Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Badania statystyczne wpływu wybranych parametrów elektrycznych pieca rezystancyjno-łukowego na jednostkowy wskaźnik zużycia energii w procesie wytopu żelazokrzemu

100%

Trederowski T. , Kopeć G. , Machulec B.

|

tom T. 62, nr 3

30-33

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań statystycznych obejmujących 10-letni okres czasu pracy pieca żelazokrzemowego o mocy 20 MVA. Przedstawiono zależności pomiędzy wybranymi parametrami elektrycznymi, a jednostkowym wskaźnikiem zużycia energii. Badania obejmują okres pracy pieca w którym począwszy od 2000 roku zdołano radykalnie poprawić wskaźniki techniczno-ekonomiczne.

EN

This article presents the results of 10 years of statistical research of 20 MVA ferrosilicon furnace run time. There are shown dependencies between selected electrical parameters and specific energy consumption ratio. The studies include the period of furnace run time since 2000 when the technical- economical indicators were successfully improved.

2

Model numeryczny nowej koncepcji kołpaka pieca do wytopu żelazokrzemu

84%

Mocek P.

|

2011

|

tom Vol. 78, nr 11

940--944

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.

3

Wpływ warunków temperaturowych na proces wytopu żelazokrzemu w piecu rezystancyjno-łukowym

84%

Machulec B. , Kasprzyk H.

|

tom Vol. 78, nr 7

529--534

PL

Przedstawiono model symulujący proces wytopu żelazokrzemu w piecu rezystancyjno-łukowym w postaci układu dwóch zamkniętych reaktorów izotermicznych : górnego o temperaturze niższej T1, oraz dolnego o temperaturze wyższej T2, pomiędzy którymi zachodzi cyklicznie wymiana masy. W obliczeniach wykorzystano niestechiometryczny algorytm obliczeniowy minimalizacji Gibbsa oraz nowe możliwości, jakie stwarza włączenie do wersji pakietu HSC 6.1 dodatku zawierającego funkcje umożliwiające korzystanie z bazy danych termochemicznych oraz rozwiązywanie zagadnienia minimalizacji Gibbsa bezpośrednio na arkuszu kalkulacyjnym MsExcel. Przedstawiono zależności pomiędzy warunkami temperaturowymi procesu, a wymianą masy i rozkładem ciepła w układzie reakcyjnym oraz określono na podstawie modelu teoretyczne wskaźniki techniczno-ekonomiczne procesu.

EN

It has been presented a model that simulates the process of the ferrosilicon smelting proces in submerged arc furnace. The model is a system of two closed isothermal reactors: the upper one with lower temperature T1, and the lower one with the higher temperature T2 among which there is exchange of mass cyclically. In calculations has been used algorithm of the Gibbs Minimization Method and the new opportunities created by the HSC 6.1 software package. The HSC 6.1 include additive functions that enable to use of thermochemical database and equilibrium calculations directly on the MsExcel spreadsheet. It has been made balance of heat and mass transfer of the process and it has been presented relations between process temperature conditions, and exchange of mass in the reaction system and on the base of model it has been identified theoretically technical and economic indices of the process.

4

Teoretyczne podstawy procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu oraz krzemu technicznie czystego

67%

Machulec B.

