МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ТЕПЛОТЕХНИКА
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ


2009

Металлургическая теплотехника: сборник научных трудов Национальной металлургической академии Украины. – Выпуск 1(16). – Днепропетровск: Новая идеология, 2009.- 184 с.


Металург╕йна теплотехн╕ка: Зб╕рник наукових праць Нац╕онально╖ металург╕йно╖ академ╕╖ Укра╖ни.- Випуск 1 (16).- Дн╕пропетровськ: "Новая идеология", 2009.- 184 с.
Всього - 22 статт╕.


Metallurgical Heat Engineering: Collection of scientific papers of the National Metallurgical Academy of Ukraine.- Issue 1(16).- Dnipropetrovsk: Novaya Ideologia, 2009.- 184 c.
22 papers.

 

УДК 662.9(083)
Бирюков А.Б., Кравцов В.В.
Влияние конвективного теплообмена на эффективность работы печей для нагрева и термообработки металлов.

С. 3- 9.
Рус.
Библ.- 3 назв.
В работе выполнено исследование влияния доли конвективного теплообмена на теплотехнические характеристики работы высокотемпературных печей. Получены зависимости плотностей лучистого, конвективного и суммарного тепловых потоков для различных значений коэффициентов конвективной теплоотдачи, охватывающих диапазон возможных на практике значений. Установлено, что повышение доли конвективного теплообмена при нагреве заготовок под прокатку с сохранением заданной скорости нагрева обеспечивает экономию топлива до 4 %.
Ключевые слова: теплообмен, печь, нагрев, расход топлива.

Б╕рюков А.Б., Кравцов В.В.
Вплив конвективного теплообм╕ну на ефективн╕сть роботи печей для нагр╕ву ╕ термообробки метал╕в.

В робот╕ виконано досл╕дження впливу частки конвективного теплообм╕ну на теплотехн╕чн╕ характеристики роботи високотемпературних печей. Отриман╕ залежност╕ щ╕льност╕ променистого, конвективного ╕ сумарного теплових поток╕в для р╕зних значень коеф╕ц╕╓нт╕в конвективно╖ теплов╕ддач╕, що охоплюють д╕апазон можливих на практиц╕ значень. Встановлено, що п╕двищення частки конвективного теплообм╕ну при нагр╕в╕ заготовок п╕д прокатку ╕з збереженням задано╖ швидкост╕ нагр╕ву забезпечу╓ економ╕ю палива до 4 %.
Ключов╕ слова: теплообм╕н, п╕ч, нагр╕в, витрата палива.

Birukov A.B., Kravtzov V.V.
Impact of convectional heat exchange on the furnace operation efficiency for heating and thermal treatment of metals.

The research into the effect of convective heat exchange on the thermal and technological characteristics of high-temperature furnaces operation has been undertaken. Equations of the radiant, convective and accumulative heat flow densities for different convective heat reflection coefficients, within the feasible value range, have been presented. It has been stated that increase of the convective heat exchange rate during the billet heating to further rolling under the given heating rate will ensure the fuel economy up to 4 %.
Key words: heat exchange, furnace, heating, fuel consumption.

 

УДК 66.041:666.92
Бойко В.Н., Салтыкова Е.А.
Производство мелкодисперсной извести с использованием твердого топлива.

С. 10- 14.
Рус.
Библ.- 10 назв.
Рассмотрены различные варианты технологических схем сжигания твердого топлива в циклонной печи для производства мелкодисперсной извести: схема с прямой подачей пылевидного топлива в декарбонизатор; схема с форкамерным сжиганием топлива в слоевой топке; схема с форкамерным сжиганием топлива в камерной топке. Качественный анализ предложенных схем позволил определить преимущества и недостатки каждой из них. Для первой схемы характерны значительные потери с химическим и механическим недожогами и, как следствие, низкое качество получаемой извести. Принимая во внимание недостатки форкамерного сжигания топлива в слоевой топке, в качестве основного варианта выбрана схема форкамерного сжигания твердого топлива в камерной топке циклонного типа с жидким шлакоудалением.
Ключевые слова: циклонная печь, твердое топливо, слоевая топка, камерная топка.

Бойко В.М., Салтикова О.О.
Виробництво др╕бнодисперсного вапняку з використанням твердого палива.

Розглянут╕ р╕зн╕ вар╕анти технолог╕чних схем спалювання твердого палива в циклонн╕й печ╕ для виробництва др╕бнодисперсного вапняку: схема з прямою подачею пилопод╕бного палива в декарбон╕затор; схема з форкамерним спалюванням палива в шаров╕й топц╕; схема з форкамерним спалюванням палива в камерн╕й топц╕. Як╕сний анал╕з запропонованих схем дозволив визначити переваги ╕ недол╕ки кожно╖ з них. Для першо╖ схеми характерн╕ значн╕ втрати з х╕м╕чним ╕ механ╕чним недопалами ╕, як насл╕док, низька як╕сть вапняку, що отриму╓ться. Зважаючи на недол╕ки форкамерного спалювання палива в шаров╕й топц╕, як основний вар╕ант, вибрана схема форкамерного спалювання твердого палива в камерн╕й топц╕ циклонного типу з р╕дким шлаковидаленням.
Ключов╕ слова: циклонна п╕ч, тверде паливо, шарова топка, камерна топка.

Boyko V.N., Saltikova E.A.
The production of finely-dispersed lime with the use of solid fuel.

Different variants of technological schemata of solid fuel burning in the cyclonic furnace for the finely-dispersed lime production are considered: the scheme with direct feeding of the pulverous fuel to the decarbonizer; the scheme with the precombustion incineration of fuel in the laminar furnace; the scheme with precombustion incineration of fuel in the chamber furnace. The qualitative analysis of the offered schemata has allowed to define advantages and disadvantages of each scheme. The first scheme is characterized by the considerable losses with chemical and mechanical underburning, and, consequently, poor quality of the produced lime. Taking into consideration the disadvantages of precombustion incineration of fuel in the laminar furnace, the scheme of precombustion incineration of solid fuel in the chamber furnace of the cyclonic type with a liquid slag-disposal was chosen as the primary variant.
Key words: cyclonic furnace, solid fuel, laminar furnace, chamber furnace.

 

УДК 629.162.2
Быстров А.Е., Флейшман Ю.М., Волкова М.М., Щурова Н.И.
Особенности физического моделирования аэрогазодинамического сопротивления насадки с горизонтальными проходами доменного воздухонагревателя.

С. 15- 20.
Рус.
Библ.- 4 назв.
В работе рассмотрены аэрогазодинамические процессы в насадке доменного воздухонагревателя с горизонтальными проходами. Разработана приближенная физическая модель для экспериментального определения аэрогазодинамического сопротивления каналов трех типов: гладкого, с двойными и тройными горизонтальными проходами, расположенными с равным шагом по высоте. Спроектирована экспериментальная установка, позволяющая выдержать требуемые режимы течения газа: ламинарный, переходной и турбулентный. Представлена методика проведения эксперимента. Предложен способ обработки результатов исследований с учетом чередования типов каналов. Окончательно результаты могут быть представлены в критериальном виде Eu = f(Re), что позволяет применять их для подобных процессов.
Ключевые слова: насадка, горизонтальные проходы, моделирование, коэффициент трения.

Бистров А.╢., Флейшман Ю.М., Волкова М.М., Щурова Н.╤.
Особливост╕ ф╕зичного моделювання аерогазодинам╕чного опору насадки з горизонтальними проходами доменного пов╕тронагр╕вача.

В робот╕ розглянут╕ аерогазодинам╕чн╕ процеси в насадц╕ доменного пов╕тронагр╕вача з горизонтальними проходами. Розроблена наближена ф╕зична модель для експериментального визначення аерогазодинам╕чного опору канал╕в трьох тип╕в: гладкого, з подв╕йними ╕ потр╕йними горизонтальними проходами, розташованими з однаковим кроком по висот╕. Спроектована експериментальна установка, що дозволя╓ витримати необх╕дн╕ режими вит╕кання газу: лам╕нарний, перех╕дний ╕ турбулентний. Представлена методика проведення експерименту. Запропонований спос╕б обробки результат╕в досл╕джень з урахуванням чергування тип╕в канал╕в. Остаточно результати можуть бути представлен╕ в критер╕альному вигляд╕ Eu = f(Re), що дозволя╓ застосовувати ╖х для под╕бних процес╕в.
Ключов╕ слова: насадка, горизонтальн╕ проходи, моделювання, коеф╕ц╕╓нт тертя.

