Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок
С помощью экспериментальных исследований и численного анализа тепло-гидродинамического состояния камеры обжиговой печи исследовано влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовой электродной продукции. Исследованы изменения схемы загрузки камеры печи, геометрии муфельны...
Saved in:
| Published in: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут газу НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127155 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок / И.В. Пулинец // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2012. — № 6. — С. 59-62. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127155 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Пулинец, И.В. 2017-12-10T19:26:47Z 2017-12-10T19:26:47Z 2012 Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок / И.В. Пулинец // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2012. — № 6. — С. 59-62. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127155 669.046.41:519.6 С помощью экспериментальных исследований и численного анализа тепло-гидродинамического состояния камеры обжиговой печи исследовано влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовой электродной продукции. Исследованы изменения схемы загрузки камеры печи, геометрии муфельных каналов и схемы пересыпки заготовок. Полученные результаты позволили разработать комплексные технические решения по уменьшению неравномерности температурного поля по заготовкам, что должно повысить качество углеграфитовых изделий. За допомогою експериментальних досліджень та чисельного аналізу тепло-гідродинам ічного стану камери печі випалу досліджено вплив технологічних параметрів процесу випалювання на якість вуглеграфітової електродної продукції. Досліджено зміни схеми завантаження камери печі, геометрії муфельних каналів та схеми пересипки заготовок. Отримані результати дали змогу розробити комплексні технічні рішення щодо зменшення нерівномірності температурного поля по заготовках, що має підвищити якість вуглеграфітових виробів. The influence of technological backing process parameters on the quality of backing process of carbon and graphite electrode production by experimental studies and numerical analysis of thermal and hydrodynamic status of baking furnace chamber is investigated. The fluctuating loading method of furnace chamber, muffle channels geometry and blanks scatter circuit are investigated. The obtained results allowed developing complex technical solutions for nonuniformity of blanks temperature field reduction which should improve the quality of carbon and graphite products. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Приборы и оборудование Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок Вплв технологічних параметрів процесу випалу на якість вуглеграфітових заготовок The Influence of Technological Baking Process Parameters on Quality of Carbon and Graphite Blanks Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок |
| spellingShingle |
Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок Пулинец, И.В. Приборы и оборудование |
| title_short |
Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок |
| title_full |
Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок |
| title_fullStr |
Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок |
| title_full_unstemmed |
Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок |
| title_sort |
влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок |
| author |
Пулинец, И.В. |
| author_facet |
Пулинец, И.В. |
| topic |
Приборы и оборудование |
| topic_facet |
Приборы и оборудование |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Вплв технологічних параметрів процесу випалу на якість вуглеграфітових заготовок The Influence of Technological Baking Process Parameters on Quality of Carbon and Graphite Blanks |
| description |
С помощью экспериментальных исследований и численного анализа тепло-гидродинамического состояния камеры обжиговой печи исследовано влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовой электродной продукции. Исследованы изменения схемы загрузки камеры печи, геометрии муфельных каналов и схемы пересыпки заготовок. Полученные результаты позволили разработать комплексные технические решения по уменьшению неравномерности температурного поля по заготовкам, что должно повысить качество углеграфитовых изделий.
За допомогою експериментальних досліджень та чисельного аналізу тепло-гідродинам ічного стану камери печі випалу досліджено вплив технологічних параметрів процесу випалювання на якість вуглеграфітової електродної продукції. Досліджено зміни схеми завантаження камери печі, геометрії муфельних каналів та схеми пересипки заготовок. Отримані результати дали змогу розробити комплексні технічні рішення щодо зменшення нерівномірності температурного поля по заготовках, що має підвищити якість вуглеграфітових виробів.
The influence of technological backing process parameters on the quality of backing process of carbon and graphite electrode production by experimental studies and numerical analysis of thermal and hydrodynamic status of baking furnace chamber is investigated. The fluctuating loading method of furnace chamber, muffle channels geometry and blanks scatter circuit are investigated. The obtained results allowed developing complex technical solutions for nonuniformity of blanks temperature field reduction which should improve the quality of carbon and graphite products.
