Технические науки / Металлургя

Усенко Ю.И., Иванов В.И., Чепрасов А.И., Мосейко Ю.В.

О повышениИ эффективности использования тепловой энергии в КОЛПАКОВЫХ ПЕЧАХ

ПРИ отжигЕ стального проката

(Сообщение 3)

Национальная металлургическая академия Украины,

Запорожская государственная инженерная академия

Данное сообщение является продолжением работ по рациональному использованию тепловой энергии в колпаковых печах при отжиге стального проката [1,2].

Одним из направлений совершенствования тепловой работы колпаковых печей является реализация комбинированного подвода тепловой энергии от двух разнородных автономных источников [3]:

– топливного - со стороны наружной боковой поверхности стопы рулонов стального проката$

– электрического - со стороны ее внутренней боковой поверхности.

Колпаковая печь, оборудованная газовыми горелками, расположенными в нагревательном колпаке, и электрическим нагревателем сопротивления, размещенным в центральном (тупиковом) канале муфеля, в значительной степени лишена недостатков, характерных как для газовых печей данного типа (низкая температура продуктов горения в центральной зоне рабочего пространства печи), так и для электрических печей (ограничение мощности из-за недостатка поверхности для размещения нагревателей, а также высокая стоимость и дефицитность электроэнергии).

Дальнейшее повышение равномерности нагрева внутренней боковой поверхности отдельных рулонов стального проката по высоте стопы в печах предлагаемого типа может быть достигнуто выполнением электрического нагревателя сопротивления с переменной по его длине плотностью намотки витков ленточной спирали [4]. Величина плотности намотки витков ленточной спирали возрастает в направлении от свода колпака к нижнему основанию центрального (глухого) канала муфеля, при этом количество витков ленточной спирали n_i на различных (i-тых) участках длины центрального нагревателя сопротивления определяется соотношением:

, (1)

где b, a – ширина и толщина ленточной спирали, м, соответственно; d, D – диаметр электрического нагревателя сопротивления и центрального канала муфеля, м, соответственно; D – минимально допустимая величина расстояния между соседними витками ленточной спирали нагревателя сопротивления, м; h_i – расстояние от верхнего рабочего торца нагревателя сопротивления до его i-го участка; H – рабочая длина нагревателя сопротивления, м.

Численными экспериментами на ПЭВМ установлено, что на участке стопы рулонов, расположенном вблизи основания центрального канала муфеля, который характеризуется величиной максимальной плотности намотки ленточной спирали, наблюдается максимальное выделение тепловой энергии, что приводит к существенному повышению температуры внутренней боковой поверхности рулонов, расположенных в данной части стопы. В то же время на вышерасположенных участках нагревателя сопротивления, имеющих меньшую плотность намотки витков ленточной спирали, происходит соответствующее снижение количества выделяемой тепловой энергии, что сопровождается понижением температуры внутренней боковой поверхности рулонов стального проката в зоне его действия. В результате, достигается более равномерное повышение теплосодержания различных участков внутренней боковой поверхности рулонов стального проката по высоте стопы.

Литература:

1. О повышении эффективности использования тепловой энергии в колпаковых печах при отжиге стального проката (сообщение 1) / Ю.И. Усенко, В.И. Иванов, А.И. Чепрасов, Ю.В. Мосейко // Ключевые аспекты научной деятельности-2011: междунар. научн.-техн. конф., (7-15 января 2011 г., Internet): тезисы докладов. – Днепропетровск: Наука и образование, 2011. – Т. 14 (Технические науки). – С. 72-74.

2. О повышении эффективности использования тепловой энергии в колпаковых печах при отжиге стального проката (сообщение 2) / Ю.И. Усенко, В.И. Иванов, А.И. Чепрасов, Ю.В. Мосейко // Актуальные научные разработки-2011: междунар. научн.-техн. конф., (17-25 января 2011 г., Internet): тезисы докладов. – Днепропетровск: Наука и образование, 2011. – Т. 14 (Технические науки). – С. 11-12.

3. А. с. № 1735690 (СССР). Электрогазовая колпаковая печь / Ю.Ф.Горшков, Ю.И.Усенко, В.И.Иванов [и др.] – Опубл. 1991. – Бюллетень № 44.

4. Патент України № 22259. Електрогазова ковпакова піч / В.І.Іванов, Ю.І.Усенко, В.П.Грицай [та інші] – Промислова власність. – 1998. – № 4.