Bystrov A.E., Fleishman Y.M., Volkova M.M., Shchyrova N.I.
Peculiarities of physical modeling of air-gas dynamic resistance of checker work with horizontal vents of blast stove.

The paper deals with air-gas dynamic processes in the checker work of the blast stove with horizontal vents. The approximate physical model for experimental indication of air-gas dynamic resistance for 3 types of channels has been developed: smooth channel, channel with double and triple horizontal vents, with uniform sectioning along its height. An experimental unit allowing to provide the necessary gas flow regimes - laminar, intermediary, turbulent - has been designed. The method of research result processing for the alternating channel type has been proposed. Eventually, the results can be presented in the criteria formula Eu=f(Re), which allows to apply it for the study of the similar processes.
Key words: checker work, horizontal vents, modeling, friction coefficient.

 

УДК 536.2:539.3
Веселовский В.Б., Берлов А.В.
Температурные поля многослойных элементов конструкций при воздействии полей различной физической природы.

С. 21- 33.
Рус.
Библ.- 9 назв.
Получено структурное решение задач нестационарной теплопроводности для многослойных элементов конструкций, основанное на использовании операционного метода. Воздействие электромагнитных полей различной физической природы учтено введением источника тепла в уравнение теплопроводности и в граничные условия. Для решения нелинейных задач нестационарной теплопроводности (с общей нелинейностью) применен метод последовательных интервалов, основанный на структурных решениях линейных задач. В результате анализа экспериментальных данных, известных из литературы, и результатов числовых параметрических исследований установлена связь между температурными полями и скоростью трубы в теплотехнологическом процессе при непрерывной высокочастотной сварке.
Ключевые слова: температурные поля, теплопроводность, многослойные элементы конструкций, операционный метод, поля различной физической природы.

Веселовський В.Б., Берлов О.В.
Температурн╕ поля багатошарових елемент╕в конструкц╕й при д╕╖ пол╕в р╕зно╖ ф╕зично╖ природи.

Отримано структурне р╕шення задач нестац╕онарно╖ теплопров╕дност╕ для багатошарових елемент╕в конструкц╕й, основане на використанн╕ операц╕йного методу. Д╕я електромагн╕тних пол╕в р╕зно╖ ф╕зично╖ природи врахована введенням джерела тепла в р╕вняння теплопров╕дност╕ ╕ в граничн╕ умови. Для вир╕шення нел╕н╕йних завдань нестац╕онарно╖ теплопров╕дност╕ (╕з загальною нел╕н╕йн╕стю) застосований метод посл╕довних ╕нтервал╕в, заснований на структурних р╕шеннях л╕н╕йних задач. В результат╕ анал╕зу експериментальних даних, в╕домих з л╕тератури, ╕ результат╕в числових параметричних досл╕джень, встановлений зв'язок м╕ж температурними полями ╕ швидк╕стю труби в теплотехнолог╕чному процес╕ при безперервному високочастотному зварюванн╕.
Ключов╕ слова: температурн╕ поля, теплопров╕дн╕сть, багатошаров╕ елементи конструкц╕й, операц╕йний метод, поля р╕зно╖ ф╕зично╖ природи.

Veselovskiy V.B., Berlov A.V.
Temperature fields of multi-layered elements of constructions under the influence of fields of various physical nature.

The structural solution for the problems of nonstationary heat conductivity has been obtained for the multi-layered elements of constructions on the basis of the operational method. The influence of electromagnetic fields of various physical nature is taken into account by introduction of the heat source in the equation of heat conductivity under boundary conditions. For the solution of non-linear equation of nonstationary heat conduction (with general non-linearity) the method of successive intervals on the basis of structural solutions of linear equations has been applied. Resulting from the analysis of experimental data available in literature and parametrical research, the relation between the temperature fields and pipe velocity in the heat technological process during continuous high frequency welding has been established.
Key words: temperature fields, heat conductivity, multi-layered construction elements, operational method, fields of various physical nature.

 

УДК 536.2:539.3
Веселовский В.Б., Веселовский В.В., Грибанова А.В.
Контактные термические сопротивления в условиях экстремальных тепловых воздействий.

С. 34- 43.
Рус.
Библ.- 12 назв.
Выявлена структура формирования температурного поля в системе двух теплоизолированных с боковой поверхности полубесконечных стержней, свободные торцы которых приведены в соприкосновение. Математическая постановка задачи основана на системе гиперболических уравнений теплопроводности с учетом релаксации теплового потока. Операционным методом, основанном на интегральном преобразовании Лапласа, получены изменения температур поверхностей и теплового потока в месте соприкосновения стержней. Установлено, что при идеальном тепловом контакте при временах, равных временам релаксации теплового потока на стыках стержней, возникает контактное термическое сопротивление. Полученные решения содержат постоянные, характеризующие релаксирующий процесс теплопроводности в среде.
Ключевые слова: контактное термическое сопротивление, операционный метод, время релаксации теплового потока, температура.

Веселовський В.Б., Веселовський В.В., Грибанова А.В.
Контактн╕ терм╕чн╕ опори в умовах екстремальних теплових д╕й.

Виявлена структура формування температурного поля в систем╕ двох тепло╕зольованих з б╕чно╖ поверхн╕ нап╕внеск╕нченних стрижн╕в, в╕льн╕ торц╕ яких приведен╕ в стик. Математична постановка задач╕ основана на систем╕ г╕пербол╕чних р╕внянь теплопров╕дност╕ з урахуванням релаксац╕╖ теплового потоку. Операц╕йним методом, який оснований на ╕нтегральному перетворенн╕ Лапласа, отриман╕ зм╕ни температур поверхонь ╕ теплового потоку в м╕сц╕ стикання стрижн╕в. Встановлено, що при ╕деальному тепловому контакт╕ при часах, як╕ дор╕внюють часам релаксац╕╖ теплового потоку на стиках стрижн╕в, виника╓ контактний терм╕чний оп╕р. Отриман╕ р╕шення м╕стять пост╕йн╕, як╕ характеризують релаксуючий процес теплопров╕дност╕ в середовищ╕.
Ключов╕ слова: контактний терм╕чний оп╕р, операц╕йний метод, час релаксац╕╖ теплового потоку, температура.

Veselovsky V.B., Veselovsky V.V., Gribanova A.V.
Contact thermal resistance under conditions of extreme thermal effects.

The paper has revealed the structure of the temperature field in the system of two semi-infinite rods heat-insulated from the lateral surface, their free ends being in contact. The mathematical formulation of the problem is based on the system of hyperbolic equations of heat conductivity, taking into account the reaction of heat flow. The operational method is based on the integral Laplace transformation obtained by the surface temperature and heat flow at the interface of the rods. It is established that for the ideal thermal contact at times equal to relaxation times of the heat flow at the rods interface, there is a contact thermal resistance. The solutions obtained contain the constants, characterizing the relaxing process of conductivity in the medium.
Key words: contact thermal resistance, operational method, relaxation times of the heat flow, temperature.

 

УДК 669.046:532
Гичёв Ю.А., Бевз Л.С., Ступак М.Ю.
Экспериментальное исследование диссипации пульсирующего газового потока.

С. 44- 52.
Рус.
Библ.- 3 назв.
Приведены результаты экспериментального исследования диссипации пульсирующего газового потока применительно к пульсационному сжиганию топлива в процессах сушки и разогрева сталеразливочных ковшей. Результаты исследований позволяют подобрать частоты пульсаций, на которых следует ожидать наиболее эффективной работы системы пульсационного сжигания топлива.
Ключевые слова: пульсация, газовый поток, диссипация, частота, сила звука, моделирование.

Г╕чьов Ю.О., Бевз Л.С., Ступак М.Ю.
Експериментальне досл╕дження дисипац╕╖ пульсуючого газового потоку.

