Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Relation Between Active Power of the Submerged Arc Furnace and the Electric Energy Consumption Indicator in the Process of Ferrosilicon Smelting

Machulec B., Bialik W., Gil S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 2

633--638

EN

Higher active power of a submerged arc furnace is commonly believed to increase its capacity in the process of ferrosilicon smelting. This is a true statement but only to a limited extent. For a given electrode diameter d, there is a certain limit value of the submerged arc furnace active power. When this value is exceeded, the furnace capacity in the process of ferrosilicon smelting does not increase but the energy loss is higher and the technical and economic indicators become worse. Maximum output regarding the reaction zone volumes is one of parameters that characterize similarities of furnaces with various geometrical parameters. It is proportional to d3 and does not depend on the furnace size. The results of statistical analysis of the ferrosilicon smelting process in the 20 MVA furnace have been presented. In addition to basic electrical parameters, such as active power and electrical load of the electrodes, factors contributing to higher resistance of the furnace bath and resulting lower reactive power Px demonstrate the most significant effect on the electrothermal process of ferrosilicon smelting. These parameters reflect metallurgical conditions of ferrosilicon smelting, such as the reducer fraction, position of the electrodes and temperature conditions of the reaction zones.

2

Application of the Mining Industry Wastes as Raw Material for Melting of the Complex Fesial Ferroalloys

Machulec B., Bialik W., Gil S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

975--979

EN

An economical alternative for the steel industry which uses a separate ferrosilicon and aluminum for the deoxidization of steel is a complex deoxidizer in the form of FeSiAl alloys. The effectiveness of complex deoxidizers is higher and they have a positive effect on quality improvement and also for mechanical properties of the finished steel. It is associated with a smaller number of non-metallic inclusions and a more favorable its distribution in the structure of steel. Noteworthy are the waste from the mining industry simultaneously contains SiO2 and Al2 O3 oxides with a few of dopants in the form of CaO, MgO, FeO, TiO2 oxides. These wastes are present in large quantities and can be a cheap raw material for obtaining complex FeSiAl ferroalloys by an electrothermal method. “Poor” hard coal grades which so far did not apply as a reducing agent in the ferroalloy industry because of the high ash content can also be a raw material for the electrothermal FeSiAl process. The electrothermal FeSiAl melting process is similar to the ferrosilicon process in the submerged arc furnace. For this reason, a model based on Gibbs’ free enthalpy minimization algorithm was used to analyze the simultaneous reduction of SiO2 and Al2 O3 oxides, which was originally elaborated for the ferrosilicon smelting process. This is a system of two closed reactors: the upper one with the lower temperature and the lower one with the higher temperature. Between the reaction system and the environment, and between the reactors inside the system, there is a cyclical mass transfer in moments when the state of equilibrium is reached in the reactors. Based on the model, the basic parameters of the electrothermal reduction process of SiO2 and Al2 O3 oxides were determined and a comparative analysis was made towards the ferrosilicon process.

3

SPC jako narzędzie do poprawy efektywności procesu wytopu żelazokrzemu

Machulec B., Bialik W., Mańka R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 3

110--117

PL

Statystyczne sterowanie procesem (SPC) znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, ale w przemyśle żelazostopowym nie jest powszechnie stosowane. Proponuje się zastosowanie procedur SPC jako narzędzi do stabilizacji parametrów procesu wytopu żelazokrzemu w piecach rezystancyjno-łukowych. Idea ta polega na ciągłej obserwacji parametrów procesu i porównywaniu z ustalonymi normami za pomocą kart kontrolnych. Jeżeli proces ma tendencję do wykraczania poza ustalone granice, zadaniem systemu SPC jest wykrywanie i sygnalizowanie nieprawidłowości. Konsekwentne stosowanie tych metod w połączeniu z istniejącym systemem kontroli i sterowania piecem rezystancyjno-łukowym powinno wpłynąć na ograniczenie przyczyn zaburzeń procesu, oraz wynikających stąd strat. Przedstawiono podstawy teoretyczne SPC, oraz sposób konstrukcji kart kontrolnychdo liczbowej oceny właściwości procesu.