|

tom z. 68

7-134

PL

Procesy wytopu żelazokrzemu oraz krzemu technicznie czystego prowadzone są w piecach elektrycznych rezystancyjno-łukowych i należą do najbardziej energochłonnych procesów elektrotermicznych. Długoletnia teoria i praktyka eksploatacji urządzeń elektrotermicznych przywiązywała mało uwagi do wnikania w skomplikowaną naturę zależności pomiędzy procesami elektrycznymi i fizykochemicznymi. Niniejsza praca jest usystematyzowaniem oraz uogólnieniem wyników badań dotyczących teorii procesu wytopu żelazokrzemu zamieszczonych w publikacjach, a także własnych wyników badań i obserwacji przemysłowych zebranych w trakcie wieloletniej współpracy z Hutą Łaziska. Przyjmuje się, że w procesie wytopu żelazokrzemu piec elektryczny rezystancyjno-łukowy jest nie tylko odbiornikiem energii elektrycznej o dużej mocy, ale przede wszystkim jest reaktorem chemicznym, w którym podobnie jak w innych reaktorach chemicznych decydujący wpływ na warunki fizykochemiczne mają warunki temperaturowe oraz skład mieszanki reakcyjnej. Rozkład temperatur w strefach reakcyjnych ma ścisły związek z właściwościami pól elektrycznych i temperaturowych w przestrzeni roboczej pieca, a parametry elektryczne i fizykochemiczne wzajemnie się przenikają i nie mogą być rozpatrywane w oderwaniu od siebie. Bazując na niestechiometrycznym algorytmie minimalizacji entalpii swobodnej Gibbsa, przedstawiono model fizykochemiczny zlokalizowanych wokół elektrod stref reakcyjnych w postaci zamkniętego układu złożonego z dwóch stref izotermicznych. Strefa o niższej temperaturze (T1) odpowiada strefie wsadu tworzącego sklepienia oraz ścianki komór gazowych łuku. W strefie tej ciepło wydziela się bezpośrednio na rezystancji wsadu w wyniku przepływu prądu i zużywane jest głównie w procesie topienia się krzemionki. Strefa o wyższej temperaturze (T2) odpowiada wnętrzu komór gazowych, w których ciepło wydziela się za pośrednictwem łuku elektrycznego. Wysoka temperatura oraz wydzielane tam ciepło sprawiają, że topi się węglik krzemu, a także występują warunki termodynamiczne dla przebiegu silnie endotermicznej reakcji pomiędzy SiO2 oraz SiC. Przedstawiony model różni się w sposób istotny od modelu stechiometrycznego redukcji węglem Scheia oraz modelu Erikssona i Johansona bazującego na metodzie minimalizacji Gibbsa. W odróżnieniu od modelu stechiometrycznego w zaprezentowanym modelu nie określa się reakcji chemicznych opisujących proces, a jedynie składniki oraz fazy, jakie występują w warunkach równowagi. W odróżnieniu od modelu Erikssona i Johansona, złożonego z większej liczby stref, przedstawiony model jest prostszy i nie wymaga przyjmowania w sposób subiektywny współczynników określających przepływ masy i energii pomiędzy strefami. Model posiada ścisły związek z mechanizmem wydzielania ciepła w piecu i ułatwia zrozumienie wzajemnych zależności pomiędzy procesami fizykochemicznymi i elektrycznymi. Umożliwia symulację procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu i teoretyczną interpretację różnych jego stanów. Uzyskane wyniki obliczeń teoretycznych poddano weryfikacji, porównując zdanymi przemysłowymi.

EN

The ferrosilicon and silicon metal melting process operated in submerged-arc furnaces are numbered among the most energy-consuming electrothermal processes. Historical, theory and practice of electrothermal installations operating had not penetrated too deep into complicated nature of interdependence between electrical and physicochemical processes. Presented thesis are the test of generalization and order in of theory ferrosilicon melting process finding in publications as well as own researches and industrial observations those had been collected during many years of cooperation with Łaziska Ferroalloys Work. It has been assumed that the submerged resistance-arc furnace for the ferrosilicon melting process is only a big electric energy receiver, but above all it is the chemical reactor in which the temperature conditions and reaction determine the physicochemical processes. The temperature distribution in reaction zone has exact connection with temperature and electric fields characteristics in a furnace working space as well as electrical and physicochemical parameters are mutually penetrate and cannot be separately considered. Based on non-stoichiometric algorithm of the Gibbs free energy minimization method it has been presented physicochemical model of reaction zones located around electrodes tips in the form of the closed system with two isothermal segment with lower temperature (T1) is correspond to the charge zone which form ceiling and walls of arc-gas chambers. In this zone heat is produced directly on the charge resistance as the result of current flow and it is used for the silica melting. The segment with higher temperature (T2) is correspond to inside gas chamber in witch the heat is produced by electric arc. The high temperatures and the heat that is produced there make possible to SiC melting and create thermodynamic conditions for the strongly endothermic reaction between SiO2 and SiC. Presented model is fundamentally differing from Shei's stoichiometric model of silica reduction by carbon as well as Eriksson's and Johanson's model based on Gibbs minimization method. Distinct from stoichiometric model in presented model is not defining chemical reactions which describe the process but only components and phases which appear in equilibrium conditions. Distinct from Eriksson's and Johanson's model which consist with many number of segments, presented model is simpler and don't require assuming by subjective way coefficients which determine mass and energy flows between segments. Model has close connection with the mechanism of heat production in furnace and make easier to understand mutual relationship between electrical physicochemical processes. The model make possible the ferrosilicon metal process simulation and theoretical interpretation its different conditions. Theoretical calculation results have been verified by comparison with industrial data.