Приведен╕ результати експериментального досл╕дження дисипац╕╖ пульсуючого газового потоку стосовно пульсац╕йного спалювання палива в процесах сушки ╕ роз╕гр╕вання сталерозливних ковш╕в. Результати досл╕джень дозволяють п╕д╕брати частоти пульсац╕й, на яких сл╕д чекати найб╕льш ефективно╖ роботи системи пульсац╕йного спалювання палива.
Ключов╕ слова: пульсац╕я, газовий пот╕к, дисипац╕я, частота, сила звуку, моделювання.

Gichov U.A., Bevz L.S., Stupak M.Y.
Experimental research into dissipation of pulsating gas flow.

The paper presents results of experimental research into dissipation of pulsating gas flow in terms of pulsating fuel combustion during drying and heating of steel pouring laddles. The results of the research allow to find the pulsation frequency, at which the pulsating fuel combustion system works most efficiently.
Key words: pulsation, gas flow, dissipation, frequency, sound force, modeling.

 

УДК 669.053
Гичёв Ю.А., Перцевой В.А.
Тепловое взаимодействие газовой струи и шлака в системе газодинамической отсечки.

С. 53- 64.
Рус.
Библ.- 16 назв.
Исследования связаны с разработкой системы газодинамической отсечки шлака при выпуске плавки из сталеплавильных конвертеров. Приведена оценка коэффициента теплоотдачи от расплава шлака к околозвуковой импактной газовой струе при ее фронтальном и боковом натекании на летку конвертера. Выполнено исследование охлаждающего воздействия запирающей газовой струи на шлак.
Ключевые слова: теплообмен, сопло, летка, конвертер, шлак, запирающий газ, газодинамическая отсечка шлака.

Г╕чьов Ю.О., Перцевий В.О.
Теплова вза╓мод╕я газового струменя ╕ шлаку в систем╕ газодинам╕чного в╕дс╕чення.

Досл╕дження пов'язан╕ з розробкою системи газодинам╕чного в╕дс╕чення шлаку при випуску плавки ╕з сталеплавильних конвертер╕в. Приведена оц╕нка коеф╕ц╕╓нта теплов╕ддач╕ в╕д розплаву шлаку до навколозвукового ╕мпактного газового струменя при ╖╖ фронтальному ╕ б╕чному нат╕канн╕ на льотку конвертера. Виконано досл╕дження охолоджуючо╖ д╕╖ замикаючого газового струменя на шлак.
Ключов╕ слова: теплообм╕н, сопло, льотка, конвертер, шлак, замикаючий газ, газодинам╕чне в╕дс╕чення шлаку.

Gichov U.A., Pertsevoy V.A.
Heat interaction of gas jet and slag in the system of gas dynamic cut-off.

The paper focuses on the development of slag gas dynamic cut-off during the exit of melting from steel casting converters.
The coefficient of heat reflection from the molten slag to transonic impact gas jet during its frontal and side overlapping the converter tap-hole has been estimated. The chilling effect of the locking gas jet on slag has been analyzed.
Key words: heat exchange, nozzle, tap-hole, converter, slag, locking gas, gas dynamic cut-off of slag.

 

УДК 669.162.2
Грес Л.П., Каракаш Е.А., Флейшман Ю.М., Кривченко Ю.С., Литвяк В.Г., Жариков А.Н., Гусаров А.С., Выбиванец О.А.
Новые подходы к созданию высокоэффективных доменных воздухонагревателей.

С. 65- 71.
Рус.
Библ.- 6 назв.
В статье рассмотрены особенности эксплуатации воздухонагревателей доменных печей конструкции Я.П. Калугина. Предложен ряд решений, которые позволяют при модернизации воздухонагревателей и наличии свободных площадей сохранить стены, купол, кожух и поднасадочное устройство и подвести дымовые газы от керамической струйно-вихревой горелки, располагаемой в нижней части вынесенной камеры горения вертикально. Предложенные технические решения позволяют существенно снизить стоимость реконструкции воздухонагревателей с внутренней камерой горения.
Ключевые слова: воздухонагреватель, огнеупоры; струйно-вихревая горелка.

Грес Л.П., Каракаш ╢.О., Флейшман Ю.М., Кр╕вченко Ю.С., Литвяк В.Г., Жар╕ков А.Н., Гусаров О.С., Вибиванець О.А.
Нов╕ п╕дходи до створення високоефективних доменних пов╕тронагр╕вач╕в.

В статт╕ розглянут╕ особливост╕ експлуатац╕╖ пов╕тронагр╕вач╕в доменних печей конструкц╕╖ Я.П. Калуг╕на. Запропонований ряд р╕шень, як╕ дозволяють при модерн╕зац╕╖ пов╕тронагр╕вач╕в ╕ наявност╕ в╕льних площ зберегти ст╕ни, купол, кожух ╕ п╕днасадковий пристр╕й ╕ п╕двести димов╕ гази в╕д керам╕чного струменево-вихрового пальника, що розташову╓ться в нижн╕й частин╕ винесено╖ камери гор╕ння вертикально. Запропонован╕ техн╕чн╕ р╕шення дозволяють ╕стотно знизити варт╕сть реконструкц╕╖ пов╕тронагр╕вач╕в з внутр╕шньою камерою гор╕ння.
Ключов╕ слова: пов╕тронагр╕вач, вогнетриви; струменево-вихровий пальник.

Gres L.P., Karakash E.A., Fleishman Y.M., Krivchenko Y.S., Litviak V.G., Zharikov A.N., Gusarov A.S., Vibivanets O.A.
New approaches to the design of the high-performance blast stoves.

The paper deals with the operational features of blast stoves in Kalugin furnaces. A number of solutions allowing to preserve walls, the cupola, the jacket and the under checker, as well as to let in flue gases from the ceramic whirl-jet burner vertically set in the lower part of the outside fire chamber, have been suggested in terms of stove modernization and availability of extra space. The suggested technical solutions allow to significantly reduce the cost of reconstruction of stoves with inside fire-chamber.
Key words: blast stove, refractories, whirl-jet burner.

 

УДК 669.162.231
Грес Л.П., Миленина А.Е.
Расчеты охлаждения дымовых газов блока воздухонагревателей доменной печи с системой утилизации теплоты при их движении в дымовой трубе.

С. 72- 79.
Рус.
Библ.- 5 назв.
Предложена математическая модель расчета потерь теплоты при движении газообразной среды в дымовой трубе блока воздухонагревателей доменной печи с системой утилизации теплоты. Для дымовой трубы, в верхней части которой по проекту отсутствуют футеровка и наружная теплоизоляция, рассчитана величина охлаждения дымовых газов при их движении в ней, которая составила 2,2 - 6,2 °С для различных скоростей движения, начальных температур дымовых газов и параметров окружающей среды. Установлено, что существует область значений параметров окружающей среды, при которых температура стенки рассматриваемого участка дымовой трубы ниже температуры точки росы дымовых газов. Использование наружной тепловой изоляции с теплопроводностью порядка 0,051 Вт/(м·°С) толщиной 18 - 0,20 м обеспечивает разницу температур дымовых газов и внутренней поверхности дымовой трубы менее 1 °С, что позволяет эксплуатировать дымовую трубу в условиях минимума низкотемпературной коррозии.
Ключевые слова: охлаждение дымовых газов, низкотемпературная сернокислотная коррозия.

Грес Л.П., М╕лен╕на О.╢.
Розрахунки охолодження димових газ╕в блоку пов╕тронагр╕вач╕в доменно╖ печ╕ з системою утил╕зац╕╖ теплоти при ╖х рус╕ у димов╕й труб╕.

Запропонована математична модель розрахунку втрат теплоти при рус╕ газопод╕бного середовища у димов╕й труб╕ блоку пов╕тронагр╕вач╕в доменно╖ печ╕ з системою утил╕зац╕╖ теплоти. Для димово╖ труби, у верхн╕й частин╕ яко╖, за проектом, в╕дсутн╕ футерування ╕ зовн╕шня тепло╕золяц╕я, розрахована величина охолодження димових газ╕в при ╖х рус╕ в н╕й, яка склала 2,2 - 6,2 °С для р╕зних швидкостей руху, початкових температур димових газ╕в ╕ параметр╕в навколишнього середовища. Встановлено, що ╕сну╓ область значень параметр╕в навколишнього середовища, при яких температура ст╕нки дано╖ д╕лянки димово╖ труби нижча за температуру точки роси димових газ╕в. Використання зовн╕шньо╖ теплово╖ ╕золяц╕╖ з теплопров╕дн╕стю порядку 0,051 Вт/(м·°С) завтовшки 18 - 0,20 м забезпечу╓ р╕зницю температур димових газ╕в ╕ внутр╕шньо╖ поверхн╕ димово╖ труби менше 1 °С, що дозволя╓ експлуатувати димову трубу в умовах м╕н╕муму низькотемпературно╖ короз╕╖.
Ключов╕ слова: охолодження димових газ╕в, низькотемпературна с╕рчанокислотна короз╕я.

