Введение
Глава 1. Состояние вопроса, задачи и методика исследования 8
1.1 Тепло-технологические особенности электроплавки металлизованных окатышей в ванне дуговой печи 9
1.2 Системы управления энерготехнологическим режимом при электроплавке окатышей в дуговой печи 17
1.3 Энергетические и технологические преимущества электроплавки стали с непрерывной загрузкой шихты (окатышей) в ванну печи 20
1.4 Шлаковый режим, обезуглероживание и выбор интенсивности подачи кислорода через ТКГ в дуговую печь 24
1.5 Оценка эффективности работы дуговых печей на трубчатых (полых) электродах при электроплавке стали 29
1.6 Методы проведения экспериментов и моделирования тепло-технологических процессов и задачи исследования по данной проблеме 36
1.7 Выводы и заключение по Главе 1 38
Глава 2. Исследование и моделирование распределения тепловых потоков в дуговой печи при образовании электрической дуги на выходе из осевого отверстия электрода в подэлектродном пространстве агрегата 40
2.1 Анализ теплообмена в дуговой печи при плавке металлизованных окатышей 40
2.2 Исследование процесса угара и нагрева металла при плавке окатышей в дуговой печи 42
2.3 Математическое описание распределения тепловых потоков, падающих от электрических дуг в рабочем пространстве печи 44
2.3.1 Разработка модели расчета функций падающих тепловых потоков от дуг в пространство печи 44
2.3.2 Результаты расчета теплообмена излучением в рабочем пространстве дуговой печи 51
2.3.3 Математическое описание цилиндрического источника излучения 52
2.4 Моделирование теплового состояния ванны ДСП 54
2.4.1 Постановка задачи моделирования теплового состояния ванны ДСП 54
2.4.2 Построение математической модели температурных полей в ванне ДСП 56
2.4.3 Разработка алгоритма модели и программы расчета параметров теплового состояния ванны ДСП 65
2.5 Анализ результатов моделирования теплового состояния ванны 68
2.6 Выводы по Главе 2 70
Глава 3. STRONG Исследование кинетических закономерностей процессов обезуглероживания
металла в дуговой сталеплавильной печи при электроплавке ЖМО STRONG 71
3.1 Термодинамические особенности развития окислительных процессов при обезуглероживании металла в сталеплавильных печах 71
3.2 Анализ работ по исследованию механизма обезуглероживания металла в сталеплавильных печах 76
3.3 Закономерности обезуглероживания металлической ванны переменной массы в дуговой печи 81
3.4 Математическое моделирование процесса обезуглероживания металла при электроплавке окатышей в дуговой печи 88
3.5 Адекватность и результаты расчетов по модели обезуглероживания 93
3.6 Выводы по Главе 3 95
Глава 4. Исследование кинетики и механизма плавления окатышей в системе дуга шлак-металл, разработка математической модели и алгоритма расчета параметров нагрева и плавления ЖМО в ванне ДСП 97
4.1 Теоретические основы взаимодействия твердого тела с железоуглеродистым расплавом 97
4.2 Условия образования корочки на поверхности окатышей при их плавления в ванне дуговой печи 99
4.3 Интенсификация плавления окатышей при их загрузке на шлако-металлический расплав в зону воздействия электрической дуги 101
4.4 Разработка математической модели нагрева и плавления окатыша в системе дуга-шлак-металл 103
4.4.1 Построение математической модели плавления окатыша вне влияния электрической дуги в ванне ДСП 104
4.4.2 Разработка алгоритма и программы расчета плавления окатыша вне влияния электрической дуги в ванне ДСП 110
4.4.3 Построение математической модели плавления окатыша при подаче ЖМО в высокотемпературную зону электрической дуги под электродом 114
4.4.4 Разработка алгоритма и программы расчета плавления окатыша при подаче ЖМО в высокотемпературную зону электрической дуги под электродом 117
4.5 Проверка на адекватность и анализ результатов моделирования процессов нагрева и плавления окатыша в ванне дуговой печи 120
4.6 Выводы по Главе 4 123
Глава 5. Разработка энергосберегающей технологии электроплавки стали с применением комплексной математической модели расчета процессов нагрева, обезуглероживания, плавления и загрузки окатышей через осевые отверстия электродов дуговой печи 124
5.1 Особенности модернизации и анализ методов повышения эффективности электросталеплавильного производства 124
5.2 Анализ работы АСУ-ТП и оптимизация электрического режима при электроплавке ЖМО в дуговой печи 125
5.3 Исследование эффективности электроплавки металлизованных окатышей при их непрерывной подаче через осевые отверстия электродов в ванну дуговой печи 130
5.4 Совершенствование метода загрузки ЖМО в ванну дуговой печи 135
5.5 Особенности работы системы управления режимом электроплавки стали с подачей окатышей в подэлектродное пространство агрегата 140
5.6 Совершенствование технологии электроплавки стали на основе применения комплексной модели расчета процессов нагрева, обезуглероживания, плавления и оптимизации процесса загрузки ЖМО в печь 145
5.7 Выводы и предложения по Главе 5 146
Заключение и общие выводы по работе 147
Библиографический список 150
