асні нагрівальні печі являють собою високомеханізовані агрегати, задовольняють технологічним і екологічним вимогам, проте життя висуває нові завдання розвитку пічної техніки.
Вимоги до роботи нагрівальних печей включають в себе:
- забезпечення заданої продуктивності;
- забезпечення якості нагріву, задовольняє технологів за структурою і за механічними властивостям металу, за ступенем окалинообразования і зневуглецювання;
- ефективне використання палива, характеристикою якого служить питома витрата енергії на одиницю продукції в кг умовного палива на 1 тонну продукції;
- відповідність екологічним нормам по гранично допустимому викиду в атмосферу пилу і шкідливих газів: СО, СО2, NOx, SO2, C20H12 та інших вуглеводнiв та
- механізація праці при експлуатації та ремонті печі та автоматизація її теплового режиму.
Інтегральним економічним показником технології нагріву та конструкції печі є собівартість нагріву і термін окупності капіталовкладень в будівництво або реконструкцію печі при гарантованій якості продукції та відповідно екологічним нормам.
В даний час продуктивність печі є варійованим фактором. Одну й ту ж продуктивність можна забезпечити при роботі однієї або декількох печей. Існує поняття оптимальної продуктивності печі, відповідної мінімуму витрати енергії на нагрів металу, або мінімуму собівартості нагріву.
На передній план висувається вимога ефективного використання палива та інших ресурсів, тобто проблема енерго-і ресурсозбереження. У зв'язку з цим змінюється актуальність наукових проблем. Наприклад, втратила своє значення завдання інтенсифікації теплообміну в печах, як засіб підвищення швидкості нагріву, а, значить, і продуктивності нагрівальних печей. Швидкісний нагрів і висока продуктивність сьогодні не є самоціллю, оскільки промислової практиці потрібні не рекорди, а економічна доцільність.
З аналізу теплового балансу печі, записаного у формі, запропонованої І.Д.Семікіним, випливає висновок про тому, що можливі три напрямки енергозбереження:
- зменшення теплового дефіциту металу О”i, тобто кількості теплоти, яке повинен поглинути 1 кг металу в печі, щоб нагрітися від початкової до кінцевої температури;
- зменшення втрат теплоти з робочого простору печі через футеровку і вікна в навколишнє середовище, а також на розігрів футерування до робочої температури;
- підвищення коефіцієнта використання теплоти палива (КІТ), тобто частки теплоти згорання палива, яку вдається використовувати в межах робочого простору печі. Витрата палива на піч обернено пропорційна величині КІТ.
Розглянемо конкретні способи реалізації кожного з трьох напрямків енергозбереження в сучасних печах металургії та машинобудування.
1 спосіб. Зменшення О”i досягається на практиці шляхом підвищення початкової температури металу при посаді його в піч. Так званий "гарячий посад" можливий при збереженні в металі теплоти, отриманої ним у попередньому переділі, в тому числі теплоти кристалізації злитків. Застосовувана на комбінаті "Запоріжсталь" технологія посада в нагрівальні колодязі злитків з незатверділої серцевиною забезпечує, за свідченням комбінату, скорочення питомої витрати палива на 40%, з 51,7 до 30,7 кг умовного палива на тонну зливків. Подібні результати отримані на комбінаті "Криворіжсталь". Згідно з розрахунками, в момент посада злитків в колодязі приблизно 30% їх обсягу займає рідка серцевина.
Необхідно якомога менше охолоджувати заготовки, отримані на МБЛЗ, перед посадом в нагрівальні печі для подальшої прокатки. Прикладом здійснення такої енергозберігаючої технології є ливарно-прокатні модулі.
У ряді випадків вдається взагалі виключити проміжний нагрів металу між двома послідовними прокатними станами, тобто довести теплової дефіцит до нуля завдяки зменшенню втрат теплоти гуркотами при транспортуванні від одного табору до іншого. На комбінатах "Запоріжсталь" та ім. Ілліча впроваджена технологія "Транзитної" прокатки слябів на безперервних листових станах, при якої 95% слябів прокочуються без проміжного нагрівання в методичних печах. У даному випадку питома витрата умовного палива в методичних печах скорочений з 85 до 15 кг/т.
Зменшити О”i можна також шляхом зниження температури нагріву металу в печі. Однак треба враховувати, що це спричинить за собою не тільки зменшення витрат палива, чаду і обезуглероживания металу, але й збільшить витрату електроенергії на прокатку і, ймовірно, скоротить термін служби прокатних валків. Таким чином, вибір температури нагріву заготовок представляє собою завдання оптимізації по мінімуму всіх витрат на процеси нагріву і прокатки.
2 спосіб. Втрати теплоти з робочого простору мають місце в будь-яких печах, але вони особливо істотні в нагрівальних і термічних печах циклічної дії, коли в цикл термообробки входить охолодження печі до низької температури або коли таке охолодження обумовлено тривалими промі...