Gres L.P., Milenina A.E.
Calculations of the flue gas cooling in the stoves of the blast furnace with heat recovery system during their movement in the chimney.

The paper presents the mathematical model for calculating heat losses during the motion of the gaseous medium in the chimney of the air-heating section of the blast furnace with heat recovery system. The value of flue gases cooling in their moving through the chimney without external insulation and lining in the upper part has been calculated and comprised 2.2 - 6.2 oC for different motion velocities, initial temperatures of flue gases and the environment parameters. It is established that there is a range of environment parameters, within which the temperature on the wall of the analyzed chimney zone is lower than flue gas dew point. Outer heat insulation with heat conductivity of ≈ 0,051 Wt/(m·oC) and 18 - 20 cm thickness ensures that the temperature difference between flue gases and the inner surface of the chimney is less than 1 oC which allows to use the chimney in conditions of minimum low-temperature corrosion.
Key words: flue gas cooling, low-temperature sulfuric acid corrosion.

 

УДК 621.1.016.4:66.042.88
Губинский В.И., Воробьева Л.А.
Балансовый способ определения локальной скорости теплоносителя в импульсной трубке многотрубного пучка.

С. 80- 86.
Рус.
Библ.- 3 назв.
В результате экспериментального испытания минирегенератора с насадкой, состоящей из металлического многотрубного пучка, предложен балансовый способ определения фактической локальной скорости теплоносителя (дыма или воздуха) внутри и снаружи импульсной трубки, т.е. в месте измерения его температур. Для достоверного исследования процесса теплообмена в трубной насадке и оценки равномерности распределения потоков дыма и воздуха по сечению насадки определяют корректировочные коэффициенты для нахождения фактической локальной скорости дыма и воздуха. Корректировочные коэффициенты находят путем сопоставления двух значений расхода теплоносителя на единицу массы труб: среднего по сечению насадки и локального, который вычисляют с использованием тепловых балансов в системах "дымовые газы - насадка" и "насадка - воздух".
Ключевые слова: регенератор, теплообменная насадка, многотрубный пучок, балансовый способ, скорость.

Губинський В.Й., Воробйова Л.О.
Балансовий спос╕б визначення локально╖ швидкост╕ теплонос╕я в ╕мпульсн╕й трубц╕ багатотрубного пучка.

В результат╕ експериментального випробування м╕н╕регенератора з насадкою, що склада╓ться з металевого багатотрубного пучка, запропонований балансовий спос╕б визначення фактично╖ локально╖ швидкост╕ теплонос╕я (диму або пов╕тря) усередин╕ ╕ зовн╕ ╕мпульсно╖ трубки, тобто в м╕сц╕ вим╕рювання його температур. Для достов╕рного досл╕дження процесу теплообм╕ну в трубн╕й насадц╕ ╕ оц╕нки р╕вном╕рност╕ розпод╕лу поток╕в диму ╕ пов╕тря по перетину насадки визначають коеф╕ц╕╓нти коректувань для знаходження фактично╖ локально╖ швидкост╕ диму ╕ пов╕тря. Коеф╕ц╕╓нти коректувань знаходять шляхом з╕ставлення двох значень витрати теплонос╕я на одиницю маси труб: середнього по перетину насадки ╕ локального, який обчислюють з використанням теплових баланс╕в в системах "димов╕ гази - насадка" ╕ "насадка - пов╕тря".
Ключов╕ слова: регенератор, теплообм╕нна насадка, багатотрубний пучок, балансовий спос╕б, швидк╕сть.

Gubinskyy V.I., Vorobyova L.A.
Balance solution for determining the local velocity of a heat carrier in the impulse tube of the multi-tube bunch.

Resulting from the experimental testing of miniregenerator with the multi-tube checker, a balance solution for determining the actual local velocity of the heat carrier (smoke or air) inside and outside the impulse tube, i.e. at the temperature measurement point, has been proposed. For veritable research into the heat exchange process in the tube checker an evaluation of uniformity of smoke and air distribution along the checker cross-section, the corrective coefficients for finding the actual local smoke and air velocity have been indicated. These coefficients are defined by juxtapositioning the two values of heat carrier consumption per tube mass unit - average value along the checker section and the local value, which is calculated by heat balance computation in the systems "flue gases-checker" and "checker-air".
Key words: regenerator, heat-exchange checker, multi-tube bunch, balance solution, velocity.

 

УДК 66.042.88:669.187.242
Губинский В.И., Еремин А.О., Воробьева Л.А.
Алгоритм расчета трубчатого теплообменника регенеративной горелки.

С. 87- 93.
Рус.
Библ.- 7 назв.
В работе представлен алгоритм расчета теплообменника с насадкой, состоящей из металлического многотрубного пучка при заданной тепловой мощности регенеративной горелки, обеспечивающего максимально возможный перепад температур подогрева воздуха с использованием регрессионной зависимости колебания температуры воздуха от параметров регенератора. Алгоритм расчета предусматривает конструирование трубчатого минирегенератора с наименьшей массой и габаритами насадки при обеспечении заданных параметров нагрева воздуха. По результатам математического моделирования теплообмена в трубной регенеративной насадке получена регрессионная зависимость колебания температур подогрева воздуха за период дутья от отношения теплоемкостей расхода воздуха, прошедшего через регенератор в течение периода, и массы насадки.
Ключевые слова: алгоритм, регенеративная горелка, насадка регенератора, многотрубный пучок.

Губинський В.Й., ╢рьом╕н О.О., Воробйова Л.О.
Алгоритм розрахунку трубчастого теплообм╕нника регенеративного пальника.

В робот╕ представлений алгоритм розрахунку теплообм╕нника з насадкою, що склада╓ться з металевого багатотрубного пучка при задан╕й теплов╕й потужност╕ регенеративного пальника, що забезпечу╓ максимально можливий перепад температур п╕д╕гр╕ву пов╕тря з використанням регрес╕йно╖ залежност╕ коливання температури пов╕тря в╕д параметр╕в регенератора. Алгоритм розрахунку передбача╓ конструювання трубчастого м╕н╕регенератора з найменшою масою ╕ габаритами насадки при забезпеченн╕ заданих параметр╕в нагр╕ву пов╕тря. За результатами математичного моделювання теплообм╕ну в трубн╕й регенеративн╕й насадц╕ отримана регрес╕йна залежн╕сть коливання температур п╕д╕гр╕ву пов╕тря за пер╕од дуття в╕д в╕дношення тепло╓мностей витрати пов╕тря, що пройшло через регенератор протягом пер╕оду, ╕ маси насадки.
Ключов╕ слова: алгоритм, регенеративний пальник, насадка регенератора, багатотрубний пучок.

Gubinskyy V.I., Yeriomin A.O., Vorobjova L.A.
Computational algorithm for assessing the tubular heat exchanger of the regenerative burner.

The paper presents the algorithm for computing the heat exchanger with checker work, consisting of metal multi-tube bunch under the given heat capacity of the regenerative burner, ensuring the maximum possible air temperature flux. The computation is based on the regressive relation of the air temperature fluctuation to regenerator parameters. The algorithm presupposes designing of a tubular mini-regenerator with the minimum mass and checker work dimensions while ensuring the given air heating parameters. Mathematic modeling of heat exchange in the tubular regenerative checker work allows to get the regressive relation of the air heating temperatures during the blowing period to the ratio of the heat capacity of the consumed air, which passed through the regenerator during this period, and the checker work mass.
Key words: algorithm, regenerative burner, regenerator checker work, multi-tube bunch.

 

УДК 669.1
Гупало Е.В., Гупало В.И., Пономоренко Д.С.
Экономия природного газа при нагреве металла в методических печах в условиях неритмичной работы прокатного стана.