EN

Statistical process control (SPC) is widely applied in the automotive industry, but in the ferroalloys industry is not widely used. It has been proposed to use SPC procedures as a tool to stabilize the parameters of the ferrosilicon submerged arc furnaces. This idea is based on the continuous monitoring of process parameters and comparing with the set of standards by using control charts. If the process tends to exceed the established boundaries, the task of SPC system is to detect and signal the irregularities. The consistent application of these principles in conjunction with the existing system of monitoring and control of the submerged arc furnace should result in reducing the causes of disturbance of the process, and resulting therefrom losses. It has been presented the theoretical basis of the SPC and construction of control cards for the numerical assessment of the process.

4

Badanie wybranych właściwości węgli stosowanych w procesie wytopu żelazostopów

Gil S., Bialik W., Mańka R.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 9

415--419

PL

W publikacji przeanalizowane zostały najważniejsze parametry fizykochemiczne kilku wybranych węgli kamiennych w kontekście wykorzystania ich jako reduktory w procesie wytopu żelazokrzemu. Z przedstawionych w publikacji węgli przydatnych jako reduktory, węgiel z kopalni Wujek był stosowany w przeszłości (wyczerpane zasoby), z kopalń Staszic i Wieczorek jest stosowany obecnie, a węgle z kopalń: Bogdanka, Piast i Ziemowit charakteryzowane są jako potencjalnie możliwe do zastosowania w postaci mieszanek z innymi węglami. W pracy porównano parametry węgli uzyskane: w analizie technicznej, elementarnej, przy badaniu składu popiołu, z pomiaru refleksyjności witrynitu oraz reakcyjności wobec SiO i CO2.

EN

In the publication were analyzed the most important physicochemical parameters selected a few bituminous coals in the context of their use as reductors in the process of smelting ferrosilicon. From the presented in the publication coals useful as reductors, the Wujek coal has been used in the past (exhausted resources), Staszic and Wieczorek coals are currently used, while Bogdanka, Piast and Ziemowit coals are characterized as potentially usable in blends with other coals. At work were compared parameters of coals obtained in: technical and elemental analysis, examination of ash composition, vitrinite reflectance measurement and reactivity of selected coal towards SiO and CO2.

5

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii i ciepła odpadowego w niskotemperaturowym systemie ogrzewczo-chłodzącym hali drukarni

Bialik W., Gil S., Machulec B., Ochman J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 1

461--468

PL

W pracy przedstawiono nowoczesny system ogrzewania hali drukarni oraz pomieszczeń biurowych i socjalnych. Został on zaprezentowany na dwóch schematach oraz omówiony w pierwszej części artykułu. Układ wykorzystuje pompy ciepła ciecz-ciecz oraz powietrze ciecz. Dla pomp ciecz-ciecz dolnym źródłem jest pionowy wymiennik gruntowy składający się z 13 otworów o głębokości 100 m. W opisywanym rozwiązaniu zastosowano także poziomy gruntowy wymiennik ciepła do ogrzewania czerpanego z otoczenia powietrza wentylacyjnego płynącego następnie do rekuperatorów pomieszczeń biurowych i socjalnych. Gruntowe wymienniki ciepła w trakcie ich budowy zostały zaprezentowane na jednym z rysunków. Pomieszczenia biurowe i socjalne ogrzewane lub schładzane są medium płynącym w matach umieszczonych w ścianach oraz w wybranych częściach podłogi. Dla ograniczenia strat ciepła związanych z wentylacją w instalacji zastosowano trzy układy rekuperacji (osobno dla pomieszczeń biurowych, socjalnych i hali drukarskiej). Poprawne działanie systemu zobrazowano w postaci wykresu zmian temperatur we wspomnianych pomieszczeniach. Dla największej centrali wentylacyjnej zamieszczono też przebieg temperatur strumieni powietrza dla wybranych dni. W podsumowaniu zawarto wnioski płynące z dotychczasowej eksploatacji oraz plany dalszego rozwoju systemu.

EN

The paper presents a modern heating system of the printing hall, offices and social services. It was presented on two diagrams and discussed in the first part of the article. System utilizes the heat pumps of liquid-liquid and liquid air. For pumps of liquid-liquid the lower source is vertical ground heat exchanger, consisting of 13 holes having a depth of 100 m. In the described solution also been used horizontal ground heat exchanger to heat which has been taken from the environment of ventilation air flowing then to the recuperators of offices and social rooms. Ground heat exchangers during their construction are presented in one of the drawings. Office and social rooms are heated (or cooled) by medium flowing in the wall mats and in selected parts of a floor. To limit the heat loss associated with the ventilation in the system has been uses three sets of the recuperation (separately for offices, social rooms and printing hall). Correct system operation is illustrated in the graph of temperature changes in these rooms. The summary contains conclusions from current exploitation and plans for further development of the system.

