Реферат: Исследование методов охлаждения садки колпаковой печи с помощью математического моделирования

Реферат: Исследование методов охлаждения садки колпаковой печи с помощью математического моделирования

 АННОТАЦИЯ

Дипломная работа посвящена проблеме исследования влияния систем охлаждения садки на эффективность работы колпаковой печи на Магнитогорском металлургическом комбинате в листопрокатном цехе (ЛПЦ-5) с целью повышения производительности, улучшения экологических и экономических характеристик.

Сокращение удельных энергозатрат обеспечивается за счет введения в эксплуатацию охлаждающих колпаков струйного и импульсного охлаждения.

В современных условиях, в связи со сложной экономической ситуацией в нашей стране, колпаковые печи не всегда выигрышно выглядят на фоне, например термических печей непрерывного действия, так как очень велик временной цикл процесса отжига в данных агрегатах. Для более быстрого протекания  процесса охлаждения садки разработаны и исследованы новые устройства. Их внедрение позволит:

1.   Уменьшить расход охлаждающей воды для охлаждения электродвигателя.

2.   Сократить расход защитной атмосферы и электроэнергии в период охлаждения садки.

3.   Повысить производительность печи за счет сокращения длительности периода охлаждения на 15-30 %.

В дипломной работе выполнен расчет технико-экономического эффекта от внедрения разработанных мероприятий.

Предложены меры, обеспечивающие безопасность жизнедеятельности оператора, выполняющего математическое моделирование с помощью персонального компьютера.

 Дипломная работ изложена на 82 стр., содержит 13 рис., 31 табл., 24 ссылки.

 СОДЕРЖАНИЕ

  стр.

  введение.............................................................................................................    6

  1. АналитиЧеский обзор литературы....................................................    8    

1.1. Общая характеристика колпаковых печей для светлого отжига

         полосы ОАО «ММК»..................................................................................    8

1.2.Методы охлаждения металла в колпаковых печах..............................  16

2. ЭкспериментальнаЯ Часть...................................................................  34

2.1. Методика исследований......................................................................  34

2.1.1. Описание исследуемого объекта.....................................................   34

2.1.2. Адаптация математической модели тепловой работы колпаковой

печи.............................................................................................................  39

3. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.................................................   45

3.1.Анализ потенциально опасных и вредных факторов, сопутствующих

работе с компьютером...............................................................................   45

3.2. Санитарно-гигиеническая и противопожарная характеристики

     помещения машинного зала.....................................................................   46

3.3. Разработка мер защиты от выявленных опасных и вредных

факторов.....................................................................................................   50

3.3.1. Расчет искусственного освещения...................................................   50

3.3.2. Защита от излучения мониторов.....................................................    51

3.3.3. Защита от опасного уровня напряжения в электрической

цепи............................................................................................................    51

     3.4. Утилизация компьютеров....................................................................    54

4. ТеоретиЧескаЯ Часть ...............................................................................    55

4.1. Изучение влияния вида атмосферы и типа колец на длительность

    периода охлаждения..................................................................................    55

4.2. Анализ результатов исследования устройства струйного

охлаждения садки.....................................................................................     62

5.   Экономика и организациЯ производства...................................     66

5.1. Расчет затрат на выполнение НИР....................................................     66

5.2. Расчет экономической эффективности внедрения результатов НИР

 в производство........................................................................................     67

5.2.1. Себестоимость продукции.............................................................     69

5.2.2. Штаты.............................................................................................     72

5.2.3. Расчет заработной платы...............................................................     72

ВЫВОДЫ..........................................................................................................     80

          Список использованныХ ИСТОЧНИКОВ.........................................     81

 ВВЕДЕНИЕ

Настоящая дипломная работа предполагает решение следующей проблемы: улучшение охлаждения садки колпаковой печи и включает рассмотрение основных факторов, влияющих на скорость охлаждения и качество получаемого, в конечном счете, готового материала. В связи с этим, имеет смысл изучить влияние изменения, усовершенствования или возможного комбинирования наиболее важных факторов в период охлаждения садки в цикле термообработки металла в колпаковой печи.