С. 94- 101.
Рус.
Библ.- 5 назв.
В статье приведены результаты исследования тепловой работы методической печи сортопрокатного стана, отапливаемой смесями высококалорийного топлива (природного газа) и низкокалорийного топлива (коксодоменной смеси), при двух способах отопления: с постоянной теплотой сгорания смешенного газа (природно-коксодоменной смеси) и с изменяющейся теплотой сгорания смешенного газа в зависимости от производительности печи. Сравнение рассмотренных способов отопления показало, что при снижении производительности печи до 60 % от максимальной производительности применение способа отопления с переменной калорийностью топлива обеспечивает максимальную экономию природного газа (до 35 %) за счет увеличения расхода низкокалорийного топлива. Внедрение способа отопления с переменной калорийностью топлива позволяет снизить удельные затраты на нагрев металла до 24 %.
Ключевые слова: топливо, природный газ, коксодоменная смесь, методическая печь, способ отопления.

Гупало О.В., Гупало В.╤., Пономоренко Д.С.
Економ╕я природного газу при нагр╕в╕ металу в методичних печах в умовах неритм╕чно╖ роботи прокатного стану.

В статт╕ приведен╕ результати досл╕дження теплово╖ роботи методично╖ печ╕ сортопрокатного стану, опалювально╖ сум╕шами висококалор╕йного палива (природного газу) ╕ низькокалор╕йного палива (коксодоменно╖ сум╕ш╕), при двох способах опалювання: з пост╕йною теплотою згоряння зм╕шаного газу (природно-коксодоменно╖ сум╕ш╕) ╕ з╕ зм╕нною теплотою згоряння зм╕шаного газу залежно в╕д продуктивност╕ печ╕. Пор╕вняння розглянутих способ╕в опалення показало, що при зниженн╕ продуктивност╕ печ╕ до 60 % в╕д максимально╖ продуктивност╕ застосування способу опалення ╕з зм╕нною калор╕йн╕стю палива забезпечу╓ максимальну економ╕ю природного газу (до 35 %) за рахунок зб╕льшення витрати низькокалор╕йного палива. Впровадження способу опалення ╕з зм╕нною калор╕йн╕стю палива дозволя╓ знизити питом╕ витрати на нагр╕в металу до 24 %.
Ключов╕ слова: паливо, природний газ, коксодоменна сум╕ш, методична п╕ч, спос╕б опалення.

Gupalo O.V., Gupalo V.I., Ponomorenko D.S.
Natural gas saving during metal heating in methodical furnaces in the conditions of irregular operation of the rolling plant.

The paper presents the results of research into the thermal work of the rolling plant methodical furnace, fed by the mixture of high-calorific fuel (natural gas) and low-calorific (blast coke mixture) in 2 heating modes: with the constant combustion heat of the mixed gas (natural gas + coke) and with the alternating heat of the mixed gas combustion related to the furnace efficiency. The comparison of these heating modes demonstrated that in conditions of reduction of the furnace efficiency to 60 % from the maximum efficiency value, the alternating mode ensures maximum saving of natural gas (to 35 %) at the expense of increase in low-calorific fuel consumption. Implementation of the alternating heating model allows to reduce specific metal heating loss to 24 %.
Key words: fuel, natural gas, blast coke mixture, methodical furnace, heating mode.

 

УДК 662.661.25
Ерёмин А.О.
Динамические характеристики топлива и воздуха в горелочных устройствах при объёмно-регенеративном способе сжигания топлива в промышленных печах.

С. 102- 109.
Рус.
Библ.- 6 назв.
Показаны преимущества регламентированного перемешивания топлива с воздухом в нагревательных устройствах с регенеративными теплоутилизаторами. Приведены результаты пятилетней эксплуатации первого в СНГ регенеративного нагревательного колодца, работающего с регламентированным перемешиванием реагентов горения.
Разработан принцип выбора динамических характеристик потоков топлива и воздуха в соплах и каналах горелочных узлов для реализации объёмно-регенеративного сжигания.
Рассмотрено влияние динамических характеристик топлива и воздуха горения в горелках регенеративных промышленных печей на организацию объёмно-регенеративного сжигания топлива. Исследовано влияние температуры подогрева воздуха и теплоты сгорания топлива на режим его сжигания.
Ключевые слова: горелочные устройства, способ сжигания топлива, промышленная печь.

╢рьом╕н О.О.
Динам╕чн╕ характеристики палива ╕ пов╕тря в пальникових пристроях при об'╓мно-регенеративному способ╕ спалювання палива в промислових печах.

Показан╕ переваги регламентованого перем╕шування палива з пов╕трям в нагр╕вальних пристроях з регенеративними теплоутил╕заторами. Приведен╕ результати п'ятир╕чно╖ експлуатац╕╖ першого в СНД регенеративного нагр╕вального колодязя, що працю╓ з регламентованим перем╕шуванням реагент╕в гор╕ння.
Розроблений принцип вибору динам╕чних характеристик поток╕в палива ╕ пов╕тря в соплах ╕ каналах пальникових вузл╕в для реал╕зац╕╖ об'╓мно-регенеративного спалювання.
Розглянутий вплив динам╕чних характеристик палива ╕ пов╕тря гор╕ння в пальниках регенеративних промислових печей на орган╕зац╕ю об'╓мно-регенеративного спалювання палива. Досл╕джений вплив температури п╕д╕гр╕ву пов╕тря ╕ теплоти згоряння палива на режим його спалювання.
Ключов╕ слова: пальников╕ пристро╖, спос╕б спалювання палива, промислова п╕ч.

Yeriomin A.O.
Dynamic characteristics of fuel and air in burners under volume-regenerative mode of fuel combustion in industrial furnaces.

The advantages of mandatory mixing of fuel with air in heating units with regenerative heat utilizers have been analyzed. The results of 5 year-operation of the first in NIS regenerative stove whose work is based on the mandatory fuel mixing, has been presented. The principle of choosing dynamic characteristics of fuel and air flows in nozzles and channels of burners for realization of volume-regenerative combustion has been developed.
The effect of burning fuel and air dynamic characteristics in regenerative industrial furnaces burners on the organization of volume-regenerative fuel combustion has been studied. The impact of air heating temperature and fuel combustion heat on the combustion regime has been analyzed.
Key words: burners, fuel combustion mode, industrial furnace.

 

УДК 662.642
Ильченко К.Д., Ревенко М.Б.
Теплофизические свойства углей Украины.

С. 110- 117.
Рус.
Библ.- 3 назв.
Ископаемые угли Украины представлены всеми марками от бурых углей до антрацитов. Одним из способов покрытия потребности черной металлургии в газообразном топливе является газификация бурых (Б), длиннопламенных (Д) и длиннопламенных газовых (ДГ) углей, запасы которых имеются практически во всех регионах Украины. Таким образом, уголь будет использован не только как топливо для энергетических установок, но и как технологическое топливо для некоторых металлургических процессов. Определение теплофизических свойств угля является одним из основных этапов при планировании и разработке промышленных процессов с его использованием. В статье приведены результаты исследования теплофизических свойств (энтальпии, теплоемкости и коэффициента теплопроводности) низкосортных углей Украины марок Б, Д и ДГ и выполнено сопоставление результатов определения теплоемкости с расчетными данными.
Ключевые слова: уголь, энтальпия, теплоемкость, коэффициент теплопроводности.

╤льченко К.Д., Ревенко М.Б.
Теплоф╕зичн╕ властивост╕ вуг╕лля Укра╖ни.

Копалини вуг╕лля Укра╖ни представлен╕ вс╕ма марками в╕д бурого вуг╕лля до антрацит╕в. Одним ╕з способ╕в покриття потреби чорно╖ металург╕╖ в газопод╕бному палив╕ ╓ газиф╕кац╕я бурого (Б), довгополуменевого (Д) ╕ довгополуменевого газового (ДГ) вуг╕лля, запаси якого ╓ практично у вс╕х рег╕онах Укра╖ни. Таким чином, вуг╕лля буде використано не т╕льки як паливо для енергетичних установок, але ╕ як технолог╕чне паливо для деяких металург╕йних процес╕в. Визначення теплоф╕зичних властивостей вуг╕лля ╓ одним з основних етап╕в при плануванн╕ ╕ розробц╕ промислових процес╕в з його використанням. В статт╕ приведен╕ результати досл╕дження теплоф╕зичних властивостей (ентальп╕╖, тепло╓мност╕ ╕ коеф╕ц╕╓нта теплопров╕дност╕) низькосортного вуг╕лля Укра╖ни марок Б, Д ╕ ДГ ╕ виконано з╕ставлення результат╕в визначення тепло╓мност╕ з розрахунковими даними.
Ключов╕ слова: вуг╕лля, ентальп╕я, тепло╓мн╕сть, коеф╕ц╕╓нт теплопров╕дност╕.