6

Machulec B., Gil A., Bialik W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 4

2343--2347

EN

In order to determine reasons of unsatisfactory production output regarding one of the 12 MVA furnaces, a comparative analysis with a furnace of higher power that showed a markedly better production output was performed. For comparison of ferrosilicon furnaces with different geometrical parameters and transformer powers, the theory of physical similarity was applied. Geometrical, electrical and thermal parameters of the reaction zones are included in the comparative analysis. For furnaces with different geometrical parameters, it is important to ensure the same temperature conditions of the reaction zones. Due to diverse mechanisms of heat generation, different criteria for determination of thermal and electrical similarity for the upper and lower reaction zones were assumed contrary to other publications. The parameter c3 (Westly) was assumed the similarity criterion for the upper furnace zones where heat is generated as a result of resistive heating while the parameter J1 (Jaccard) was assumed the similarity criterion for the lower furnace zones where heat is generated due to arc radiation.

7

Thermal Balance of the Magneto-Hydro-Dynamic Pump for Recovery of Platinum Group Metals from Spent Auto Catalysts

Gil S., Bialik W., Saternus M., Fornalczyk A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 1

253--256

EN

Every new car should be equipped with the catalyst, which limits the amount of harmful chemical compounds such as NOx, CH and CO emitted to the air. Auto catalyst consists of the ceramic or metallic carrier, on which is the layer with Platinum Group Metals playing catalytic role. There are many methods using for recovery those valuable metals from spent auto catalyst, however evry of those methods have some limitations. Proces described in the article is the modified method of metal collector, which used magnetohydrodynamic pump. Rotary electromagnetic field generates in the liquid metal rotary current, which as a consequence washing out the PGM metals from the ceramic carriers. Considering the possibilities of commercialization of the described method, the energy balance was made. From that balance the energetic efficiency of the unit was determined and the analysis of the temperature distribution was shown thermographycally.

8

Comparison the Physico-Chemical Model of Ferrosilicon Smelting Process with Results Observations of the Process under the Industrial Conditions

Machulec B., Bialik W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 1

265--270

EN

Based on the minimum Gibbs Free Enthalpy algorithm (FEM), model of the ferrosilicon smelting process has been presented. It is a system of two closed isothermal reactors: an upper one with a lower temperature T1, and a lower one with a higher temperature T2. Between the reactors and the environment as well as between the reactors inside the system, a periodical exchange of mass occurs at the moments when the equilibrium state is reached. The condensed products of chemical reactions move from the top to the bottom, and the gas phase components move in the opposite direction. It can be assumed that in the model, the Reactor 1 corresponds to the charge zone of submerged arc furnace where heat is released as a result of resistive heating, and the Reactor 2 corresponds to the zones of the furnace where heat is produced by electric arc. Using the model, a series of calculations was performed for the Fe-Si-O-C system and was determined the influence of temperatures T1, T2 on the process. The calculation results show a good agreement model with the real ferrosilicon process. It allows for the determination of the effects of temperature conditions in charge zones and arc zones of the ferrosilicon furnace on the carbothermic silica reduction process. This allows for an explanation of many characteristic states in the ferrosilicon smelting process.

9

Właściwości reduktorów węglowych dla procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu

Machulec B., Bialik W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 10

688--691

PL

Wskazano na potrzebę zastosowania reduktora dla procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu w postaci mieszaniny węgli, w skład której wchodzą zarówno węgle o wysokim stopniu uwęglenia (Cfix = 60÷62%), jak również węgle uboższe, ale o wysokiej reakcyjności względem SiO (Vdaf > 38%, R0 ≤ 0,65%). Udział w mieszaninie wysokoreakcyjnych węgli określono bazując na modelu fizykochemicznym procesu. Ustalono, że udział ten powinien wynosić około 25÷30%.

EN

For the electrothermal ferrosilicon smelting process indicated the need for the reducer as a mixture of coals which includes both coals with a high degree of coal rank (Cfix = 60÷62%), as well as cols with low degree of coal rank , but with the high reactivity with respect to SiO (Vdaf > 38%, R0 ≤ 0,65%). Participation in a mixture of highly reactive carbon was determined based on the physicochemical model of the process. It was found that this proportion should be approximately 25 to 30%.

