Model numeryczny nowej koncepcji kołpaka pieca do wytopu żelazokrzemu

• Autorzy: Mocek P.

Warianty tytułu

EN

Numerical model of the prototype cap of ferro-silicon furnace

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia model oraz wyniki obliczeń numerycznych zagadnienia przepływu ciepła i masy w kołpaku pieca rezystancyjno- łukowego o mocy 12 MVA do wytopu żelazokrzemu. Rezultaty obliczeń zostały uzyskane z wykorzystaniem pakietu numerycznej mechaniki płynów ANSYS FLUENT. Model uwzględnia konwersję entalpii chemicznej i fizycznej w ciepło gazów będących produktem ubocznym w procesie elektrotermicznym wytopu żelazokrzemu. Przedstawiono wyniki obliczeń rozkładu temperatur, przepływów i stężeń tlenku węgla w gazach wewnątrz kołpaka. Uwzględniając podstawowe parametry geometryczne kołpaka przeprowadzono obliczenia dla kilku wartości współczynnika nadmiaru powietrza. Wielkość strumienia powietrza doprowadzana pod kołpak determinuje odzysk energii z powstających w procesie produkcyjnym gazów.

EN

The article presents the results of numerical computations of heat and mass transfer in a cap of the 12 MVA ferro-silicon furnace. Results of the calculations were obtained using CFD package ANSYS Fluent. The model includes gas phase chemical and physical enthalpy conversion and it’s utilization into heat of gases that are side effect of the melting FeSi process. The results of calculations of gas flow, temperature and CO concentration inside furnace cap were presented. Taking into account the basic geometric parameters were performed calculations for several values of the excess air ratio. Air stream entering into the cap determines the energy recovery from process gases.

Słowa kluczowe

PL

żelazokrzem; piec rezystancyjno-łukowy; przepływ ciepła i masy; obliczeniowa mechanika płynów; odzysk energii

EN

ferrosilicon; submerged-arc furnace; heat and mass transfer; computational fluid dynamics CFD; energy recovery

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 78, nr 11
• Strony: 940--944
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mocek P.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii, Katedra Metalurgii, Zespół Energetyki Procesowej ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice Główny Instytut Górnictwa, Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Pl. Gwarków 1, 40-0166 Katowice

Bibliografia

• 1. Schei A., Tuset J., Tveit H.: Production of high silicon alloys. TAPIR Forlag, Trondheim 1998
• 2. Hjartarson H.: Waste Heat Utilization at Elkem Ferrosilicon Plant in Iceland. M.Sc. Diss. Univ. of Iceland, Rejkiavik 2009
• 3. Kunze J., Degel R.: New trends in submerged arc furnace technology. Preceedings: INFACON X., Cape Town, RPA 2004, pp. 444÷454
• 4. Bramfoot S., Dixon J., Martin J. R., Page R. A.: The feasibility of using waste heat boilers to recover energy from the exhaust gases of electric arc furnaces. Heat Recovery Systems, 1985, nr 5, pp. 353÷364
• 5. Fluent Inc. FLUENT 6 User’s Guide, Fluent Inc., Lebanon, 2005
• 6. Warnatz J., Maas U., Dibble R. W.: Combustion. Springer-Verlag, Berlin 2006
• 7. Launder B. E., Spalding, D. B.: Mathematical Models of Turbulences, Academic Press, New York, 1972
• 8. Siegel R., Howell J. R.: Thermal radiation heat transfer. Hemisphere, Washington 1992
• 9. Jones W. P., Lindstedt R. P.: Global reaction schemes for hydrocarbon combustion. Combustion and Flame, 1988, nr 73, pp. 233÷249
• 10. Bermudez A., Bullon J., Pena F., Salgado P.: A numerical method for transient simulation of metallurgical compound electrodes. Finite Elements in Analysis and Design, 2003, nr 39, pp. 283÷299
• 11. Idelczik.: Sprawocznik po gidrawliczieskim soprotiwlienijam. Red.: Sztajnberg M. Maszynostrienie, Moskwa 1992