Ilchenko K.D., Revenko M.B.
Thermal and physical properties of Ukrainian coals.

The thermal and physical properties (enthalpy, heat capacity and heat conductivity coefficient) of low-grade coals of Ukrainian deposits have been studied.
Key words: coal, enthalpy, heat capacity, heat conductivity coefficient.

 

УДК 621.18
Ильченко К.Д., Тарасевич Т.Ю.
Современные конструкции водогрейных котлов для теплоснабжения промышленных объектов и жилых зданий.

С. 118- 125.
Рус.
Библ.- 2 назв.
Выполнен анализ состояния источников теплоснабжения в промышленности и коммунальном хозяйстве, который показал, что работающие конструкции промышленных и бытовых котлов морально и физически изношены, многие из них уже не выпускаются промышленностью, водно-химическое хозяйство котельных запущено и отсутствуют современные водо- и газоочистные сооружения. Предприятия коммунальной энергетики очень медленно внедряют энергосберегающие технологии, удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии возрастает. Рассмотрен опыт совместного производства тепловой и электрической энергии (когенерация) на примере предприятия "Хмельницктеплокоммунэнерго", а также современные конструкции котельных установок и водогрейных котлов, предназначенных для отопления и горячего водоснабжения промышленных объектов и жилых зданий. Сделаны выводы о необходимости перехода на полностью автоматизированные крышные котельные, а также применение котлов со встроенными конденсационными теплообменниками.
Ключевые слова: водогрейные котлы, отопление, горячее водоснабжение.

╤льченко К.Д., Тарасевич Т.Ю.
Сучасн╕ конструкц╕╖ водогр╕йних котл╕в для теплопостачання промислових об'╓кт╕в ╕ житлових буд╕вель.

Виконаний анал╕з стану джерел теплопостачання в промисловост╕ ╕ комунальному господарств╕, який показав, що працююч╕ конструкц╕╖ промислових ╕ побутових котл╕в морально ╕ ф╕зично зношен╕, багато хто з них вже не випуска╓ться промислов╕стю, водно-х╕м╕чне господарство котельних запущене ╕ в╕дсутн╕ сучасн╕ водо- ╕ газоочисн╕ споруди. П╕дпри╓мства комунально╖ енергетики дуже повол╕ впроваджують енергозберегаюч╕ технолог╕╖, питома витрата палива на в╕дпуск теплово╖ енерг╕╖ зроста╓. Розглянутий досв╕д сп╕льного виробництва теплово╖ ╕ електрично╖ енерг╕╖ (когенерац╕я) на приклад╕ п╕дпри╓мства "Хмельницьктеплокомуненерго", а також сучасн╕ конструкц╕╖ котельних установок ╕ водогр╕йних котл╕в, призначених для опалювання ╕ гарячого водопостачання промислових об'╓кт╕в ╕ житлових буд╕вель. Зроблен╕ виводи про необх╕дн╕сть переходу на повн╕стю автоматизован╕ кришков╕ котельн╕, а також застосування котл╕в з вбудованими конденсац╕йними теплообм╕нниками.
Ключов╕ слова: водогр╕йн╕ котли, опалювання, гаряче водопостачання.

Ilchenko K.D., Tarasevich T.Y.
Modern design of water-heating boilers for supplying heat to industrial facilities and residential buildings.

The review of the present state of boiler facilities has been done. Modern design of boiler facilities and water-heating boilers for heating and supplying hot water to industrial units and residential buildings has been analyzed.
Key words: water-heating boilers, heating, hot-water supply.

 

УДК 621.314
Кремнева Е.В., Губинский М.В., Шевченко Г.Л., Адаменко Д.С., Шишко Ю.В.
Исследование термического разложения биомассы в режиме фильтрационного горения.

С. 126- 136.
Рус.
Библ.- 9 назв.
Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований кинетики термического разложения биомассы в плотном слое при окислительном пиролизе. Экспериментальные исследования проводились на опытной установке мощностью 200 кВт по исходной биомассе. Расчетные исследования выполнены путем математического моделирования кинетики термического разложения биомассы в плотном слое с применением многокомпонентной схемы расчета, а также с учетом времени пребывания смол в зоне реакции. Относительная погрешность расчета выхода смолы, газа и кокса процесса менее 10 %. С использованием модели определена динамика выхода смолы, газа и кокса по высоте слоя. Установлено, что стабилизация выхода смолы и газа наблюдается на высоте слоя 0,15 м от границы начала процесса, при этом теплота сгорания пиролизного газа составляет 4,9 - 5,3 МДж/кг.
Ключевые слова: пиролиз, биомасса, фильтрационное горение, моделирование.

Кремньова К.В., Губинський М.В., Шевченко Г.Л., Адаменко Д.С., Шишко Ю.В.
Досл╕дження терм╕чного розкладання б╕омаси в режим╕ ф╕льтрац╕йного гор╕ння.

Представлен╕ результати експериментальних ╕ розрахункових досл╕джень к╕нетики терм╕чного розкладання б╕омаси в щ╕льному шар╕ при окислювальному п╕рол╕з╕. Експериментальн╕ досл╕дження проводилися на досл╕дн╕й установц╕ потужн╕стю 200 кВт по початков╕й б╕омас╕. Розрахунков╕ досл╕дження виконан╕ шляхом математичного моделювання к╕нетики терм╕чного розкладання б╕омаси в щ╕льному шар╕ ╕з застосуванням багатокомпонентно╖ схеми розрахунку, а також з урахуванням часу перебування смол в зон╕ реакц╕╖. В╕дносна погр╕шн╕сть розрахунку виходу смоли, газу ╕ коксу процесу менше 10 %. З використанням модел╕ визначена динам╕ка виходу смоли, газу ╕ коксу по висот╕ шару. Встановлено, що стаб╕л╕зац╕я виходу смоли ╕ газу спостер╕га╓ться на висот╕ шару 0,15 м в╕д меж╕ початку процесу, при цьому теплота згоряння п╕рол╕зного газу склада╓ 4,9 - 5,3 МДж/кг.
Ключов╕ слова: п╕рол╕з, б╕омаса, ф╕льтрац╕йне гор╕ння, моделювання.

Kremniova Y.V., Gubinskyy M.V., Shevchenko G.L., Adamenko D.S., Shishko Y.V.
Research into biomass thermal decomposition in filtration burning regime.

The results of experimental and computational research into kinetics of biomass thermal decomposition in dense bed during oxidative pyrolysis are presented. Experimental investigation was conducted on the pilot unit of 200 kW capacity regarding biomass input. Computational research has been done by way of mathematical modeling of biomass thermal decomposition kinetics in the dense bed with the help of multi-componential computational scheme, considering the time of char presence in the reaction zone. The relative assessment error of the char, gas and coke output in the process is less than 10 %. The model also allowed to define the dynamics of char, gas and coke output across the bed height. It is stated that stabilization of the char and gas output is observed at 0.15 m from the line of the process start, the pyrolysis gas combustion heat comprising 4.9 - 5.3 MJ/kg.
Key words: pyrolysis, biomass, filtration burning, modeling.

 

УДК 662.764; 536.7
Пинчук В.А., Губинский М.В., Потапов Б.Б., Живолуп С.Г., Шарабура Т.А.
Методологический подход к определению энтальпии образования угля.

С. 137- 143.
Рус.
Библ.- 10 назв.
Проведен анализ структуры ископаемых углей, рассмотрены соединения, отражающие особенности строения органического вещества и состава угля, и приведены значения их энтальпий образования. Представлена методика определения энтальпии образования органической массы угля. Показано, что энтальпия образования органической массы угля возрастает от отрицательных значений для низкометаморфизированных углей до положительных величин для углей высоких стадий метаморфизма.
Ключевые слова: энтальпия образования, органическая структура, уголь.