|
| issn |
0235-3482 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127155 |
| citation_txt |
Влияние технологических параметров процесса обжига на качество углеграфитовых заготовок / И.В. Пулинец // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2012. — № 6. — С. 59-62. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT pulineciv vliânietehnologičeskihparametrovprocessaobžiganakačestvouglegrafitovyhzagotovok AT pulineciv vplvtehnologíčnihparametrívprocesuvipalunaâkístʹvuglegrafítovihzagotovok AT pulineciv theinfluenceoftechnologicalbakingprocessparametersonqualityofcarbonandgraphiteblanks |
| first_indexed |
2025-11-25T01:26:34Z |
| last_indexed |
2025-11-25T01:26:34Z |
| _version_ |
1850503733980430336 |
| fulltext |
Èçäåëèÿ èç óãëåãðàôèòîâûõ ìàòåðèàëîâ
áëàãîäàðÿ ñâîèì óíèêàëüíûì ôèçèêî-õèìè÷å-
ñêèì ñâîéñòâàì íàõîäÿò âñå áîëåå øèðîêîå ïðè-
ìåíåíèå â òàêèõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè,
êàê ìåòàëëóðãèÿ, õèìèÿ, íåôòåõèìèÿ, ýíåðãåòè-
êà, ìàøèíîñòðîåíèå. Â çàâèñèìîñòè îò ñïîñîáîâ
òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè èñõîäíîãî óãëåãðàôèòî-
âîãî ìàòåðèàëà è òåõíîëîãèè ïðîèçâîäñòâà ìî-
ãóò áûòü ïîëó÷åíû èçäåëèÿ ñ çàðàíåå çàäàííû-
ìè ñâîéñòâàìè.
Îáæèã ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç íàèáîëåå âàæíûõ
îïåðàöèé òåõíîëîãè÷åñêîãî öèêëà ïðîèçâîäñòâà
ýëåêòðîäíîé ïðîäóêöèè, â ïðîöåññå êîòîðîãî
ïðîèñõîäèò ôîðìèðîâàíèå ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ
óãëåãðàôèòîâûõ ìàòåðèàëîâ ðàçëè÷íîãî íàçíà-
÷åíèÿ. Îáîææåííûå ìàòåðèàëû õàðàêòåðèçóþò-
ñÿ óñòîé÷èâîñòüþ ê ìåõàíè÷åñêèì âîçäåéñòâè-
ÿì, ïîâûøåííîé òåïëîïðîâîäíîñòüþ, ýëåêòðî-
ïðîâîäíîñòüþ è òåðìîñòîéêîñòüþ [1].
 ìèðîâîé ïðàêòèêå ïðîèçâîäñòâà îáîæ-
æåííîé ýëåêòðîäíîé ïðîäóêöèè íàèáîëåå ðàñ-
ïðîñòðàíåíû ìíîãîêàìåðíûå êîëüöåâûå ïå÷è
òèïà Ðèäãàììåðà. Îáæèã óãëåãðàôèòîâîé ïðî-
äóêöèè â ýòèõ ïå÷àõ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äëè-
òåëüíûé (350–480 ÷) ìíîãîñòàäèéíûé ïðîöåññ,
òðåáóþùèé ñóùåñòâåííûõ çàòðàò ýíåðãèè (3,9–
4,5 ÃÄæ/ò) [2]. Ïîýòîìó îäíîé èç âàæíåéøèõ
è àêòóàëüíûõ çàäà÷ ïðîèçâîäñòâà óãëåãðàôèòî-
âûõ èçäåëèé ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà íàó÷íî îáîñ-
íîâàííûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ðåãëàìåíòîâ ïðîöåñ-
ñà îáæèãà, êîòîðûå îáåñïå÷èâàþò çàäàííîå êà-
÷åñòâî êîíå÷íîãî ïðîäóêòà ïðè óìåíüøåíèè
óäåëüíîãî ðàñõîäà ýëåêòðîýíåðãèè.
Îñíîâíûå òåõíîëîãè÷åñêèå îïåðàöèè ïðè
ïðîèçâîäñòâå èçäåëèé èç óãëåãðàôèòîâûõ ìàòå-
ðèàëîâ áûëè ðàçðàáîòàíû è ðåàëèçîâàíû â ïðî-
ìûøëåííûõ ìàñøòàáàõ â 80-õ ãã. XIX ñò. Òåõ-
íîëîãèÿ ïîëó÷åíèÿ óãëåãðàôèòîâûõ ýëåêòðîä-
íûõ èçäåëèé îñòàëàñü ïðàêòè÷åñêè áåç èçìåíå-
íèé, íî ïðè ýòîì ïðèìåíÿþòñÿ áîëåå ñîâðåìåí-
íûå îáîðóäîâàíèå, êîíòðîëüíî-èçìåðèòåëüíàÿ è
ðåãóëèðóþùàÿ àïïàðàòóðà [3, 4].
