Введение
1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования 9
1.1. Обзор развития дуговых сталеплавильных печей 9
1.2. Обзор систем охлаждения, применяемых в дуговых сталеплавильных печах 16
1.3. Обзор исследований теплообмена в дуговых сталеплавильных печах 20
1.3.1. Представление о печной электрической дуге 20
1.3.2. Обзор методик расчета теплообмена в свободном пространстве дуговых печей 28
1.3.3. Обзор исследований теплообмена в печах с водоохлаждае-мыми элементами 40
1.3.4. Обзор исследований вспенивания шлака в дуговой печи 41
1 АВыводы по главе и постановка задачи исследования 45
2. Математическая модель теплообмена в дуговой сталеплавильной печи 46
2.1. Разработка математической модели передачи теплоты из свободного пространства печи к охлаждающей панели воде 46
2.2.Особенности работы печи в режимах закрытого и открытого горения дуг 53
2.2.1. Режим закрытого горения дуг 53
2.2.2. Режим открытого горения дуг 54
2.3.Моделирование теплообмена в прикатодном и прианодном участках дуговой печи 56
2.3.1. Математическая модель шарового сегмента 56
2.3.2. Методика расчета выдувания дуги из-под электрода 58
2.3.3. Распределение мощности в катодно-анодном участке 60
2.3.4. Методика расчёта высоты слоя вспененного шлака 63
2.4.Математическая модель тепловых потоков от источников излучения в печи 65
2.4.1. Расчёт плотности падающих потоков электрических дуг 65
2.4.2. Расчёт плотностей падающих потоков газокислородных горелок 66
2.4.3. Расчёт плотности падающих потоков от электродов 66
2.4.4. Расчёт плотности падающих потоков с поверхности ванны ... 67
2.4.5. Расчет теплообмена в поглощающей среде печи 70
2.5.Выводы по главе 73
Экспериментальное исследование теплообмена в свободном пространстве шахтной дуговой сталеплавильной печи "Фукс" 74
3.1. Объект исследования 74
3.1.1. Характеристики шахтной дуговой сталеплавильной печи "Фукс" в ЭСПЦ ОАО «Северсталь» 74
3.1.2. Технология выплавки полупродукта в шахтной печи «Фукс» при работе на 100% твердой шихте 77
3.1.3. Выплавка при работе с использованием жидкого чугуна 78
3.2.Методика проведения опытов 79
3.2.1. Методика измерения тепловых потоков 79
3.2.2. Калориметрический метод исследования тепловых потоков на поверхности панелей 80
3.2.3. Метод исследования тепловых потоков на поверхности панелей с помощью тепломеров 82
3.3.Полученные опытные данные. 83
3.4. Анализ опытных данных 96
3.4.1. Влияние периода плавки и местоположения панелей на распределение результирующих плотностей потоков в печи .. 96
3.4.2. Влияние шлака на значения результирующих плотностей тепловых потоков в панели 98
3.4.3. Влияние вспененного шлака на значения тепловых потоков.. 99
3.4.4. Изменение плотностей падающих потоков по высоте панелей 100
3.5.Выводы по главе 100
Применение математической модели теплообмена в свободном пространстве электродуговой сталеплавильной печи для разработки её водоохлаждаемых элементов 102
4.1 .Адаптация математической модели 102
4.1.1. Результирующий поток в панели холодной зоны печи в период закрытого горения электрических дуг 102
4.1.2. Результирующий поток в панели горячей зоны печи в период закрытого горения электрических дуг 105
4.1.3. Результирующие тепловые потоки в панели горячей зоны в режиме открытого горения дуг 109
4.1.4. Результирующие тепловые потоки в панели холодной зоны в режиме открытого горения дуг 113
4.1.5. Результирующие тепловые потоки в панели при работе печи со вспененным шлаком 114
4.1.6. Сравнение результатов, полученных теоретическим и опыт ным путем 115
4.1.7. Плотности падающих тепловых потоков 116
4.2.Разработка инженерной методики расчета системы охлаждения дуговой сталеплавильной печи 119
4.3.Выводы по главе 123
Выводы по работе 125
Список литературы 125
Приложения 137
