Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ПОДАЧИ ПРИРОДНОГО ГАЗА НА ГАЗОДИНАМИКУ И ТЕПЛООБМЕН В ВОЗДУШНОЙ ФУРМЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-5-357-363

Полный текст:

Аннотация

Известно, что применение природного газа позволяет снизить количество кокса, необходимое для получения чугуна. В обычной фурме природный газ прижимается к поверхности дутьевого канала потоком горячего дутья и плохо смешивается с ним, что приводит к  неполному сжиганию природного газа и его пиролизу. Поэтому проблема полноты сжигания природного газа является актуальной. Одним из способов улучшения перемешивания природного газа и горячего дутья является вывод газового патрубка в дутьевой канал. Однако для этого варианта недостаточно изучены газодинамика и изменение теплового состояния фурмы. Необходимо также учитывать возможность воспламенения природного газа внутри фурмы. В работе исследовано влияние способа подачи природного газа на газодинамику и  теплообмен в воздушной фурме доменной печи с помощью моделирования в среде AnsysFluent 15.0.7. Приняты упрощающие допущения, в  числе которых в качестве области моделирования рассматривается только текучая среда внутри дутьевого канала, а процессы передачи теплоты воде системы охлаждения учитываются в расширенных граничных условиях. Упрощенная схема расчетной области создана в  приложении DesignModeler, а расчетная сетка – в приложении AnsysMeshing. Заданы граничные условия для дутья, природного газа, а также для границы текучей среды с внутренней обечайкой и рыльной частью. Учитывая симметрию расчетной области, вычисления проводили для половины фурмы. Показано, что при заданных условиях подачи дутья и природного газа, горения внутри фурмы с удлиненным до середины дутьевого канала газовым патрубком не происходит, а природный газ перемешивается с горячим дутьем. Улучшение перемешивания природного газа и горячего дутья, с одной стороны, уменьшает тепловой поток на выходе из дутьевого канала и среднюю температуру газовой смеси, с другой стороны, создает условия для полного сгорания природного газа за пределами фурмы.

Об авторах

И. А. Левицкий
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
к.т.н., доцент кафедры энергоэффективных и ресурсосберегающих промышленных технологий


А. Г. Радюк
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
д.т.н., профессор, ведущий научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением


А. Е. Титлянов
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
к.т.н., старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением


Т. Ю. Сидорова
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»
Россия
старший преподаватель кафедры обработки металлов давлением


Список литературы

1. Береснев Н.Г., Курунов И.Ф. Влияние эффективности использования природного газа на показатели работы доменной печи // Металлург. 2009. № 5. С. 34 – 35.

2. Филатов С.В., Курунов И.Ф., Грачев С.Н. и др. Доменное производство НЛМК: традиции, инновации, развитие // Черная металлургия. Бюл. ин-та «Черметинформация». 2014. № 10. С. 30 – 34.

3. Стефанович М.А. Анализ хода доменного процесса. − Свердловск: Металлургиздат, 2010. – 285 с.

4. Ярошевский С.Л., Афанасьева З.К., Кузин А.В. и др. Перспективы и эффективность технологии выплавки чугуна в доменных печах // Новости науки Приднепровья. 2010. С. 25 – 31.

5. Лялюк В.П., Донсков Е.Г., Орел Г.И. и др. Повышение эффективности использования природного газа в современных условиях доменной плавки // Металлургические процессы и оборудование. 2006. № 4(6). С. 48 − 50.

6. Пат. 2191830 РФ, С21В7/16. Воздушная фурма доменной печи / В.Н. Логинов В.Н., В.И. Нетронин, В.А. Шатлов и др.; заявлено 30.10.01; опубл. 27.10.02. Бюл. № 30.

7. Пат. 2222602 РФ, С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи / В.В. Капорулин, В.У. Алевохин, В.Н. Григорьев и др.; заявлено 28.05.02; опубл. 21.01.04. Бюл. № 3.

8. Пат. 2058399 РФ, С21В7/16. Фурма для подачи горячего дутья в доменную печь / Ю.С. Зайцев, О.В. Филипьев, Н.Н. Зайцева и др.; заявлено 27.05.93; опубл. 20.04.96. Бюл. № 11.

9. Пат. 2280698 РФ, С21В7/16. Воздушная фурма доменной печи / А.В. Мокринский, В.А. Шатлов, А.Б. Юрьев и др.; опубл. 27.07.06. Бюл. № 21.

10. Пат. 2164949 РФ, С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи / Г.И. Урбанович, Е.Г. Урбанович, Л.П. Буслаев Л.П. и др.; заявлено 07.12.99; опубл. 10.04.01. Бюл. № 10.

11. Пат. 2245373 РФ, С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи / В.Н. Логинов, М.Ю. Суханов, А.Д. Ухов и др.; заявлено 17.04.03; опубл. 27.01.05. Бюл. № 3.

12. Пат. 2294377 РФ, С21В7/16. Способ подачи природного газа в доменную печь / В.И. Плешков, С.А. Фещенко, И.Н. Шищук и др.; заявлено 03.10.05; опубл. 27.02.07. Бюл. № 6.

13. Пат. 2449022 РФ, С21В7/16. Способ охлаждения фурмы воздушного дутья и подачи природного газа в доменную печь и устройство для его осуществления / Л.А. Зайнуллин, С.В. Филатов, А.В. Кушнарев и др.; заявлено 07.06.10; опубл. 20.12.11. Бюл. № 35.

14. Пат. 2064505 РФ, С21В7/16. Дутьевая фурма доменной печи / Ю.С. Зайцев, О.В. Филипьев, П.С. Савойский и др.; заявлено 28.06.93; опубл. 20.06.00. Бюл. № 17.

15. Чигарев А.В. ANSYS для инженеров. − М.: Машиностроение, 2004. – 512 с.

16. Снегирев А.Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений: Учебное пособие. − СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2009. – 143 с.

17. Левицкий И.А., Радюк А.Г., Титлянов А.Е. и др. Моделирование газодинамики и теплообмена в воздушной фурме доменной печи // Сталь. 2016. № 7. С. 8 – 12.

18. Левицкий И.А., Тарасов Ю.С., Радюк А.Г. и др. Моделирование теплообмена в воздушной фурме доменной печи // Сталь. 2017. № 3. С. 9 – 12.

19. Кутателадзе С.С. Боришанский В.М. Справочник по теплопередаче. − М.: Книга по требованию, 2012. – 415 с.

20. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.: Энергоиздат, 1981. – 416 с.


Для цитирования:


Левицкий И.А., Радюк А.Г., Титлянов А.Е., Сидорова Т.Ю. ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ПОДАЧИ ПРИРОДНОГО ГАЗА НА ГАЗОДИНАМИКУ И ТЕПЛООБМЕН В ВОЗДУШНОЙ ФУРМЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2018;61(5):357-363. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-5-357-363

For citation:


Levitskii I.A., Radyuk A.G., Titlyanov A.E., Sidorova T.Y. INFLUENCE OF THE METHOD OF NATURAL GAS SUPPLYING ON GAS DYNAMICS AND HEAT TRANSFER IN AIR TUYERE OF BLAST FURNACE. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2018;61(5):357-363. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2018-5-357-363

Просмотров: 212


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)