 êîíñòðóêòèâíîì ïëàíå çà ãîäû ýêñïëóàòà-
öèè îáæèãîâûå ïå÷è òèïà Ðèäãàììåðà ïðåòåðïå-
ëè çíà÷èòåëüíûå èçìåíåíèÿ, îñíîâàííûå íà ðå-
çóëüòàòàõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé,
íàïðàâëåííûå â îñíîâíîì íà óìåíüøåíèå âûõî-
äà áðàêîâàííûõ èçäåëèé [2]. Ïðèìåíåíèå òàêî-
ãî ìåòîäà èññëåäîâàíèÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ äàííûõ
î âëèÿíèè ðàçëè÷íûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåò-
ðîâ íà òåïëî-ãèäðîäèíàìè÷åñêîå ñîñòîÿíèå îá-
æèãîâûõ ïå÷åé ñîïðÿæåíî ñî çíà÷èòåëüíûìè
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 6 59
ÓÄÊ 669.046.41:519.6
Ïóëèíåö È.Â.
Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ», Êèåâ
Âëèÿíèå òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðîöåññà îáæèãà
íà êà÷åñòâî óãëåãðàôèòîâûõ çàãîòîâîê
Ñ ïîìîùüþ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé è ÷èñëåííîãî àíàëèçà òåïëî-ãèäðî-
äèíàìè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ êàìåðû îáæèãîâîé ïå÷è èññëåäîâàíî âëèÿíèå òåõíîëî-
ãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðîöåññà îáæèãà íà êà÷åñòâî óãëåãðàôèòîâîé ýëåêòðîäíîé
ïðîäóêöèè. Èññëåäîâàíû èçìåíåíèÿ ñõåìû çàãðóçêè êàìåðû ïå÷è, ãåîìåòðèè ìó-
ôåëüíûõ êàíàëîâ è ñõåìû ïåðåñûïêè çàãîòîâîê. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïîçâîëè-
ëè ðàçðàáîòàòü êîìïëåêñíûå òåõíè÷åñêèå ðåøåíèÿ ïî óìåíüøåíèþ íåðàâíîìåðíî-
ñòè òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ ïî çàãîòîâêàì, ÷òî äîëæíî ïîâûñèòü êà÷åñòâî óãëåãðà-
ôèòîâûõ èçäåëèé.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: îáæèãîâàÿ ïå÷ü, ñõåìà çàãðóçêè, ìóôåëüíûå êàíàëû, ñõåìà ïåðåñûï-
êè, çàãîòîâêà, òåìïåðàòóðíîå ïîëå, ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü.
Çà äîïîìîãîþ åêñïåðèìåíòàëüíèõ äîñë³äæåíü òà ÷èñåëüíîãî àíàë³çó òåïëî-ã³äðîäèíà-
ì³÷íîãî ñòàíó êàìåðè ïå÷³ âèïàëó äîñë³äæåíî âïëèâ òåõíîëîã³÷íèõ ïàðàìåòð³â ïðîöå-
ñó âèïàëþâàííÿ íà ÿê³ñòü âóãëåãðàô³òîâî¿ åëåêòðîäíî¿ ïðîäóêö³¿. Äîñë³äæåíî çì³íè
ñõåìè çàâàíòàæåííÿ êàìåðè ïå÷³, ãåîìåò𳿠ìóôåëüíèõ êàíàë³â òà ñõåìè ïåðåñèïêè çà-
ãîòîâîê. Îòðèìàí³ ðåçóëüòàòè äàëè çìîãó ðîçðîáèòè êîìïëåêñí³ òåõí³÷í³ ð³øåííÿ ùî-
äî çìåíøåííÿ íåð³âíîì³ðíîñò³ òåìïåðàòóðíîãî ïîëÿ ïî çàãîòîâêàõ, ùî ìຠï³äâèùèòè
ÿê³ñòü âóãëåãðàô³òîâèõ âèðîá³â.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ï³÷ âèïàëó, ñõåìà çàâàíòàæåííÿ, ìóôåëüí³ êàíàëè, ñõåìà ïåðåñèïêè,
çàãîòîâêà, òåìïåðàòóðíå ïîëå, ìàòåìàòè÷íà ìîäåëü.
� Ïóëèíåö È.Â., 2012
òðóäíîñòÿìè. Ê òîìó æå ýòîò ìåòîä íå ïîçâîëÿ-
åò ïîëó÷èòü äàííûå î âëèÿíèè èçìåíåíèÿ êîí-
ñòðóêòèâíûõ îñîáåííîñòåé ïå÷åé è òåõíîëîãè÷å-
ñêèõ ïàðàìåòðîâ íà ñêîðîñòü è ðàâíîìåðíîñòü
íàãðåâà çàãîòîâîê [5].
