Зниження теплових втрат

Приблизно 42% підведеної до ДСП теплоти йде на виконання корисної роботи (випускається з сталлю), решта – 58% - втрати, тепло яке виходить з пічними газами, з охолоджуючою водою, випромінювання через відкриті вікна, втрати з виступаючими кінцями електродів, втрати через днище, кожух та покрівлю, втрати під час завалки шихти, на випаровування та нагрів вологи та інше.

Підвищення якості футерівки. Для теплоізоляції стін та днища необхідно застосовувати діатомітові засипки товщиною приблизно в 50 мм. Для запобігання висипання засипки через щілини та для додаткової теплоізоляції внутрішню поверхню кожуха викладають листовим азбестом товщиною 10-20 мм.

Для попередньої оцінки ефективності застосовується наступна методика: зниження потужності теплових втрат в кВт для печей до 5 т ; для печей більше 5 т де т - потужність теплових втрат, яка залежить від ємності печі та стану футерівки [5]. Економія електроенергії при цьому визначається шляхом множення зниження потужності теплових втрат на час роботи печі.

Зниження теплових втрат з охолоджуючою водою. Втрати тепла з охолоджуючою водою визначаються за формулою: кВтг, де Q –кількість води (звичайно 800 - 1800 літрів на 1т виплавленої сталі), л; - температура води, що поступає для охолодження та води, що відводиться. Для зменшення витрат охолоджуючої води необхідно встановлення регуляторів температури.

Зменшення втрат тепла на випромінювання через вікна та отвори. Втрати тепла можна визначити по формулі: , кВтг, де С=4,95 – коефіцієнт випромінювання футерівки, кал/(м·г); - температура повітря навколо печі, К; - температура повітря в пічному просторі, К; F – площа відкритого вікна, м²; T – тривалість відкривання, г.

Втрати визначаються по рекомендованим температурам: для періоду завантаження ( =1000-1200°С), розплавлення твердої шихти до появлення рідкого металу ( =1500°С),підігрів розплавленого металу ( =1780°С), очищення печі від шламу ( =1700°С).

Потужність теплових втрат через вікна в період плавлення складає 450 кВт/м², а в період кипіння та витримки – 600-800 кВт/м² [5].

Скорочення простоїв печі. В нормальних умовах період простою печі визначається часом, необхідним на злив металу, очищення печі, завантаження шихти. Простій печі залежить від ступеня механізації процесів завантаження та зливу металу, а також від рівня експлуатації. В період простоїв електрична енергія не споживається, проте накопичена енергія розсіюється, в результаті чого при ввімкнені печі в мережу частина енергії йде на нагрів футерівки. Втрати енергії на нагрів футерівка при нормальному режимі складають приблизно 15 – 20 % від всієї підведеної енергії.

Втрати енергії під час простоїв та затримок віднесені до 1 т металу можна визначити в залежності від тривалості наступним чином:

, кВтг/т, де - номінальна потужність печі, кВт; - потужність холостого ходу печі, кВт; t – кількість годин простою печі на добу; - питомі витрати електроенергії, кВтг/т.

Найкращий заходом зменшення питомих витрат електроенергії в цьому випадку є механізоване завантаження зверху, яке дає економію 7 – 8 %.

Для підрахунку кількості зекономленої енергії можна використовувати дані про залежність питомих витрат електроенергії від тривалості простоїв, які приведені в таблиці:

	Тривалість простоїв, г
	0	1	2	3	4	5	6	7	8
При	1,000	1,007	1,015	1,030	1,035	1,050	1,065	1,080	1,100
При	1,000	1,010	1,025	1,042	1,065	1,090	1,110	-	-

Щоб обчислити економію енергії, віднесену до 1 т металу, при зміні тривалості простоїв необхідно знаючи фактичну витрату енергії та фактичну тривалість простоїв знайти номінальну витрату енергії (питому витрату енергії при відсутності простоїв). Визначити питому витрату енергії після реалізації заходу, знаючи номінальну витрату енергії та нову тривалість простоїв. Різниця між фактичною та новою питомою витратою електроенергії і буде економія енергії в кВтг/т.

Оптимізація електричних та теплових режимів роботи печі.

Скорочення тривалості окремих періодів плавки. Період окислення може бути скорочений за рахунок часткового об’єднання процесів окислення та відновлення на 50-60 %, для цього вапно та частину руди подають в завалку разом із шихтою. Питомі витрати електроенергії при цьому знижуються приблизно на 80 кВтг/т.

Застосування електромагнітного перемішування сталі в чані. Досвід роботи ДСП з перемішуванням дозволяє виявити наступні результати:

1. Прискорюється розкислення та десульфурація сталі, а також розчинення в сталі легуючих домішок та вирівняння складу та температури сталі в відновлювальний період плавлення, за рахунок чого досягається зниження тривалості цього періоду на 25-40 хв.

2. Зменшення витрат електроенергії на плавку складає 40 – 50 кВтг/т (що більше ніж в два рази перевищує додаткові витрати електроенергії на перемішування, які складають 12 – 20 кВтг/т).

3. Полегшується видалення шламу з печі.

Підвищення маси садки та вдосконалення підготовки шихти. Питомі витрати електроенергії залежать від маси садки, тому доцільно перевантажувати печі по ємності, збільшуючи масу шихти завалки. Можливе перевантаження залежить від потужності пічного трансформатора, розмірів чану та стійкості футерівки та може сягати до 1,2 раз [5].

Д ля визначення ефективності перевантаження печі можна використовувати залежність зміна питомих витрат електроенергії від маси плавки.

1. – піч з основною футерівкою;

2. – піч з кислою футерівкою.

Попередня підготовка шихти. В процесі плавлення не повинно бути додаткових підвалів шихти. Це забезпечується підбором оптимального об’єму шихти, яка для печей ємністю 1-5 т повинна складати 3-4,5 т/м³. Для забезпечення оптимальної об’ємної маси шихти металобрухт підбирають в певних пропорціях. Так для печей ємністю 10 – 40 т рекомендується співвідношення: 20% мілкого, 40% середнього та 40% крупного металобрухту. Економія електроенергії за рахунок цього заходу складає 5 – 10 %.

Попередній підігрів шихти.Процес нагріву та плавки найбільш енергоємний. Цей період займає половину часу всієї плавки, при цьому затрачується 60-70% електроенергії, яка йде на плавку сталі взагалі.

Для підігріву шихти необхідно використовувати тепло вихідних газів від різних термічних установок, тепло охолоджуючих колодязів та інші джерела вторинного тепла. Попередній нагрів шихти до 600 – 700 ºС забезпечую економію питомих витрат на 20%. Якщо температура шихти відрізняється від 600 – 700 ºС, можна скористатися наступною приблизною залежністю для обчислення економії: , кВтг/т, де t – температура попереднього нагріву шихти.