10

Ograniczenie skutków emisji ditlenku węgla przy wykorzystaniu naturalnej sekwestracji

Bialik W., Gil S., Mocek P., Gradoń B., Machulec B., Ochman J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 3/II

65--71

PL

W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania i rozwoju obszarów leśnych o odpowiedniej strukturze drzewostanu, jako ujemnego źródła emisji CO2 ze szczególnym uwzględnieniem warunków panujących w Polsce. Skala finansowania energetyki jest tak wielka, iż przekierowanie odpowiednich kwot pieniędzy w obszary leśne nie wydaje się być działaniem niewykonalnym. Jedną z możliwości obniżających koszt takiego działania mogłoby być przekazywanie przez agencję rynku rolnego części nieużytków do zalesiania na określony czas, po którym obszar ten jako użytek leśny stawałby się terenem o określonej wartości dodanej. Wykazano, że koszty inwestycji w naturalny sposób pochłaniania CO2 mogą być nawet dziesięciokrotnie niższe od kosztów budowy instalacji wychwytywania CO2 ze spalin i magazynowania. Lasy o odpowiedniej strukturze drzewostanu uczestniczą w kształtowaniu poziomu stężeń tego tlenku w atmosferze. Pod względem ekonomicznym inwestowanie w takie źródła wymaga znacznie mniejszych nakładów w porównaniu z proponowanymi metodami sekwestracji dwutlenku węgla. Obecnie wielkość naturalnych źródeł absorpcji CO2 oraz wysiłki podejmowane w kierunku zwiększenia ich efektywności nie są brane pod uwagę przy doborze kryteriów przydziału limitów emisyjnych poszczególnym krajom Unii Europejskiej. Polska posiada znaczne obszary nieużytków możliwych do zagospodarowania pod uprawy leśne. Zaistnienie odpowiednich przepisów mogłoby stworzyć szansę dla polskiego przemysłu w zakresie dotrzymania zobowiązań proekologicznych przy możliwych do zaakceptowania nakładach finansowych. Problem wymaga dalszych wnikliwych badań.

EN

The article presents an analysis of the use and development the forest areas about the appropriate structure tree stand as negative sources of CO2 emissions with particular emphasis on conditions in Poland. Financing scale of power industry is so large that the redirecting of appropriate amounts of money in forest areas does not seem to be an impossible action. One possibility to lower the cost of such action would be forwarding uncultivated by an agricultural market agency for afforestation for a limited time, after which the forest terrain would become an area of a specific added value. It has been shown that the investment cost of natural way CO2 absorption can be up to ten times lower than the cost of plant construction to capture CO2 from the flue gas and storage. Forests of suitable stand structure take part in the level of concentration of the oxide in the atmosphere. In economic terms, investing in such sources requires much less effort compared with the proposed methods of carbon dioxide sequestration. Currently, the volume of natural sources of CO2 absorption and efforts to increase their efficiency are not taken into considered when selecting the criteria for the allocation of emission limits to individual countries of the European Union. Poland has vast areas of wastelands possible to development under plantation forestry. The occurrence of the relevant provisions could create an opportunity for the Polish industry in terms of its commitments under the environmental acceptable cost. The problem requires further in-depth research.

11

A Study on Emissions from Afterburning Chambers Included in Metallurgical Thermal Equipment

Gil S., Rozpondek M., Bialik W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

785--788

EN

Investigations on operational parameters of afterburning chambers included in metallurgical thermal equipment have been presented. The effects of temperature and modernization within the firing system on concentrations of nitrogen oxides and carbon oxide have been analysed. To ensure effective afterburning of gases generated during technological processes and minimisation of CO levels, the temperature in the afterburning chamber should be elevated to approximately 1053-1973 K with evenly distributed temperature within the flame. This may lead to slightly higher (by about 0 mg/m3 n ) NOx ) NOx concentrations.