Ðàçâèòèå ñðåäñòâ âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè
è ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, âêëþ÷àÿ ÷èñëåí-
íûå ìåòîäû ðåàëèçàöèè ñëîæíûõ ìàòåìàòè÷å-
ñêèõ ìîäåëåé, ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü äîñòàòî÷íî
òî÷íóþ è îáøèðíóþ èíôîðìàöèþ î òåïëî-ãèä-
ðîäèíàìè÷åñêèõ ïðîöåññàõ ñ ïîìîùüþ ïðîâåäå-
íèÿ ÷èñëåííîãî àíàëèçà. Ïðè ýòîì ðàçðàáîòàí-
íûå ÷èñëåííûå ìîäåëè âåðèôèöèðóþòñÿ íà äàí-
íûå íàòóðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ, ðåçóëüòàòû êîòî-
ðûõ òàêæå èñïîëüçóþòñÿ äëÿ çàäàíèÿ ãðàíè÷-
íûõ óñëîâèé ïðè ïðîâåäåíèè ÷èñëåííûõ ýêñïå-
ðèìåíòîâ.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðàöèîíàëüíûõ òåïëîâûõ
ðåæèìîâ ðàáîòû ìíîãîêàìåðíûõ ïå÷åé îáæèãà
öåëåñîîáðàçíî ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâà-
íèÿ îáúåäèíÿòü ñ ìåòîäàìè ìàòåìàòè÷åñêîãî ìî-
äåëèðîâàíèÿ, ÷òî äàåò âîçìîæíîñòü ñóùåñòâåí-
íî ìèíèìèçèðîâàòü ìàòåðèàëüíûå è âðåìåííûå
ðåñóðñû ðàçðàáîòîê.
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû — èññëåäîâàíèå
âëèÿíèÿ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïðîöåññà
îáæèãà íà êà÷åñòâî îáæèãàåìûõ óãëåãðàôèòîâûõ
èçäåëèé â ìíîãîêàìåðíûõ îáæèãîâûõ ïå÷àõ.
Ôèçè÷åñêàÿ ìîäåëü ïðîöåññà îáæèãà
Êîëüöåâàÿ îáæèãîâàÿ ïå÷ü ñîñòîèò èç
20–30 èëè áîëåå êàìåð, ðàçìåùåííûõ â 2 ðÿäà
íèæå íóëåâîé îòìåòêè êîðïóñà öåõà îáæèãà.
Êàæäàÿ êàìåðà ïå÷è (ðèñ.1) ñîñòîèò èç êàññåò
10, ñòåíêà è ïîäèíà êîòîðûõ ñîçäàþò ãàçîâûå
êàíàëû. Â ñðåäèíó êàæäîé êàññåòû, ïðåäâàðè-
òåëüíî çàïîëíåííîé íèæíèì ñëîåì ïåðåñûïêè
4, çàãðóæàþòñÿ «çåëåíûå» çàãîòîâêè 8, ñâåðõó
è ìåæäó êîòîðûìè òàêæå çàñûïàåòñÿ ïåðåñûï-
êà. Ñâåðõó êàìåðà óêðûâàåòñÿ òåïëîèçîëÿöèîí-
íûì óêðûòèåì — ñâîäîì 1.
Äâèæåíèå äûìîâûõ ãàçîâ ÷åðåç êàìåðó ïå-
÷è îò ïðåäûäóùåé ê ïîñëåäóþùåé îñóùåñòâëÿ-
åòñÿ ïî ãàçîâîìó òðàêòó ÷åðåç îêíà 6, îãíåâûå
êàíàëû 5, ïðîñòðàíñòâî ïîä ñâîäîì 1, ìóôåëü-
íûå êàíàëû 9, ïðîñòðàíñòâî ìåæäó ñòîëáèêàìè
ïîäèíû äî âõîäíûõ îêîí ñëåäóþùåé êàìåðû. Â
ïðîöåññå äëèòåëüíîãî îáæèãà ýëåêòðîäíûõ çàãî-
òîâîê îäíîâðåìåííî çàäåéñòâîâàíà ãðóïïà êà-
ìåð ïå÷è, ñîñòîÿùàÿ èç 6–10 åä. Ïðè÷åì ïåð-
âûå äâå èëè îäíà êàìåðà ïî õîäó äâèæåíèÿ ãà-
çîâ íàõîäÿòñÿ ïîä îãíåì, à îñòàëüíûå êàìåðû
íàãðåâàþòñÿ çà ñ÷åò îòõîäÿùèõ äûìîâûõ ãàçîâ
ïåðâîé êàìåðû, è òàêèì îáðàçîì îñóùåñòâëÿåò-
ñÿ óòèëèçàöèÿ òåïëîòû îòõîäÿùèõ ãàçîâ. Êà-
ìåðû â êîëüöåâîé ïå÷è ïðè îáæèãå íàõîäÿòñÿ
íà ðàçíûõ ñòàäèÿõ ïðîöåññà: êîãäà íà ïåðâîé
îáæèã ïîäõîäèò ê êîíöó, òî â ïîñëåäíåé îí
òîëüêî íà÷èíàåòñÿ. Ïî îêîí÷àíèè îáæèãà ïåð-
âàÿ êàìåðà îòêëþ÷àåòñÿ îò îãíÿ è îò ãðóïïû êà-
ìåð, çàäåéñòâîâàííûõ â ïðîöåññå, îãîíü ïåðåíî-
ñèòñÿ íà ñëåäóþùóþ ïî õîäó äâèæåíèÿ ãàçîâ
êàìåðó, è ê ãðóïïå êàìåð ïîäêëþ÷àåòñÿ íîâàÿ
êàìåðà, ðàñïîëîæåííàÿ ïîñëåäíåé â ãðóïïå.
Ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàçðàáîòàííîé ìàòåìàòè-
÷åñêîé ìîäåëè òåïëî-ãèäðîäèíàìè÷åñêîãî ñî-
ñòîÿíèÿ ìíîãîêàìåðíîé îáæèãîâîé ïå÷è [6]
ïðîâåäåí ÷èñëåííûé àíàëèç äåéñòâóþùåé êîí-
ñòðóêöèè êàìåðû îáæèãîâîé ïå÷è. Ðåçóëüòàòû
ðàñ÷åòîâ ïîëåé òåìïåðàòóð â çàãîòîâêàõ, âûïîë-
íåííûõ ñ ïîìîùüþ ïðîãðàììíîãî êîìïëåêñà
OpenFOAM [7], ñîãëàñóþòñÿ ñ ýêñïåðèìåíòàëü-
íûìè äàííûìè â ïðåäåëàõ ïîãðåøíîñòè îïûò-
íûõ äàííûõ [8]. Ýòî îáîñíîâûâàåò ïðàâîìåð-
íîñòü ïðèìåíåíèÿ ðàçðàáîòàííîé ÷èñëåííîé ìî-
äåëè òåïëîîáìåíà è ãàçîäèíàìèêè êàìåðû îá-
æèãîâîé ïå÷è äëÿ îöåíêè âëèÿíèÿ òåõíè÷åñêèõ
ðåøåíèé íà âåäåíèå ïðîöåññà îáæèãà â ìíîãîêà-
ìåðíûõ ïå÷àõ, â òîì ÷èñëå èçìåíåíèå ñõåìû çà-
ãðóçêè êàìåðû ïå÷è, ãåîìåòðèè ìóôåëüíûõ êà-
íàëîâ, ñõåìû ïåðåñûïêè çàãîòîâîê.
Âëèÿíèå ñõåìû çàãðóçêè
êàìåðû îáæèãîâîé ïå÷è
Àíàëèç äèíàìèêè íàãðåâà çàãîòîâîê â êàìå-
ðå îáæèãîâîé ïå÷è ïîêàçàë, ÷òî îñíîâíîé ïðî-
áëåìîé èññëåäîâàííîé êàìïàíèè îáæèãà ÿâëÿåò-
ñÿ íàëè÷èå áîëüøîãî ïåðåïàäà òåìïåðàòóðû ïî
çàãîòîâêàì, ÷òî ìîæíî îáúÿñíèòü èíòåíñèâíûì
60 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 6
Ðèñ.1. Êàìåðà îáæèãîâîé ïå÷è: 1 — ñâîä; 2 — ìåñòî óñòà-
íîâêè ãîðåëîê; 3 — êàíàë äëÿ îòâîäà äûìîâûõ ãàçîâ; 4 —
ïåðåñûïêà; 5 — îãíåâûå êàíàëû; 6 — îêíà âõîäà äûìîâûõ
ãàçîâ èç ïðåäûäóùåé êàìåðû; 7 — îãíåóïîðíàÿ ôóòåðîâêà
êàìåðû; 8 — óãëåãðàôèòîâûå çàãîòîâêè; 9 — ìóôåëüíûå
êàíàëû; 10 — êàññåòû; 11 — ñòîëáèêè ïîäèíû êàññåòû; 12
— êèðïè÷íàÿ êëàäêà; 13 — áåòîí.
ïîäâîäîì òåïëîòû ê çàãîòîâêàì îò îãíåâûõ è
òîðöåâûõ ãàçîâûõ êàíàëîâ [8].
