煉鋼電弧爐用管式水冷爐壁設(shè)計(jì)的探討
朱銳鋒 2013/7/4 13:32:06
【摘要】 對(duì)煉鋼電弧爐所采用的管式水冷爐壁的設(shè)計(jì)從原理及設(shè)計(jì)要點(diǎn)上作了較為詳細(xì)的闡述,給出了計(jì)算方法供借鑒。
1 前言
在現(xiàn)代,高功率(HP)、超高功率(UHP)煉鋼電弧爐中,管式水冷掛渣爐壁得到了廣泛的應(yīng)用。它能適應(yīng)長(zhǎng)弧操作高熱流的需求,水冷面積一般超過(guò)65%,減少了耐火材料的消耗,同時(shí)又具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、安全性高、掛渣良好、更換維護(hù)方便,壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。是當(dāng)前比較理想的爐襯結(jié)構(gòu)形式。
良好的管式水冷掛渣爐壁在運(yùn)行過(guò)程中,可根據(jù)爐壁熱負(fù)荷的變化,改變掛渣層的厚度,調(diào)節(jié)爐壁的散熱能力,使其與爐壁熱負(fù)荷相平衡。當(dāng)爐壁熱負(fù)荷增大時(shí),爐壁掛渣層減薄;當(dāng)爐壁熱負(fù)荷減小時(shí),爐壁掛渣層增厚。
2 管式水冷掛渣爐壁的設(shè)計(jì)
管式水冷掛渣爐壁的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是三大平衡。即熱量平衡、傳熱速率平衡、能量平衡。主要用來(lái)確定水冷爐壁的冷卻水耗量、管徑及平衡掛渣層厚度。因此,爐壁熱負(fù)荷(最大熱流)的確定尤為重要,它可以通過(guò)實(shí)測(cè)爐壁熱流確定,但在設(shè)計(jì)中常常利用電爐內(nèi)電弧功率熱平衡模型計(jì)算。
2.1 水冷爐壁冷卻水耗量的確定
2.1.1 爐壁最大熱流的選擇
電弧爐的主要熱源是電弧的輻射熱,可視為點(diǎn)熱源。所以一般認(rèn)為電弧爐爐壁熱點(diǎn)區(qū)所受到輻射強(qiáng)度即為爐壁最大熱流?筛鶕(jù)三相電弧爐爐壁熱點(diǎn)區(qū)熱流公式來(lái)計(jì)算:
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