П╕нчук В.О., Губинський М.В., Потапов Б.Б., Живолуп С.Г., Шарабура Т.А.
Методолог╕чний п╕дх╕д до визначення ентальп╕╖ утворення вуг╕лля.

Проведений анал╕з структури викопного вуг╕лля, розглянут╕ з'╓днання, що в╕дображають особливост╕ будови орган╕чно╖ речовини ╕ складу вуг╕лля, ╕ приведен╕ значення ╖х ентальп╕й утворення. Представлена методика визначення ентальп╕╖ утворення орган╕чно╖ маси вуг╕лля. Показано, що ентальп╕я утворення орган╕чно╖ маси вуг╕лля зроста╓ в╕д негативних значень для низькометаморф╕зованого вуг╕лля до позитивних величин для вуг╕лля високих стад╕й метаморф╕зму.
Ключов╕ слова: ентальп╕я утворення, орган╕чна структура, вуг╕лля.

Pinchuk V.A., Gubinskyy M.V., Potapov B.B., Zhivolup S.G., Sharabura T.A.
Methodological approach to coal formation enthalpy definition.

The structure of fossil coals has been analyzed; the compounds reflecting the organic substance composition and coal content peculiarities have been tackled and the values for their enthalpy formation have been studied. The method of indicating the enthalpy of coal organic mass formation has been presented. The paper states that the enthalpy of coal organic mass formation grows from the negative values of low-metamorphosized coals to the positive values for the coals of high metamorphism stages.
Key words: formation enthalpy, organic structure, coal.

 

УДК 662.764
Пинчук В.А., Шарабура Т.А., Потапов Б.Б., Шеенко И.М., Живолуп С.Г.
Экологическая характеристика процесса газификации водоугольного топлива.

С. 144- 149.
Рус.
Библ.- 7 назв.
Проведена экологическая оценка процесса газификации водоугольного топлива. Исследовано влияние температуры на выход серо- и азотосодержащих компонентов в генераторном газе при воздушной и кислородной газификациях водоугольного топлива. Представлено сопоставление количества вредных веществ, образующихся при сжигании угля, водоугольного топлива и генераторного газа.
Ключевые слова: водоугольное топливо, газификация, генераторный газ.

П╕нчук В.О., Шарабура Т.А., Потапов Б.Б., Ше╓нко ╤.М., Живолуп С.Г.
Еколог╕чна характеристика процесу газиф╕кац╕╖ водовуг╕льного палива.

Проведена еколог╕чна оц╕нка процесу газиф╕кац╕╖ водовуг╕льного палива. Досл╕джений вплив температури на вих╕д с╕рчано- ╕ азотовм╕сних компонент╕в в генераторному газ╕ при пов╕трян╕й ╕ киснев╕й газиф╕кац╕╖ водовуг╕льного палива. Представлено з╕ставлення к╕лькост╕ шк╕дливих речовин, що утворюються при спалюванн╕ вуг╕лля, водовуг╕льного палива ╕ генераторного газу.
Ключов╕ слова: водовуг╕льне паливо, газиф╕кац╕я, генераторний газ.

Pinchuk V.A., Sharabura T.A., Potapov B.B., Sheienko I.M., Zhivolup S.G.
Ecological characteristics of water-coal fuel gasification process.

Ecological evaluation of water-coal fuel gasification process has been made. The temperature influence on the sulfur- and nitrogen-rich components output in the generator gas has been studied for air and oxygen gasification of water-coal fuel. The correlative analysis of harmful substances amount, which are produced during coal combustion of water-coal fuel and generator gas has been made.
Key words: water-coal fuel, generator gas.

 

УДК 621.793.224:681.536.5
Радченко Ю.Н., Сапов В.Ф., Шибакинский В.И., Иванов В.И.
Совершенствование системы управления качеством сжигания топлива в рекуперативных нагревательных колодцах с горелкой в центре пода.

С. 150- 155.
Рус.
Библ.- 4 назв.
Для устранения влияния неконтролируемых утечек воздуха в керамических рекуператорах на качество сжигания топлива, усовершенствована автоматизированная система управления тепловым режимом нагревательного колодца с горелкой в центре пода. В отличие от систем, в которых необходимое содержание кислорода в дымовых газах поддерживается путем изменения расхода топлива с помощью дополнительного клапана на газопроводе, разработанная система не требует конструктивных изменений в газоподводящем тракте колодца. В разработанной системе качество сжигания топлива обеспечивается: в первом периоде нагрева - системой автоматической стабилизации процентного содержания кислорода в отходящих дымовых газах путем воздействия на расход газа - при максимальной подаче воздуха; во втором периоде - системой соотношения "газ-воздух" с коррекцией по содержанию кислорода в отходящих дымовых газах.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, рекуперативный нагревательный колодец, качество сжигания топлива.

Радченко Ю.М., Сапов В.Ф., Шибак╕нський В.╤., ╤ванов В.╤.
Вдосконалення системи управл╕ння як╕стю спалювання палива в рекуперативних нагр╕вальних колодязях з пальником в центр╕ поду.

Для усунення впливу неконтрольованих виток╕в пов╕тря в керам╕чних рекуператорах на як╕сть спалювання палива, вдосконалена автоматизована система управл╕ння тепловим режимом нагр╕вального колодязя з пальником в центр╕ поду. На в╕дм╕ну в╕д систем, в яких необх╕дний вм╕ст кисню в димових газах п╕дтриму╓ться шляхом зм╕ни витрати палива за допомогою додаткового клапана на газопровод╕, розроблена система не вимага╓ конструктивних зм╕н в тракт╕ колодязя, що п╕дводить газ. У розроблен╕й систем╕ як╕сть спалювання палива забезпечу╓ться: у першому пер╕од╕ нагр╕ву - системою автоматично╖ стаб╕л╕зац╕╖ процентного вм╕сту кисню у в╕дх╕дних димових газах шляхом д╕╖ на витрату газу - при максимальн╕й подач╕ пов╕тря; у другому пер╕од╕ - системою сп╕вв╕дношення "газ-пов╕тря" з корекц╕╓ю за вм╕стом кисню у в╕дх╕дних димових газах.
Ключов╕ слова: автоматизована система управл╕ння, рекуперативний нагр╕вальний колодязь, як╕сть спалювання палива.

Radchenko Y.N., Sapov V.F., Shibakinsky V.I., Ivanov V.I.
Improvement of the quality of fuel combustion control system in recuperative stove with a burner in the hearth centre.

The automate control system of the stove thermal regime with a burner in the hearth centre has been improved with the view of neutralizing the impact of uncontrollable air leakage in ceramic recuperators on the fuel combustion quality. The developed system doesn't require design changes in the gas-feeding tract of the well by contrast to the system where the necessary oxygen content in fuel gases is sustained by changing fuel consumption with the help of a supplementary valve on the gas pipeline. The developed system ensures the high quality of fuel combustion by: during the first heating period - the system of automated stabilization of the percent oxygen content in exiting flue gases by manipulating gas consumption under the maximum air supply; during the second period - by the system of "gas-air" equation corrected as to the oxygen content of exiting flue gases.
Key words: automated control system, recuperative heating well, quality of fuel combustion.

 

УДК 662.957
Ревун М.П., Баришенко О.М., Сорока А.Ю. Пазюк Ю.М.
Розробка прогнозуючо╖ системи управл╕ння нагр╕вом металу в терм╕чних печах з метою економ╕╖ палива.

С. 156- 165.
Укр.
Библ.- 5 назв.
Розроблено прогнозуючу систему управл╕ння нагр╕ванням металу в камерних печах терм╕чного цеху. Математичне моделювання системи базу╓ться на ф╕зичному експеримент╕ та математичному об╜рунтуванн╕ даних з реального виробництва. Розроблене програмне забезпечення системи м╕стить в соб╕ можливост╕: доступ до р╕зних структур цеху; простежування вх╕дних та вих╕дних даних цеху; автоматизац╕╖ прийому замовлень; перегляду стану та характеристик кожно╖ печ╕; попереднього розрахунку тривалост╕ термообробки; доступу до ╕нформац╕╖ про дату та час зак╕нчення термообробки кожно╖ завантажено╖ печ╕. Впровадження розроблено╖ системи у терм╕чному цеху дозволить забезпечити: економ╕ю палива; п╕двищення продуктивност╕ цеху; зб╕льшення ККД печей; зниження тривалост╕ технолог╕чного процесу та п╕двищення коеф╕ц╕╓нту використання печей.
Ключов╕ слова: система управл╕ння, нагр╕вання металу, терм╕чна п╕ч, економ╕я палива.