Íàèáîëåå ïðîñòûì òåõíè÷åñêèì ðåøåíèåì
óìåíüøåíèÿ ïåðåïàäà òåìïåðàòóð ïî çàãîòîâêàì
â äàííîì ñëó÷àå ìîæåò ÿâëÿòüñÿ ïðèìåíåíèå
êîìáèíèðîâàííîé ñõåìû çàãðóçêè, êîãäà çàãî-
òîâêè ìåíüøåãî äèàìåòðà â öåíòðàëüíûõ êàññå-
òàõ óñòàíàâëèâàþòñÿ áëèæå ê îãíåâûì êîëîä-
öàì, à â òîðöåâûõ — áëèæå ê ïðîòèâîïîëîæ-
íîé ñòîðîíå îò îãíåâîãî êîëîäöà (ðèñ.2,à,á).
Ðåçóëüòàòû ÷èñëåííîãî àíàëèçà âëèÿíèÿ ýòîãî
òåõíè÷åñêîãî ðåøåíèÿ íà ïåðåïàä òåìïåðàòóðû
ïî çàãîòîâêàì ïðèâåäåíû íà ðèñ.2,â,ã.
Àíàëèç ïîëó÷åííûõ òåìïåðàòóðíûõ äàííûõ
ïîêàçàë, ÷òî èññëåäîâàííàÿ ñõåìà çàãðóçêè ïî-
çâîëÿåò óìåíüøèòü ïåðåïàä òåìïåðàòóðû â çàãî-
òîâêàõ íà 3,6 % (îò 143,8 äî 138,9 Ê) è óâåëè-
÷èòü ìèíèìàëüíóþ òåìïåðàòóðó ðÿäà çàãîòîâîê
áîëüøåãî äèàìåòðà íà 50 Ê.
Âëèÿíèå òåïëîîòäàþùåé ïîâåðõíîñòè
ìóôåëüíûõ êàíàëîâ
Ñ öåëüþ óìåíüøåíèÿ èíòåíñèâíîñòè ïîäâî-
äà òåïëîòû ê çàãîòîâêàì îò îãíåâûõ è òîðöåâûõ
ãàçîâûõ êàíàëîâ è ïåðåïàäà òåìïåðàòóð â çàãî-
òîâêàõ ðàññìîòðåíà êîíñòðóêöèÿ êàìåðû ïå÷è
îáæèãà ñî âñåìè ïåðåêðûòûìè òîðöåâûìè êàíà-
ëàìè ñî ñòîðîíû îãíåâûõ êîëîäöåâ è ñ äâóìÿ ñ
ïðîòèâîïîëîæíîé ñòîðîíû (ðèñ.3,à,á). Ðåçóëü-
òàòû ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ âëèÿíèÿ ÷àñ-
òè÷íîãî ïåðåêðûòèÿ òîðöåâûõ ìóôåëüíûõ êàíà-
ëîâ íà ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû â çàãîòîâêàõ
ïðèâåäåíû íà ðèñ.3,â,ã.
Àíàëèç ïîëó÷åííûõ òåìïåðàòóðíûõ äàííûõ
ïîêàçàë, ÷òî íåðàâíîìåðíîñòü òåìïåðàòóðû ïî
çàãîòîâêàì íà êîíåö ïðîöåññà îáæèãà ñíèçèëàñü
íà 19,8 % (íà 28 Ê — îò 143,8 äî 115,4 Ê) è
ìèíèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà çàãîòîâîê îñòàëàñü
íåèçìåííîé, à ìàêñèìàëüíàÿ ñíèçèëàñü íà
2,5 % (íà 30 Ê).
Ñîâìåñòíîå èñïîëüçîâàíèå ÷àñòè÷íî ïåðå-
êðûòûõ ìóôåëüíûõ êàíàëîâ è êîìáèíèðîâàí-
íîé ñõåìû çàãðóçêè ïîêàçàëî, ÷òî ïåðåïàä òåì-
ïåðàòóðû ïî çàãîòîâêàì íà êîíåö êàìïàíèè îá-
æèãà óìåíüøèëñÿ íà 23,4 % (ñ 143,8 äî
110,2 Ê) è ìèíèìàëüíàÿ òåìïåðàòóðà çàãîòîâîê
ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíèëàñü, à ìàêñèìàëüíàÿ
ñíèçèëàñü íà 2,8 % (ñ 1188,5 äî 1155,3 Ê).
