Математическое и программное обеспечение систем
в промышленной и социальной сферах

ISSN (Print): 2306-2053

Входит в eLIBRARY.RU

Импакт-фактор РИНЦ: 0,784

Orcid

Ячиков И.М., Портнова И.В., Быстров М.В.Анализ эффективности использования принудительного охлаждения графитированных электродов для снижения их расхода в электродуговых печах

скачать

Аннотация

Значительную часть затрат готовой продукции при выплавке стали составляет стоимость графитированных электродов, поэтому снижение их удельного расхода является актуальной задачей. Целью работы является анализ эффективности использования охлаждения электрода при подаче газа через осевой канал и испарительного охлаждения боковой поверхности графитированных электродов для снижения их расхода в электродуговых печах трехфазного переменного и постоянного тока путем исследования на компьютерных моделях. Проанализировано тепловое состояние графитированного электрода при подаче газа через осевой канал при заданных геометрических и технологических параметрах в условиях работы ДСП-50. Установлено, что использование газового охлаждения позволяет отвести тепло от электрода в незначительном объеме, так как поступающий в осевой канал газ, имеющий небольшую теплоемкость, быстро нагревается до температур, сопоставимых с температурой самого электрода. Также посредством компьютерного моделирования проанализировано тепловое состояние и угар графитированных электродов для дуговых печей трехфазного и постоянного тока вместимостью 12 т. Показано, что для дуговых печей, работающих на постоянном и трехфазном переменном токе, использование водяного охлаждения электродов позволяет снизить расход графита примерно в полтора раза. Установлено, что подача воды в систему испарительного охлаждения наиболее рациональна в течение 1–2 минут после включения тока. Использование испарительного охлаждения графитированных электродов в дуговых печах может быть рекомендовано для снижения их расхода на действующих и проектируемых дуговых печах малой емкости постоянного и переменного токов.

Ключевые слова

Дуговая печь, графитированный электрод, испарительное охлаждение, угар графита.

Ячиков Игорь Михайлович – д-р техн. наук, проф., проф. кафедры вычислительной техники и Ячиков Игорь Михайлович – профессор кафедры вычислительной техники и программирования ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Портнова Ирина Васильвена – ст. преподаватель кафедры технологий металлургии и литейных процессов ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», г. Магнитогорск, Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Быстров Михаил Викторович – инженер-технолог 2-ой категории отдела главного металлурга публичное акционерное общество «Машиностроительный завод им. Калинина», г. Екатеринбург, , Россия. E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

1. Территория стали: https://www.steelland.ru/news/metallurgy/

2. Колокольцев, В.М. Пути снижения расхода графитированных электродов в дуговых печах / В.М. Колокольцев, И.М. Ячиков, А.В. Сарычев / В сб. Литейные процессы. – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. – С. 51–56.

3. Егоров, А.В. Электроплавильные печи черной металлургии: Уучебник для вузов. / А.В. Егоров. – М.: Металлургия, 1985. 280 с.

4. А.с. СССР 1381738, МКИ Н05В 7/085. Способ регенерации графитовых электродов плавильных печей / В.М. Александров, Б.А. Кулаков, В.К. Дубровин, опубл. 15.03.1988. Бюл. № 10.

5. Пат. 2218676 РФ МКИ Н05В 7/07 Способ восстановления графитированных электродов дуговых электросталеплавильных печей / А.В. Стадничук, В.И. Стадничук, опубл. 10.12.2003 Бюл. № 34.

6. А.с. СССР 1700776, МКИ Н05В 7/085. Способ защиты электрода электродуговой печи от окисления / О.М. Сосонкин, С.И. Герцык, опубл. 23.12.1991. Бюл. № 47.

7. Графитированные электроды и специализированные системы технического обслуживания сталеплавильных цехов во всем мире. SGL Group // Металлургическое производство и технология. – 2014. – № 2. – С. 16–21.

8. Грудницкий, О.М. Пути снижения удельного расхода графитированных электродов на электросталеплавильных печах / О.М. Грудницкий, Р.А.-Р. Исхаков, В.К. Коробов // Литье и металлургия. – 2011. – № 1. – С. 100–101.

9. Каблуковский, А.Ф. Краткий справочник электросталевара / А.Ф. Каблуковский, А.Е. Молчанов, М.А. Каблуковская. – М.: Металлургия, 1994. 352 с.

10. Грудницкий, О.М. Влияние климатического фактора на удельный расход графитированных электродов / О.М. Грудницкий, А.И. Рожков, А.В. Феклистов // Литье и металлургия. – 2012. – № 2. – С. 94–97.

11. Дыскина, Б.Ш. Использование техногенных отходов уральского региона для защиты графитированных электродов / Б.Ш. Дыскина, Т.В. Кабанова // Успехи в химии и химической технологии. – 2014. – Т. 28. – № 10. – С. 39–41.

12. Schwabe, W.E. The Mechanics of Consumption of Graphite Electrodes in Electric Steel Furnaces / W.E. Schwabe // Electric Furnace Proceedings. – 1971. – pp. 140–145.

13. John, R. Montminy Vibration Resistant Thread Design to Prevent Loosening of Graphite Electrode Joints on an Electric Arc Furnace / R. John // http://acs.omnibooksonline.com/data/papers/2007_D032.pdf.

14. Ячиков, И.М. Моделирование теплового состояния графитированного электрода при подаче газа в осевой канал / И.М. Ячиков, И.В. Портнова, М.В. Быстров / В сб. трудов ХV конгресса сталеплавильщиков. – М.: ООО «РПК ПринтАП», 2018. – С. 180–186.

15. Ячиков И.М., Быстров М.В., Портнова И.В. Моделирование теплового состояния электрода ДСП // Свидетельство РФ о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2017617959.

16. Mokhov, V.A. Simulation of the thermal state of graphitized electrodes in an arc furnace with allowance for evaporation cooling / V.A. Mokhov, I.M. Yachikov // Russian metallurgy (Metally). – 2013. – № 6. – С. 465–470.

17. Ячиков, И.М. Моделирование теплового состояния графитированных электродов при испарительном охлаждении / И.М. Ячиков, И.В. Портнова, М.В. Быстров / В сб. Современные научные достижения металлургической теплотехники и их реализация в промышленности. – Екатеринбург: УрФУ, 2018. – С. 203–208.

18. Ячиков, И.М. Использование испарительного охлаждения графитированных электродов для снижения их расхода в дуговых печах малой емкости / И.М. Ячиков, И.В. Портнова, М.В. Быстров / В сб. Современные проблемы электрометаллургии стали. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2017. – Ч. 2. – С. 191–198.