnyanskii M.V. Current state and development trend of production technology of steel in EAF and their design. Byulleten’ “Chernaya metallurgiya”, 2013, no. 3, pp. 72–78. (In Russ.).Чижиков А.Г., Семин А.Е., Чижикова И.И. Автомобильный лом в структуре металлофонда России и технические решения по его утилизации // Электрометаллургия. 2010. № 4. С. 31 – 36.Chizhikov A.G., Semin A.E.,Chizhikova I.I. Automobile scrap in the structure of Russian metal reserves and the technical solutions for its disposal. Elektrometallurgiya. 2010, no. 4, pp. 31–36. (In Russ.).Лякишев Н.П. Электрометаллургия – динамично развивающаяся отрасль сталеплавильного производства // Сталь. 2006. № 11. С. 58 – 63.Lyakishev N.P. Electrometallurgy – dynamic steelmaking industry. Stal’. 2006, no. 11, pp. 58–63. (In Russ.).Проектирование и оборудование сталеплавильных цехов / В.М. Обухов, В.М. Шариков, Ю.А. Дерябин – Екатеринбург: УЦАО, 2010. – 410 с.Obukhov V.M., Sharikov V.M., Deryabin Yu.A., Spirin V.A., Chernavin S.B. Proektirovanie i oborudovanie staleplavil’nykh tsekhov [Design and equipment of steelworks]. Ekaterinburg: UTsAO, 2010. 410 p. (In Russ.).SIMETAL Ultimate. Leading EAF technology from a single source – powerful, flexible, environmentally compatible. http://www.industry.siemens.com/datapool/industry/industrysolutions/metals/simetal/en/SIMETAL-Ultimate-en.pdfSIMETAL Ultimate. Leading EAF technology from a single source – powerful, fl exible, environmentally compatible. Available at URL: http://www.industry.siemens.com/datapool/industry/industrysolutions/metals/simetal/en/SIMETAL-Ultimate-en.pdfВоронов Г.В., Антропов М.В., Порох О.В. Особенности аэродинамики в рабочем пространстве современной дуговой сталеплавильной печи // Новые огнеупоры. 2014. № 7. С. 19 – 21.Voronov, G.V., Antropov M.V., Porokh O.V. Features of aerodynamics in the workspace of modern electric arc furnace. Novye ogneupory. 2014, no. 7, pp. 19–21. (In Russ.).Ванюков А.В., Зайцев В.Я. Теория пирометаллургических процессов. – М.: Металлургия, 1973. – 504 с.Vanyukov A.V., Zaitsev V.Ya. Teoriya pirometallurgicheskikh protse ssov [Theory of pyrometallurgical processes]. Moscow: Metallurgiya, 1973. 504 p. (In Russ.).Logar V., Dovzan D., Skrjanc I. Mathematical Modeling and Experimental Validation of an Electric Arc Furnace // ISIJ International. 2012. Vol. 52. No. 3. P. 382 – 391.LogarV., DovzanD., SkrjancI. Mathematical Modeling and Experimental Validation of an Electric Arc Furnace. ISIJ International. 2012. Vol. 52, no. 3, pp. 382–391.Logar V., Dovzan D., Skrjanc I. Modeling and Validation of an Electric Arc Furnace. Part 1. Heat and Mass Transfer // Ibid International. 2012. Vol. 52. No. 3. P. 402 – 412.LogarV., DovzanD., SkrjancI. Modeling and Validation of an Electric Arc Furnace. Part 1: Heat and Mass Transfer, Ibid International. 2012. Vol. 52, no. 3, pp. 402–412.Воронов Г.В., Антропов М.В., Глухов И.В. Газодинамика рабочего пространства современной дуговой сталеплавильной печи // Новые огнеупоры. 2014. № 11. С. 23 – 25.Voronov G.V., Antropov M.V., Glukhov I.V. Gasdynamics of the workspace of modern electric arc furnace. Novye ogneupory. 2014, no. 11, pp. 23–25. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.