Âëèÿíèå ñõåìû ïåðåñûïêè çàãîòîâîê
Ñ öåëüþ äàëüíåéøåãî óìåíüøåíèÿ ïåðåïàäà
òåìïåðàòóðû ïî âûñîòå çàãîòîâîê áûëî ïðåäëî-
æåíî èñïîëüçîâàòü êîìáèíèðîâàííóþ ñõåìó ïå-
ðåñûïêè, çàêëþ÷àþùóþñÿ â äîáàâëåíèè òåïëî-
èçîëÿöèîííîãî ñëîÿ äðåâåñíûõ îïèëîê òîëùè-
íîé 5 ñì ñâåðõó èõ òîðöîâ (ðèñ.4).
Àíàëèç ðåçóëüòàòîâ èññëåäîâàííîé êîìáè-
íèðîâàííîé ñõåìû çàãðóçêè ñ èñïîëüçîâàíèåì
òåïëîèçîëÿöèîííîãî ñëîÿ äðåâåñíûõ îïèëîê ïî-
êàçàë, ÷òî ïåðåïàä òåìïåðàòóðû ïî çàãîòîâêàì
óìåíüøèëñÿ íà 11,5 % (îò 110,2 äî 97,5 Ê) ïî
ñðàâíåíèþ ñ âàðèàíòîì ñîâìåñòíîãî èñïîëüçîâà-
íèåì ÷àñòè÷íî ïåðåêðûòûõ ìóôåëüíûõ êàíàëîâ
è êîìáèíèðîâàííîé ñõåìû çàãðóçêè è íà 32,2 %
(îò 143,8 äî 97,5 Ê) ïî ñðàâíåíèþ âàðèàíòîì
áåç òåõíè÷åñêèõ ðåøåíèé è ìèíèìàëüíàÿ òåìïå-
ðàòóðà çàãîòîâîê ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíèëàñü, à
ìàêñèìàëüíàÿ ñíèçèëàñü íà 3,8 % (îò 1188,5 äî
1143 Ê) ïî ñðàâíåíèþ âàðèàíòîì áåç òåõíè÷å-
ñêèõ ðåøåíèé.
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 6 61
Ðèñ.2. Âëèÿíèå áàçîâîé (à) è êîìáèíèðîâàííîé (á) ñõåì çà-
ãðóçêè êàìåðû îáæèãîâîé ïå÷è è ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòó-
ðû ïî çàãîòîâêàì â ýòèõ ñõåìàõ ñîîòâåòñòâåííî (â, ã).
â ã
à á
Ðèñ.3. Âëèÿíèå ÷àñòè÷íîãî ïåðåêðûòèÿ ìóôåëüíûõ êàíàëîâ
êàìåðû îáæèãîâîé ïå÷è íà ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû â çàãî-
òîâêàõ: à, â è á, ã — áàçîâàÿ êîíñòðóêöèÿ è ñ ÷àñòè÷íî ïåðå-
êðûòûìè òîðöåâûìè ìóôåëüíûìè êàíàëàìè ñîîòâåòñòâåííî.
â ã
à á
Âûâîäû
Ïðîâåäåí ÷èñëåííûé àíàëèç âëèÿíèÿ òàêèõ
âàæíûõ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ îáæèãà,
êàê ñõåìà çàãðóçêè, ãåîìåòðèÿ êàìåðû ïå÷è è
ñõåìà ïåðåñûïêè íà ïðîöåññ îáæèãà ýëåêòðîä-
íîé ïðîäóêöèè â ìíîãîêàìåðíûõ ïå÷àõ. Èçìå-
íåíèå ñõåìû çàãðóçêè çàãîòîâîê óìåíüøàåò ïå-
ðåïàä òåìïåðàòóðû ïî çàãîòîâêàì â êàìåðå ïå÷è
íà 3,6 %.
Èçìåíåíèå òåïëîîòäàþùåé ïîâåðõíîñòè ìó-
ôåëüíûõ êàíàëîâ çà ñ÷åò èõ ÷àñòè÷íîãî ïåðå-
êðûòèÿ ïî òîðöàì êàññåò êàìåðû ïå÷è ïðèâîäèò
ê óìåíüøåíèþ íåðàâíîìåðíîñòè ïîëÿ òåìïåðà-
òóð ïî çàãîòîâêàì íà 19,8 %.
Èñïîëüçîâàíèå òåïëîèçîëÿöèîííîãî ñëîÿ èç
äðåâåñíûõ îïèëîê â çàãðóçêå êàìåðû îáæèãî-
âîé ïå÷è óìåíüøàåò ïåðåïàä òåìïåðàòóðû â çà-
ãîòîâêàõ íà 11,5 %.