Дипломная работа выполнялась на математической модели отжига в колпаковой печи, разработанной на кафедре «Теплофизики и Экологии металлургического производства» Московского Государственного института стали и сплавов (Технологического Университета) профессором кафедры Мастрюковым Б.С. и доцентом Гусевым Е.В., по данным экспериментов в ЛПЦ-5 (листопрокатный цех - 5) ММК (Магнитогорского металлургического комбината).

Термообработка холоднокатаного листа является важнейшей операцией четвертого передела и выполняется в двух видах агрегатов: протяжных и колпаковых печах. Протяжные печи имеют ряд преимуществ перед колпаковыми; высокая производительность, более однородные свойства по длине полосы, лучшая поверхность и планшетность готового листа. Однако эти агрегаты дороги в эксплуатации, требуют очень высоких капитальных затрат и практически предназначены для реализации только одного вида технологического процесса. В России и странах СНГ более 70 % холоднокатаного листа проходят ТО (термообработку) в колпаковых печах, которые, таким образом, являются в настоящее время основным агрегатом, определяющим эффективность (удельные затраты энергоносителей и качества листа) работы листопрокатных цехов.

АО «ММК» имеет в своем составе три цеха холодного проката с отделениями колпаковых печей для термообработки рулонов по азотной технологии отжига:

1.   ЛПЦ-3 - 53 трехстопных стенда с годовым производством до 600 тысяч тонн;

2.   ЛПЦ-5 - 300 одностопных стендов с годовым производством до 1 миллиона 500 тысяч тонн;

3.   ЛПЦ-8 - 108 одностопных стендов с годовым производством 300 тысяч тонн.

ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» имеет также 108 одностопных колпаковых печей с азотной технологией отжига ленты.

Указанные выше печи пущены в период 1956-1970 г.г., морально и физически устарели, а главное, их продукция начинает не удовлетворять по потребительским свойствам заказчиков. Кроме того, высокие удельные затраты тепла, низкая производительность, большие затраты на ремонт и обслуживание требуют введения новых улучшенных технологий, каковой является водородно-азотная технология отжига.

Задачей дипломной работы является изучение эффективных возможных методов охлаждения и определения с помощью математической модели основных направлений модернизации существующих колпаковых печей: внедрение колпаков струйного охлаждения, влияние радиационно-конвективных колец и переход на водородную технологию отжига металла.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общая характеристика колпаковых печей для светлого отжига полосы

 ОАО «ММК»

Основная область применения колпаковых печей - светлая термическая обработка рулонов стальной полосы. Колпаковые печи классифицируют по количеству стоп (из листов, рулонов, бунтов) металла, которые располагают на одном стенде и накрывают одним колпаком: одно-, двух-, трехстопные, многостопные. Основным типом печей является одностопная печь для отжига рулонов полосы. Под муфелем размещают несколько рулонов по высоте. Циркуляционный вентилятор подает защитный газ снизу в зазор между муфелем и рулонами. Для доступа защитного газа к торцевым поверхностям рулонов между ними устанавливают конвекторные кольца, в которых имеются каналы переменного сечения. Через эти каналы защитный газ попадает во внутренние полости рулонов, омывает их и возвращается в циркуляционный вентилятор. Исследования таких печей показали, что в наихудших условиях нагрева и охлажения находится нижний рулон, поэтому все расчеты теплообмена производят применительно к нижнему рулону. В колпаковых печах садку, установленную на стенде и закрытую муфелем, подвергают светлой термической обработке, включающей периоды нагрева, выдержки и охлаждения. В периоды нагрева и выдержки на стенд устанавливается нагревательный колпак, в котором имеются горелки. Под муфель подают защитный газ с принудительной циркуляцией для ускорения и повышения равномерности нагрева. После окончания периодов нагрева и выдержки нагревательный колпак снимают и переносят на следующий стенд, а садка под муфелем начинает охлаждаться. Для ускорения охлаждения применяют различные средства: поливку муфеля водой, обдувку муфеля воздухом под колпаком ускоренного охлаждения, охлаждение защитного газа в водяных холодильниках. При нагреве металла в колпаковой печи тепло к наружной поверхности садки передается излучением от муфеля и конвекцией от защитного газа, а к наружной поверхности муфеля излучением и конвекцией от продуктов сгорания и излучением от кладки нагревательного колпака. При охлаждении, наоборот, тепло от садки передается конвекцией  к защитному газу и излучением к муфелю, а от муфеля в окружающую среду.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15