Введение к работе
Актуальность темы. Одной из наиболее энергоемких отраслей промышленности является черная металлургия. Доля затрат на топливо и энергию в общих затратах на производство продукции в этой отрасли составляет около 1/3. Для огнеупорной промышленности, как и для всей отрасли, проблема энергосбережения является весьма актуальной. Решение ее связано, прежде всего, с совершенствованием применяемых в ней топливных печей. В производстве огнеупоров обжиг сырья является энергоемким процессом, осуществляемым преимущественно в печных агрегатах двух типов - во вращающихся и шахтных печах. В последнее время роль шахтных печей возрастает, так как в них, ниже удельные энергозатраты и они позволяют получать высококачественную продукции из особо чистых материалов, требующих температуру обжига выше '2G000 С. В связи с этим важное значение приобретает проблема оптимизации конструктивно-режимных характеристик данных печей, понимаемая как оптимизация их конструктивных решений, тепловых и технологических режимов обжига.
Эффективным методом определения рациональных характеристик шахтных печей является термодинамический анализ их работы, математическое моделирование происходящих в них процессов. Термодинамический анализ позволяет получить простив аналитические' зависимости, выявляющие основные факторы, которые определяют экономичность и эффективность шахтной печи. Математическое моделирование позволяет выявить влияние каждого отдельного конструктивно-режимного параметра на работу печи.
В настоящее время методы термодинамического анализа тепловых процессов в шахтных печах разработаны в недостаточной степени. Не создано обобщенной математической модели высокотемпературной шахтной печи, позволяющей анализировать весь комплекс взаимосвязанных процессов ^ происходящих при обжиге огнеупоров, включая процеооы термического разложения и спекания материала.
Цель работа. Целью данной работы является разработка метода, позволяющего про водить, оценку, эффективности функционирования шахтных печей, как проточных термодинамических сиотем, создание обобщенной математической модели высокотемпературной шахтной печи, разработка н совершенствование высокотемпературных шахтных печей огнеупорного производства.
Новизна работы. Впервые проанализирована работа печного агрега-
та как проточной термодинамической системы. В результате выполненного анализа получено выражение для расчета коэффициента эффективности шахтной печи, позволяющее оценивать степень совершенства конструктивно-режимных параметров агрегата по температурам газовой фазы в определенных точках рабочего пространства. Разработана математическая модель высокотемпературной шахтной печи, связывающая кинетические процессы термического разложения и спекания обжигаемого материала с тепловым режимом работы агрегата.
Практическая ценность. На базе термодинамического анализа и математической модели разработан алгоритм, позволяющий оптимизировать по общим энергозатратам значения основных технических характеристик шахтных печей. С использованием результатов теоретических исследований проведены работы по разработке и совершенствованию высокотемпературных шахтных печей огнеупорного производства.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на Республиканской конференции "Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в черной металлургии" (г. Днепропетровск, 1989 г.) и на научно-практической конференции "Ресурсосбережение при производстве и применении огнеупоров" (г. Екатеринбург, 1994 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений, в которых приведены документы, подтверждающие практическое использование результатов работы, диссертация иллюстрирована 13-ю рисунками, содержит 10 таблиц, библиографический список включает 84 наименования.