PL

Przedstawiono badania eksploatacyjne komór dopalania w hutniczych urządzeniach cieplnych. Przeanalizowano wpływ temperatury i działań modernizacyjnych w układzie opalania na stężenie tlenków azotu i tlenku węgla. Dla zapewnienia skuteczności dopalania gazów z procesów technologicznych i minimalizacji stężenia CO, należy zwiększyć temperaturę w komorze dopalania do ok. 1053-1973 K, przy zapewnieniu wyrównanego rozkładu temperatury w płomieniu. Może to spowodować nieznaczne podwyższenie stężenia NOx o ok. 20 mg/m3 n )

12

Wpływ zanieczyszczeń surowców na proces technologiczny wytopu żelazokrzemu

Machulec B., Bialik W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 6

411--414

PL

Bazując na algorytmie minimalizacji Gibbsa (FEM) oraz modelu fizykochemicznym, przedstawiono wyniki obliczeń teoretycznych dotyczących wpływu składu chemicznego surowców na proces elektrotermiczny wytopu żelazokrzemu. W obliczeniach wykorzystano możliwości, jakie stwarza włączenie do najnowszej wersji pakietu do obliczeń termochemicznych HSC 6.1 dodatku umożliwiającego korzystanie z bazy danych termochemicznych i rozwiązywanie zagadnienia FEM bezpośrednio na arkuszu kalkulacyjnym Excel. Jako model procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu w piecu rezystancyjno-łukowym wykorzystano układ złożony z dwóch reaktorów izotermicznych: górnego o temperaturze niższej T1 i dolnego o temperaturze wyższej T2 . Pomiędzy reaktorami i otoczeniem oraz pomiędzy reaktorami wewnątrz układu, zachodzi cyklicznie wymiana masy w chwilach gdy w reaktorach osiągnięty jest stan równowagi.

EN

Based on the Minimum Gibbs Free Enthalpy algorithm (FEM) and model of the reaction zones located around electrode tips in the submerged arc furnace, analysis of the raw materials chemical composition influence on the ferrosilicon smelting process was carried out. In the calculations new opportunities created by the HSC 6.1 software package which enables the use of a thermochemical database and equilibrium calculations directly in the Excel spreadsheet have been utilized. As a model of the ferrosilicon process in the submerged arc furnace is a system of two closed isothermal reactors: an upper one with a lower temperature T1 , and a lower one with a higher temperature T2 . Between the reactors and the environment as well as between the reactors inside the system, a periodical exchange of mass occurs at the moments when the equilibrium state is reached.

13

Bilans energii pieca do produkcji żelazostopów

Bialik W., Gil S., Góral J., Ochman J., Wiśniewski T.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 6

434--440

PL

Przedstawiono wyniki obliczeń bilansowych pieca do produkcji FeSi wykazując istotne straty energii w spalinach opuszczających przestrzeń roboczą kołpaka. Wskazano, że w przypadku uszczelnienia pieca i doprowadzania powietrza do przestrzeni kołpaka w sposób kontrolowany, zwiększenie temperatury spalin odlotowych stwarza możliwości efektywnego wykorzystania ich energii odpadowej. Stwierdzono, że wyznaczone bilansowe parametry spalin wylotowych stwarzają możliwości zastosowania w tym piecu skojarzonego turbozespołu gazowego do wytwarzania energii elektrycznej.

EN

The results of calculation of the balance of the furnace for the production of FeSi showing a significant loss of energy in the exhaust gases leaving the workspace cap are reported. It is shown that in the case of sealing the furnace and the air supply to the cap in a controlled manner, increasing the temperature of the exhaust gases creates opportunities for efficient use of waste energy. It was found that the determined carrying exhaust gas parameters provide opportunities to use in the oven a combination gas turbine to generate electricity.

14

Możliwości wykorzystania energii słonecznej dla pozyskiwania ciepła i chłodu w warunkach klimatycznych Polski

Gil S., Gradoń B., Bialik W., Ochman J., Rozpondek M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 2/II/I

235-242

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy wspomagania energią słoneczną hybrydowego systemu ogrzewania i chłodzenia budynków w umiarkowanych warunkach klimatycznych, charakterystycznych dla zachodniej i środkowej Europy. Układ jest złożony z próżniowych kolektorów słonecznych oraz jednostopniowego agregatu absorpcyjnego NH3-H2O. Dodatkowo przewidziany jest kocioł na paliwa konwencjonalne. Wpływ głównych parametrów systemu na jego sprawność była analizowana na podstawie bilansów energii i substancji.

EN

The paper presents results of analysis of the hybrid solar-assisted heating and cooling system for buildings in the temperate climate conditions characteristic for Poland. The system is coupling of evacuated solar collectors with a single-stage NH3-H2O absorption chiller. Impact of the main system parameters on its effectiveness was analysed on the basis of energy balances. Obtained numerical results were compared with the measurements performed on the experimental set-up.

