Розробка енергоефективних конструкцій печей прямого нагрівання Кастнера для графітування електродних виробів

Типи печей графітування: ( а ) Ачесона, ( б )  Кастнера

1. Номер державної реєстрації теми - 0115U002410.
2. Науковий керівник - д.т.н., проф. Панов Є.М.
3. Суть розробки, основні результати.

Розроблено енергоефективні конструкції та регламенти експлуатації печей Кастнера для графітування великогабаритних електродних заготовок, що не мають аналогів в Україні та забезпечують зменшення питомої витрати електроенергії на 20–25 %. Експериментально досліджено теплоелектричний стан печі прямоточного нагрівання підчас графітування електродних заготовок з різними компенсаційними вставками. Встановлено, що під час кампанії графітування в печі Кастнера має місце процес газифікації вуглецевого матеріалу водяною парою в робочому просторі печі, який призводить до зменшення темпу нагрівання електродних заготовок на 10–20 %. Розроблено фізичну та сформульовано узагальнену математичну моделі процесу графітування електродних заготовок в печі прямого нагрівання за методом Кастнера, в яких враховуються: механізм перенесення вологи та водяної пари; теплові ефекти хімічних реакцій газифікації вуглецевмісних матеріалів печі; конверсія водню й оксидів вуглецю в теплоізоляційному матеріалі; гідростатичний тиск в шарі сипучої теплоізоляції. Створено числову модель теплоелектричного та механічного стану печі графітування Кастнера з урахуванням нелінійної залежності теплоелектричних властивостей вуглецевих матеріалів від температури й тиску та виконано її верифікацію за даними фізичного експерименту. Визначено вплив на теплоелектричний стан печей графітування різних параметрів технологічного регламенту й устаткування: режими введення електроенергії; схеми розміщення електродних свічок; форми електроконтактних вставок; фізичних властивостей теплоізоляційної шихти тощо. Розроблено технічні рішення щодо мінімізації перепаду температури в торцевих заготовках. Визначено, що найбільш ефективним рішенням є використання компенсаційних вставок, виконаних у формі пустотілих графітових циліндрів, які заповнено всередині високоомним теплоізоляційним сипучим матеріалом. Розроблено рекомендації щодо впровадження енергоефективних технологічних регламентів процесу графітування та технічні рішення зі вдосконалення конструкції печі.

ДолученняРозмір
PDF icon 2016_2829.pdf720.49 КБ