Разработка энергоэффективной схемы плавления стального лома в шлаковом расплаве

В. Д. Преданников; Е. Г. Нешпоренко; С. В. Картавцев

doi:10.71759/2sw4-8435

Разработка энергоэффективной схемы плавления стального лома в шлаковом расплаве

В. Д. Преданников, Е. Г. Нешпоренко, С. В. Картавцев

Аннотация

Исследуется энергетика теплотехнологии процессов безокислительного нагрева и плавления стального лома в шлаковом расплаве с применением элементов научной методологии интенсивного энергосбережения. Исследовано множество вариантов развития технологических схем реализации данного процесса (52 варианта) в условиях организации прямоточного и противоточного движения теплоносителей, а также с наличием или отсутствием зоны рециркуляции теплоты на входящие материальные потоки — воздух и природный газ. Для каждого варианта технологической схемы определен расход топлива и коэффициент эффективности применения источника энергии. Разработана энергоэффективная технологических схема, в которой зафиксирован наименьший расход топлива на технологический процесс безокислительного нагрева и плавления лома в шлаковом расплаве в объёме 0,044 м³/кг стального лома, а также рассчитан тепловой коэффициент эффективности применения источника энергии для всех схем в термодинамически идеальных условиях. Для схемы с минимальным расходом топлива данный показатель составляет наивысшее значение 0,89 (89 %) по сравнению с другими вариантами.

Ключевые слова

интенсивное энергосбережение, технологическая схема, стальной лом, плавление, шлаковый расплав, источник энергии, эффективность

Полный текст:

PDF

Литература

Гичев, Ю. А. Оценка энергетического потенциала конверторного газа в процессе нагрева металлолома / Ю. А. Гичев // Творческое наследие В. Е. Грум-Гржимайло: прошлое, современное состояние, будущее: сборник докладов международной научно-практической конференции (27 – 29 марта 2014 г., г. Екатеринбург). — Екатеринбург: УрФУ, 2014. — Ч. 1. — С. 166 – 173.

Терлецкий, С. В. О некоторых проблемах переработки стружки в современных дуговых сталеплавильных печах / С. В. Терлецкий // Литье и металлургия. — 2005. — № 3. — С. 76 – 78.

Журавлев, А. А. Расчеты материальных и энергетических балансов при выплавке стали в дуговых сталеплавильных печах: учебно-методическое пособие / А. А. Журавлев, В. Ф. Мысик, А. В. Жданов. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. — 128 с.

Павлов, А. В. Анализ шлакового режима доменной плавки с использованием модельных систем поддержки принятия решений / А. В. Павлов, Н. А. Спирин, В. А. Бегинюк, В. В. Лавров, И. А. Гурин // Известия вузов. Черная металлургия. — 2022. — Т. 65. — № 6. — С. 413 – 420. DOI: 10.17073/0368-0797-2022-6- 413-420.

Нешпоренко, Е. Г. Анализ теплотехнологии плавления стального лома в расплаве синтетического шлака / Е. Г. Нешпоренко, В. Д. Преданников // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: Тезисы докладов 83-й международной научно-технической конференции, Магнитогорск, 21 – 25 апреля 2025 года. — Магнитогорск: Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, 2025. — С. 133.

Карп, И. Н. Продукты сгорания природного газа при высоких температурах: Состав и термодинамические свойства / И. Н. Карп, Б. С. Сорока, Л. Н. Дашевский, Д. Семернина. Киев: Технiка, 1967. — 382 с.

Ключников, А. Д. Интенсивное энергосбережение: предпосылки, методы, следствия // Теплоэнергетика. — 1994. — № 1. — С. 12 – 16.

Картавцев, С. В. Интенсивное энергосбережение в теплотехнологии производства конвертерной стали / С. В. Картавцев, А. А. Чечушкин, Е. Г. Нешпоренко // Промышленная энергетика. — 2025. — № 5. — С. 39 – 44. DOI 10.71759 / zas9 – 8n38.

Бигеев, А. М. Математическое описание и расчеты сталеплавильных процессов / А. М. Бигеев. — М.: Металлургия, 1982. — 160 с.

DOI: http://dx.doi.org/10.71759/2sw4-8435