15

Termiczne technologie pozyskiwania chłodu

Gradoń B., Gil S., Bialik W.

Polska Energetyka Słoneczna

|

2012

|

nr 1-4

55-59

PL

Rosnące wymagania odnośnie jakości życia oraz prognozowane efekty globalnego ocieplenia powodują, że wzrasta zainteresowanie pozyskiwaniem chłodu dla kształtowania środowiska wewnętrznego w budynkach nie tylko w krajach tropikalnych, ale również na obszarach o klimacie określanym obecnie jako umiarkowany. W artykule dokonano krótkiego przeglądu termicznych technologii pozyskiwania chłodu z wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego. Wskazano na ich znaczenie dla racjonalnego gospodarowania energią i ochrony środowiska.

16

Obróbka danych pomiarowych temperatur w wyłożeniu ogniotrwałym garu i trzonu wielkiego pieca

Machulec B., Kopeć G., Bialik W., Bednarski W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 12

843--845

PL

W celu określenia rozkładu temperatury w wyłożeniu ogniotrwałym garu i trzonu wielkiego pieca o obj. 3200 m3 wykorzystano archiwalne dane zarejestrowane przez układ pomiarowy pieca. Wyznaczono empiryczną izotermę temperatury T= 300 oC i przez porównanie z analogiczną izotermą uzyskaną metodą modelowania matematycznego określono stopień zużycia wyłożenia ogniotrwałego po 3 miesiącach od uruchomienia pieca.

EN

To determine the temperature distribution in the refractory hearth and body lining of the 3200 m3 blast furnace it has been used archival data recorded by the measuring system. lt has been empirically determined temperature isotherm of T = 300 oC. By comparison this isotherm With analogous isotherm obtained by mathematical modeling it has been determined the degree of the refractory lining usage in the hearth and body refractory lining after 3 months from opening of the blast furnace.

17

Możliwości wykorzystania energii spalin z pieców wysokotemperaturowych do produkcji energii elektrycznej

Tomeczek J., Wiśniewski T., Bialik W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 3

144--147

PL

Przedstawiono wykorzystanie turbozespołu gazowego do wytwarzania energii elektrycznej w skojarzeniu z przemysłowym piecem wysokotemperaturowym. Wyznaczono wielkość produkowanej energii elektrycznej w odniesieniu do ciepła rekuperacji oraz wpływ dodatku gazu ziemnego do komory spalania turbiny gazowej na wzrost produkowanej energii elektrycznej.

EN

A combined system of a gas turbine and high temperature industrial furnace enebling electricity production from waste heat of flue gases is presented. The producing amount of electrical power in relation to the heat of recuperation has been calculated and the influence of the natural gas supplied to the gas turbine on the electrical power increase is shown.

18

Badania laboratoryjne właściwości technologicznych kwarcytów jako surowca do procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu

Kopeć G., Przeliorz R., Ochman J., Bialik W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 12

834--836

PL

Obserwacje przemysłowe procesu technologicznego Wytopu żelazokrzemu pokazują, że kwarcyty wykorzystywane w procesie elektrotermicznym spełniające kryterium składu chemicznego, różnią się właściwościami technologicznymi, co wpływa na wskaźniki techniczno-ekonomiczne procesu. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych kwarcytów w celu określenia ich właściwości technologicznych jako surowca do produkcji żelazokrzemu. Badania porównawcze kwarcytów obejmują badania przemian fazowych przy użyciu wysokotemperaturowego kalorymetru Multi HTC ﬁrmy Setaram, oraz badania termograwimetryczne z wykorzystaniem termowagi ﬁrmy Setaram.

EN

Industrial observations of the electro-thermal ferrosilicon process show that the quartzites used as raw material fulfilling the appropriate criteria of chemical composition differ in technological characteristics which affected technical and economic indices of the process. lt has been shown the results of laboratory tests quartzites in order to determine their technological properties for the ferrosilicon process. Comparative studies of quartzites include studies of phase transitions and thermo-gravimetric studies using high-temperature Multi HTC calorimeter and thermo-gravimetric weight of the Setaram Company.