Ïðèìåíåíèå êîìïëåêñíîãî òåõíè÷åñêîãî ðå-
øåíèÿ ñ èçìåíåíèåì ñõåìû çàãðóçêè, òåïëîîò-
äàþùåé ïîâåðõíîñòè ìóôåëüíûõ êàíàëîâ è èñ-
ïîëüçîâàíèåì òåïëîèçîëÿöèîííîãî ñëîÿ èç äðå-
âåñíûõ îïèëîê ñíèæàåò ïåðåïàä òåìïåðàòóðû â
çàãîòîâêàõ íà 32,2 %.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Ñàííèêîâ À.Ê., Ñîìîâ À.Á., Êëþ÷íèêîâ Â.Â. è
äð. Ïðîèçâîäñòâî ýëåêòðîäíîé ïðîäóêöèè. — Ì. :
Ìåòàëëóðãèÿ, 1985. — 128 ñ.
2. ×àëûõ Å.Ô. Îáîðóäîâàíèå ýëåêòðîäíûõ çàâîäîâ.
— Ì. : Ìåòàëëóðãèÿ, 1990. — 238 ñ.
3. Ìàëàõîâ Ñ.À. Ñîâåðøåíñòâîâàíèå òåõíîëîãè îá-
æèãà óãëåãðàôèòîâîé ïðîäóêöèè â ìíîãîêàìåðíûõ
ïå÷àõ îáæèãà çàêðûòîãî òèïà : Àâòîðåô. äèñ. …
êàíä. òåõí. íàóê. — Âëàäèêàâêàç, 2004. — 30 ñ.
4. Ñåëåçíåâ À.Í., Øèïêîâ Í.Í. Ýëåêòðîäíîå ïðîèç-
âîäñòâî ñåãîäíÿ // Öâ. ìåòàëëû. — 1996. —
¹ 12. — Ñ. 48–49.
5. Øèáàëîâ Ñ.Í. Ñîâåðøåíñòâîâàíèå òåïëîâûõ ïðî-
öåññîâ ñ öåëüþ ïîâûøåíèÿ êà÷åñòâà îáæèãà çàãîòî-
âîê èç óãëåãðàôèòîâûõ ìàòåðèàëîâ : Àâòîðåô. äèñ.
… êàíä. òåõí. íàóê. — Ì., 2004. — 30 ñ.
6. Êàðâàöüêèé À.ß., Ïóë³íåöü ².Â., Øèëîâè÷ ².Ë.
Ìàòåìàòè÷íà ìîäåëü òåïëî-ã³äðîäèíàì³÷íîãî ñòàíó
áàãàòîêàìåðíî¿ ïå÷³ ïðè âèïàëþâàíí³ åëåêòðîäíèõ
çàãîòîâîê // Âîñòî÷íîåâðîï. æóðí. ïåðåäîâûõ
òåõíîëîãèé. — 2012. — ¹ 1/4. — Ñ. 33—37.
7. The Open Source Computational Fluid Dynamics
(CFD) Toolbox. [Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ ]. — Äàòà
äîñòóïà : ìàðò 2011 ã. — Ðåæèì äîñòóïà :
http://www.openfoam.com/.
8. Panov Ye.N., Kutuzov S.V., Karvatsky A.Ya. et al.
Power saving at production of electrode products
// XVII Intern. Conf. «Aluminium of Siberia»,
V Conference «Metallurgy of Non-Ferrous and Rare
Metals», VII Symposium «Gold of Siberia»,
(Krasnoyarsk, Russia, 7–9 Sept., 2011) : Proc. In-
tern. Congress. — Krasnoyarsk : Verso, 2011. —
P. 412–423.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 23.11.12
62 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 6
Ðèñ.4. Âëèÿíèå ñõåìû çàãðóçêè çàãîòîâîê íà ðàñïðåäåëåíèå
òåìïåðàòóðû â çàãîòîâêàõ áåç îïèëîê (à) è ñ èñïîëüçîâàíèåì
òåïëîèçîëÿöèîííîãî ñëîÿ äðåâåñíûõ îïèëîê (á).
à á
Pulinets I.V.
National Technical University of Ukraine «KPI», Kiev
The Influence of Technological Baking Process Parameters
on Quality of Carbon and Graphite Blanks
The influence of technological backing process parameters on the quality of backing pro-
cess of carbon and graphite electrode production by experimental studies and numerical
analysis of thermal and hydrodynamic status of baking furnace chamber is investigated.
The fluctuating loading method of furnace chamber, muffle channels geometry and
blanks scatter circuit are investigated. The obtained results allowed developing complex
technical solutions for nonuniformity of blanks temperature field reduction which should
improve the quality of carbon and graphite products.
Key words: baking furnace, loading circuit, muffle channels, scatter circuit, blank, tem-
perature field, mathematical model.
Received November 23, 2012
|