Ревун М.П., Баришенко Е.Н., Сорока А.Ю. Пазюк Ю.М.
Разработка прогнозирующей системы управления нагревом металла в термических печах с целью экономии топлива.

Разработана прогнозирующая система управления нагревом металла в камерных печах термического цеха. Математическое моделирование системы базируется на физическом эксперименте и математическом обосновании данных реального производства. Разработанное программное обеспечение системы включает в себя возможности: доступа к разным структурам цеха; прослеживания входных и выходных данных цеха; автоматизации приема заказов; пересмотра состояния и характеристик каждой печи; предварительного расчета длительности термообработки; доступа к информации по дате и времени окончания термообработки каждой загруженной печи. Внедрение разработанной системы в термическом цехе позволит обеспечить: экономию топлива; повышение производительности цеха; увеличение КПД печей; снижение длительности технологического процесса и повышение коэффициента использования печей.
Ключевые слова: система управления, нагрев металла, термическая печь, экономия топлива.

Revun M.P., Baryshenko O.M., Soroka A.Y., Paziuk Y.M.
Developing the prognostic system of metal heating control system in thermal furnaces for the purpose of energy saving.

The prognostic system of metal heating control system in chamber furnaces of the thermal workshop has been developed. The mathematical modeling of the system is based upon the physical experiment and mathematical analysis of the data obtained from real production sites. The software behind the system allows to: gain access to different workshop structures, trace the input and output data of the workshop, automate the order receipt, check the state and characteristics of each furnace, pre-evaluate the time of thermal treatment; ensure access to the information about the date and time of thermal treatment for each loaded furnace. Implementation of the developed system in the thermal workshop will allow to: save fuel, increase the workshop productivity, enhance the furnace efficiency, reduce the technological process duration, and increase the coefficient of furnace utilization.
Key words: control system, metal heating, thermal furnaces, fuel saving.

 

УДК 621.746: 669.18
Романько Я.В., Решетняк С.И.
Моделирование сушки промежуточного ковша с монолитной футеровкой.

С. 166- 173.
Рус.
Библ.- 7 назв.
C помощью комплексной математической модели выполнены исследования сушки монолитной футеровки промежуточного ковша машины непрерывного литья заготовок. Модель использует допущение, что водяной пар и неиспарившаяся вода внутри бетонной стенки находятся в равновесном состоянии. С целью устранения нефизических осцилляций решения использовалось представление уравнения влагопереноса в смешанной форме для неизотермических условий. Для решения полученной системы уравнений применялся итерационный метод Пикарда. Рассмотрено влияние числа и расположения горелочных устройств на равномерность разогрева и сушки монолитной футеровки промежуточного ковша. Получены зависимости изменения температуры, влагосодержания и давления в порах бетона в процессе его тепловой обработки.
Ключевые слова: промежуточный ковш, монолитная футеровка, сушка, давление, математическая модель.

Романько Я.В., Решетняк С.╤.
Моделювання сушки пром╕жного ковша з монол╕тним футеруванням.

За допомогою комплексно╖ математично╖ модел╕ виконан╕ досл╕дження сушки монол╕тного футерування пром╕жного ковша машини безперервного лиття заготовок. Модель використову╓ припущення, що водяна пара ╕ вода, що не випарувалися, усередин╕ бетонно╖ ст╕нки знаходяться в р╕вноважному стан╕. З метою усунення неф╕зичних осциляц╕й р╕шення використовувалося представлення р╕вняння вологопереносу в зм╕шан╕й форм╕ для не╕зотерм╕чних умов. Для вир╕шення отримано╖ системи р╕внянь застосовувався ╕терац╕йний метод П╕карда. Розглянутий вплив числа ╕ розташування пальникових пристро╖в на р╕вном╕рн╕сть роз╕гр╕вання ╕ сушки монол╕тного футерування пром╕жного ковша. Отриман╕ залежност╕ зм╕ни температури, вологовм╕сту ╕ тиску в порах бетону в процес╕ його теплово╖ обробки.
Ключов╕ слова: пром╕жний к╕вш, монол╕тне футерування, сушка, тиск, математична модель.

Romanko Y.V., Reshetniak S.I.
Research into drying regimes of intermediary ladle with monolithic lining.

It is conventional to use multi-step regimes of long-term heating processing for drying up monolithic constructions of non-kilned refractory concrete. Usually they include periods of slow temperature growth and following-up exposure. This phenomenon is explained by the explosive cracking of concrete under the effect of emitting steam pressure. By means of complex mathematical modeling of the heat processing of the intermediary ladle we have conducted calculations and comparative analysis of different drying regimes applied to monolithic lining made of aluminium-silicon mass. Comparative plots of humidity content and pressure in concrete pores against values of permeability in thermal processing have been presented. Eventually, a more rapid and safe drying regime has been offered.
Key words: intermediary ladle, monolithic lining, drying, mathematic model, regime.

 

УДК 621.746: 669.18
Романько Я.В., Решетняк С.И.
Исследование режимов сушки промежуточного ковша с монолитной футеровкой.

С. 174- 178.
Рус.
Библ.- 4 назв.
Для сушки монолитных конструкций из безобжигового огнеупорного бетона применяют многоступенчатые режимы тепловой обработки значительной продолжительности. Обычно они включают периоды медленного подъема температуры и последующей выдержки. Это вызвано опасностью явления взрывного растрескивания бетона под воздействием давления выделяющегося пара. Используя комплексную математическую модель тепловой обработки промежуточного ковша, были проведены расчеты и выполнен сравнительный анализ различных режимов сушки монолитной футеровки из алюмосиликатной массы. Приведены сравнительные графики изменения влагосодержания и давления в порах бетона с различными значениями проницаемости в процессе тепловой обработки. В результате предложен более быстрый и безопасный режим сушки.
Ключевые слова: промежуточный ковш, монолитная футеровка, сушка, математическая модель, режим.

Романько Я.В., Решетняк С.╤.
Досл╕дження режим╕в сушки пром╕жного ковша з монол╕тним футеруванням.

Для сушки монол╕тних конструкц╕й з безвипалювального вогнетривкого бетону застосовують багатоступенев╕ режими теплово╖ обробки значно╖ тривалост╕. Зазвичай вони включають пер╕оди пов╕льного п╕дйому температури ╕ подальшо╖ витримки. Це викликано небезпекою явища вибухового розтр╕скування бетону п╕д впливом тиску пари, що вид╕ля╓ться. Використовуючи комплексну математичну модель теплово╖ обробки пром╕жного ковша, були проведен╕ розрахунки ╕ виконаний пор╕вняльний анал╕з р╕зних режим╕в сушки монол╕тного футерування з алюмосил╕катно╖ маси. Приведен╕ пор╕вняльн╕ граф╕ки зм╕ни вологовм╕сту ╕ тиску в порах бетону з р╕зними значеннями проникност╕ в процес╕ теплово╖ обробки. В результат╕ запропонований б╕льш швидкий ╕ безпечний режим сушки.
Ключов╕ слова: пром╕жний к╕вш, монол╕тне футерування, сушка, математична модель, режим.

Romanko Y.V., Reshetniak S.I.
Modeling of intermediary ladle drying with monolithic lining.

Research into drying of monolithic lining of intermediary continuous casting ladle has been done. The model is based on the assumption that water vapor and non-evaporated water inside the concrete wall are in equilibrium. To eliminate the non-physical oscillations of solution we used the mixed form of humidity transfer equation for non-isothermal conditions. To solve the obtained equation system, iterational Pikard method has been used. The effect of number and location of burners on the regularity of heating and drying of intermediary scoopful monolithic lining was analyzed. The relationships of temperature change, humidity and pressure in concrete pores in the process of its heating have been presented.
Key words: intermediary ladle, monolithic lining, drying, pressure, mathematic model.

 

Gerb NMetAU
НМетАУ

 

Gerb kafedri TEMP
кафедра ТЭМП
НМетАУ

 

© Национальная металлургическая академия Украины, 2009.