19

Symulacja numeryczna procesu dopalania gazów poredukcyjnych w piecu anodowym

Mocek P., Gil S., Bialik W.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2011

|

R. 56, nr 6

323-328

PL

W artykule omówiono rezultaty obliczeń procesu bezpośredniego dopalania gazów po redukcji miedzi w piecu anodowym PAO. Do symulacji wykorzystano oprogramowanie numeryczne CFD openFOAM w wersji 1.7.0. Skład atmosfery gazowej porównano dla pieca bez wprowadzonego układu dopalającego oraz po modyfikacji poprzez doprowadzenie lancy dopalającej w przestrzeń gazową pieca. Rezultaty przeprowadzonych obliczeń wskazują zmniejszenie udziału tlenku węgla w wyniku wprowadzenia dyszy dopalającej o ok. 50 % objętościowych. Modelowanie numeryczne umożliwia wcześniejsze ustalenie miejsca i sposobu doprowadzenia strumienia utleniacza bez negatywnego wpływu na przebieg procesu redukcji.

EN

In modern metallurgical processes should be taken into account factors related to the negative impact of installation on the environment. Often, reducing the environmental impacts of lead to additional effects deteriorating the performance of the system. Proper modification of processes with high energy intensity in a small impact on improving the technology while allowing the energy intensity indicators. Formed in the process of reduction of gaseous pollutants such as carbon monoxide are a valuable component of the fumes. Skilful carry them through chemical conversion into substances with less negative impact on the environment to avoid rapid wear of the combustion installation sequence. In the presented paper was analyzed the impact of application of the internal combustion using oxygen nozzle on the concentration of this com-pound in the area of the PAO anode furnace. The study was conducted by numerical calculations using the procedures and computational fluid dynamics and software openFOAM in version 1.7.0. The composition of gaseous atmosphere was compared to the furnace not equipped with an afterburning of carbon monoxide and after modification by bringing the flow of oxygen by afterburning lance. Figure l and Table l presents the main assumptions for the numerical calculations and construction equipment. CFD modeling included a gas space in the furnace above liquid material input. In the calculations was used a global model of afterburning of CH4 and CO with adopted intermediate compounds using the Jones-Lindstedt mechanism. Simulation was based on the substantial streams introduced into the furnace (Table 3) and the atmospheric composition of gases from the raised-bed reactor (Table 4). Distribution of afterburning nozzle has to respect the conditions and limitations of the processes carried out in the device. Mainly it was not to interfere in the reducing zone of gases layer above the liquid bath. For the assumed state of operation, it was found that the nozzle reduces the volume fraction of carbon monoxide in the exhaust gases leaving the furnace chamber with 8+12 % to about 5 %, so it is possible to reduce the volume fraction of the component an average of 50 %. It was found that the axis of the nozzle flowing stream of oxygen maximum reacts to a length of 3 m along the axis from the front burner, which translates to about 1.03 meters. above the roof of the furnace. This distance indicates that the gas dynamics of the main stream of afterburning does not interact directly with the surface of molten metal. Modelling also showed that after the introduction of the nozzle directly over the entire bath, the gas mixture has reductive nature what indicating no impairment reductive atmosphere above the bath.

20

Badania wstępne wybranych parametrów cieplno-przepływowych nowoczesnego pieca rezystancyjno-łukowego do wytopu żelazokrzemu

Bialik W., Mocek P.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2011

|

Vol. 78, nr 9

728--731

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki pomiarów wybranych parametrów termodynamicznych pieca rezystancyjno-łukowego. Badania prowadzono w piecu z nową konstrukcją kołpaka. Został on przystosowany do kontrolowanego dopalania gazów poreakcyjnych. Mierzono rozkład temperatury atmosfery gazowej i jej skład. Temperaturę łoża wsadu oraz ścian zewnętrznych analizowano za pomocą termowizji w podczerwieni. Przedstawione dane pozwalają prowadzić analizę możliwości wykorzystania entalpii gazów w układzie odzyskowym pieca oraz weryfikować modelowanie matematyczne urządzenia.

EN

The results of measurements of selected thermodynamic parameters of the resistance-arc furnace are presented in the article. The study was conducted in an innovative solution resistance-arc furnace. Surface temperature of the furnace, concentrations of the major components of gas and it’s temperature were discussed from the viewpoint of cooperation of furnace with the heat recovery system. The presented data allow analysis of the possible use of excess of enthalpy gas recovery system of the furnace and verify the mathematical modelling of the device.