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

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.

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

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., etс. 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. Печетрубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и экология. – М.: Теплотехник, 2004. С. 118 – 125.

10. Kurek H., Wagner J., Chudnovsky Ya., etс. Direct flame impingement for the efficient and rapid рeating of metal shapes. – International Gas Research Conference. – Vancouver, B.C., Canada, 2004. P. 10.

11. Wagner J., Kurek H., Chudnovsky Ya., etс. Direct flame impingement for the efficient and rapid heating of ferrous and non ferrous 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., etc. 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 14th. International Symposium of Combustion, USA, 1972. P 661 – 671.

18. Михеев М.А. Основы теплопередачи. – 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 ca vity 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., Arant zamendi H.G. Energy efficiency and line productivity improvements for a continuous heat treatment process. – Industrial Sum mer Study on Industrial Efficiency: Leading the Low-Carbon Transition, Kalkscheune, Berlin, Germany, 2018. P. 431 – 441.