КраевУсловия-ПЗ. Тепловое состояние футеровки ковша перед обработкой расплава на установке ковш-печь
 Скачать 157 Kb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
| Модуль 4. Модели с распределенными параметрами. Практическое занятие 4.3. Краевые условия тепловых моделей металлургических объектов. Рассматривается пример. ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ ФУТЕРОВКИ КОВША ПЕРЕД ОБРАБОТКОЙ РАСПЛАВА НА УСТАНОВКЕ КОВШ-ПЕЧЬ Из кандидатской диссертации А.В.ЖаданосаОдной из задач, которую необходимо рассматривать при моделировании теплового состояния расплава во время его обработки на установке ковш-печь, является моделирование процесса нестационарной теплопередачи через футеровку ковша. Характер процесса теплопередачи и величина тепловых потерь зависит от начальных условий, т.е. распределения температуры внутри футеровки ковша. В связи с тем, что с момента выпуска расплава из сталеплавильного агрегата в ковш и началом обработки стали на установке ковш-печь проходит определенное время, необходимо контролировать тепловое состояние ковша в этот период времени. Для обеспечения достаточной точности теплофизических расчетов необходимо учитывать различные виды шлакового покрова в зависимости от технологических операций. 1 Виды теплопередачи в системе расплав-ковш Изменение температуры расплава в период между окончанием выпуска из сталеплавильной печи и началом обработки на установке ковш-печь происходят за счет двух взаимосвязанных факторов: тепловых потерь с поверхности расплава вследствие излучения и конвекции, нагрева и теплопередачи через футеровку ковша. При определении тепловых потерь, согласно [50] принимаем допущение, что расплав в ковше хорошо перемешивается конвективными потоками. Поэтому предполагаем, что в любой точке объема температура жидкой стали можно считать постоянной. Ковш с массой налива 120 т (рис. 2.1.) имеет следующие геометрические размеры: Полная высота  = 3,7 м; внутренняя высота  = 3,28 м; внешний нижний диаметр  = 3,1 м; внутренний нижний диаметр  = 2,59 м; внешний верхний диаметр  = 3,55 м; внутренний верхний диаметр  = 3,04 м. Рис. 1. Ковш для внепечной обработки и разливки стали При рассмотрении тепловых потерь вследствие нагрева футеровки ковша и теплопередачи через нее считаем, что стенки ковша представляют собой цилиндр, а днище ковша – плоскую стенку. Так как высота стенки ковша намного больше ее толщины, в дальнейшем учитывается только теплопередача через стенку ковша в радиальном направлении. Также считаем, что тепловые потоки в днище ковша идут только в осевом направлении. В этом случае, получаем одномерные тепловые задачи и дифференциальные уравнения теплопроводности для для каждого m-го материала футеровки имеют вид  , (.1)где  – радиус, м;  – теплоемкость материала m футеровки;  – температура материала m футеровки;  – плотность материала m футеровки;  – теплопроводность материала m футеровки.Для границы расплав – футеровка задаются граничные условия 3-го рода  , (2)где  – температура расплава;  – температура внутренней поверхности периклазо-хромитового слоя футеровки;  – коэффициент теплоотдачи расплава, Вт/м²∙К.На границах слоев футеровки и кожуха ковша задаются граничные условия 4-ого рода :  , (4)где  – температура внешней поверхности периклазо-хромитового слоя футеровки;  – температура внутренней поверхности шамотного слоя футеровки;  – температура внешней поверхности шамотной футеровки;  – температура внутренней поверхности теплоизоляционного слоя (асбест или алюмосиликатный самотвердеющий бетон);  – температура внешней поверхности слоя изоляции;  – температура внутренней поверхности кожуха;  – тепловые потоки, проходящие через поверхности соприкосновения соответствующих слоев.Для наружной поверхности ковша граничные условия 3-ого рода заданы выражением :  , (5)где  – коэффициент теплоотдачи в окружающую среду,  – температура внешней поверхности кожуха ковша,  – температура окружающей среды.Для решения задачи теплопередачи важным является определение начальных условий. При определении начальных условий необходимо учитывать, что с целью снижения потерь теплоты расплавом при внепечной обработке сталь выпускают в ковши с предварительно прогретой футеровкой. При оценке качества прогрева необходимо рассмотреть следующие производственные ситуации:
Таблица .1 - Виды и длительность нагрева футеровки
В ходе исследований установлено, что при такой подготовке ковшей на объекте исследования перед выпуском расплава имеет место стационарное распределение температуры внутри футеровки ковша. По нашим экспериментальным данным температура внутренней поверхности футеровки ковша - в диапазоне 970 – 1470 К. Линейный тепловой поток между слоями футеровки и окружающей средой через стенки ковша определяется из выражения  , (6)где  – линейный коэффициент теплопередачи, Вт/м∙К. . (7)Линейное тепловое сопротивление  определяется из выражения , (8)где  – суммарное сопротивление слоев футеровки;  – тепловое сопротивление между кожухом ковша и окружающей средой. , (9)где  – среднее логарифмическое значение коэффициента теплопроводности материала футеровки или кожуха ковша,  – внешний радиус материала футеровки или кожуха ковша,  – внутренний радиус материала футеровки или кожуха ковша.Средняя логарифмическая температура футеровки материала m  определяется из выражения  , (10)где  – внешняя температура слоя футеровки;  – внутренняя температура слоя футеровки.Сопротивление между кожухом ковша и окружающей средой вычисляется по формуле  . (11)Коэффициент теплоотдачи  от наружной поверхности кожуха к окружающему воздуху вычисляется по приближенной формуле  . (12)Распределение температуры по слоям футеровки находится из выражения  , (13)где  – сопротивление m+1 слоя. перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |