Сборник научных трудов ДонГТИ

Статья

Наименование Численное исследование процессов теплопереноса в расплаве многоэлектродной дуговой печи при учёте электровихревых течений
Авторы Кухарев А. Л., к. т. н., доц.
Раздел Металлургия и материаловедение
Год 2019 Выпуск 56 Страницы 40 - 48
УДК 669.187.2:536.24
Аннотация Разработана математическая модель тепловых и магнитогидродинамических процессов в расплаве шестиэлектродной дуговой печи ёмкостью 180 т при питании её постоянным током 80 кА. Для предложенной конструкции печи на основании анализа полученных графиков распределения скорости движения и температуры расплава показано, что электровихревые течения доминируют над естественной конвекцией, что обеспечивает удовлетворительные условия распределения температуры в объёме расплава.
Реферат Цель. Разработка математической модели и численное исследование процессов теплопереноса при электровихревых и естественно-конвективных течениях в ванне шестиэлектродной дуговой печи при её питании постоянным током.
Методика. Адаптирована модель магнитной гидродинамики, учитывающая турбулентные электровихревые и естественно-конвективные течения в расплаве многоэлектродной дуговой печи с тремя сводовыми и тремя подовыми электродами. Сопряжение теплового состояния расплава с энергетическими параметрами электрических дуг произведено на основании задания граничного условия второго рода на поверхности менисков — теплового потока от электрических дуг.
Результаты. Получены графики распределения скорости и температуры расплава в ванне шестиэлектродной дуговой печи ёмкостью 180 т при питании её постоянным током 80 кА. Показано, что электровихревые течения доминируют над естественной конвекцией и обеспечивают удовлетворительные условия распределения температуры, при этом стандартное отклонение температуры в ванне не превышает 117 К, а коэффициент вариации температуры не превышает 6 %.
Научная новизна. Впервые численным методом исследованы конвективные течения и процессы теплопереноса в шестиэлектродной дуговой печи, содержащей три сводовых и три подовых электрода, в которой угол между смежными осями сводовых и подовых электродов составляет 60º.
Практическая значимость. Разработанная модель может быть использована при прогнозировании температуры расплава дуговых печей, а в целом предложенные технические решения могут быть использованы при модернизации существующих электропечных комплексов.
Ключевые слова дуговая сталеплавильная печь, магнитная гидродинамика, теплоперенос.
Полный текст