Введение к работе
Актуальность темы
Перед черной металлургией стоят конкретные задачи по экономии и рациональному использованию топливно-энергетического потенциала.
В нынешних условиях необходимо учитывать возрастание стоимости, дефицит топлива и электрической энергии, нарастающий энергетический кризис.
Технология разливки стали нуждается в высококачественном, дешевом утеплителе на основе растительного сырья.
Отсутствие в Республике Беларусь такого утеплителя диктует необходимость разработки технологии получения и производства утеплявших смесей для нуад металлургических предприятий из льняной костры.
Применение новых технологий и оптимизация существующих режимов работы теплотехнологического оборудования позволяет дооиться экономии топлива и повышения качества слитка.
Суаествуюдие результаты исследований теплотехнологяческих процессов не дают ответов на все вопросы, поэтому наряду с трудоемкими и дорогостоящими экспериментальными исследованиями на объектах необходимо продолжить теоретические исследования на основе математического, моделирования.
Это позволяет оптимизировать технологические процессы производства стали и на основе внедрения новых технологий добиться экономии топливно-энергетических ресурсов. В связи с этим настоящая работа, в которой изучается влияние различных факторов на процессы охлаждения и нагрева заготовок, представляется актуальной.
Связь работы с научными программами
Работа выполнена в рамках программы 71.02 «Энергосбережение» Республики Беларусь.
Цель и задачи исследования
Целью и задачей настоящей работы является разработка ресурсо-и энергосберегающих технологий в основных металлургических переделах: затвердевания и охлаждения слитка в машинах непрерывной разливки стали и последующего нагрева в печах перед прокаткой.Конкрет-
но эти задачи сведены к решении следующих частных вопросов:
-
Создание нового состава утеплителя на основе льняной костры.
-
Усовершенствование и разработка режимов затвердевания и охлаждения непрерывнолитых заготовок.
-
Разработка оптимальних режимов нагрева слитков в подогревательных пачах.
Научная новизна
В диссертационной работе на базе экспериментально-теоретических исследований:
разработана новая технология получения и применения утепляющих смесей на основе льняной костры для теплоизоляции зеркала металла в сталеразливочном и промежуточном ковшах машин непрерывного литья заготовок;
выполнен расчет оптимального режима нагрева металла в проходных печах с точки зрения минимизации окалинообразования с использованием метода асимптотической магистральной оптимизации;
разработаны новые энерго- и ресурсосберегаюиие технологии кагрева непрерывнолитых заготовок в проходных подогревательных, печах.
Практическая ценность и внедрение результатов
Важное практическое значение имеет разработанная технология -получения утепляющих и защитных смесей на основе льняной костры для теплоизоляции зеркала металла в сталеразливочном ковше и промежуточном ковше машин непрерывного литья заготовок.
Методика расчетов режимов вторичного охлаждения может быть использована при проектировании новых машин непрерывного литья заготовок, а также при разработке и оптимизации их тепловых режимов. Прикладное значение приобретают результаты расчета оптимального режима нагрева металла с минимальным окислением и расходом топлива.
Разработанный подход к расчету оптимального нагрева металла позволяет исследовать температурво-тепловые режимы нагревательных печей при произвольной производительности и в сущности перенесен на нагревательные устройства других конструкций.
Практические и теоретические результаты диссертации могут быть
использованы теплотехническими службами, отделами металлургических и машиностроительных предприятий, занимающимися проблемами экс-луатации, автоматизации проектирования нагревательных печей.
Основные результаты работы прошли опытно-промышленное опробование и внедрены на Белорусском металлургическом заводе СБМЭ).
Экономическая значимость
Разработанная технология изготовления и использования нового вида утеплителя позволяет полностью отказаться от закупок утепляющих смесей за рубежом и перейти на собственное производство с использованием отходов местной промышленности.
Оптимальные режимы нагрева и охлаждения заготовок позволяют снизить удельный расход топлива и электрической энергии.
При использовании результатов диссертации в качестве коммерческого продукта имеется возможность получения экономической выгоды.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Технология получения и применения утеплителя на основе льняной костры. Эта технология является наиболее приемлемой для условий Республики Беларусь, так как позволяет использовать отходы льняного производства с льнозаводов республики, получать новые утепляющие материалы для замены зарубежных аналогов. Применение технологии позволяет понизить температуру разливки стали, т.е. улучшить качество стали и снизить расход электроэнергии на выплавку.
-
Защищаются теоретические и экспериментальные результаты охлаждения заготовок при разливке на МНЛЭ и нагрева перед прокаткой, которые позволяют установить закономерности тепловых процессов на данных видах технологического оборудования. Все это позволяет улучшить характеристики продукции и повысить'производительность труда.
Личный вклад автора
Лично автором проведены следующие экспериментально-теоретические исследования:
- разработана новая технология получения утепляющих и защитных смесей лля изоляции зеркала металла в стаперазливочном и промежуточном ковшах машин непрерывного литья заготовок и проведено ее
промышленное опробование;
проведены экспериментальные исследования режимов затвердевания стали на МНЛЭ-3 БМЗ и разработаны рациональные режимы вторичного охлаждения;
выполнены экспериментально-теоретические исследования и разработаны рациональные режимы нагрева нелрерывнолитых заготовок в проходной подогревательной печи стана 850 БМЗ;
проведен расчет оптимального по окалинообразованию режима нагрева металла в проходных печах с использованием метода асимптотической магистральной оптимизации. Целесообразность применения данного метода в задачах тепловой обработки металла доказана на примере расчета нагрева термомаосивной пластины.
Апробация результатов работы
Результаты исследований, включенных в диссертацию, докладывались на 51-й научно-технической конференциии профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов и студентов Белорусской государственной политехнической академии, посвященной 75-летию БГПА «Состояние и перспективы развития науки и подготовки инженеров высокой квалификации в БГПА>, 1993 г.
Структура и объем диссертации
