Моделирование оптимальных режимов нагрева металла в печи методического типа при переменной массе заготовок
Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ НАГРЕВА МЕТАЛЛА В ПЕЧИ МЕТОДИЧЕСКОГО ТИПА ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ МАССЕ ЗАГОТОВОК

Подобед Ю.В. (ПТТ-10м), Донецкий национальный технический университет
Руководитель – к.т.н., профессор кафедры ТТ Гинкул С.И.

Основой для создания математической модели нагрева металла в методической печи является дифференциальное уравнение теплопроводности, описывающее одномерное температурное поле.

Граничные условия следующие:

- в методической и сварочной зонах

- в томильной зоне металл греется при постоянной температуре поверхности.

Схема расположения заготовок на подине печи представлена на рисунке.

Схема расположения заготовок в печи

Рисунок - Схема расположения заготовок в печи: 1 - глиссажная труба; 2 - заготовки; 3 – монолитный под.

Дифференциальное уравнение (1) с условиями однозначности (2) решались конечно-разностным методом с использованием метода прогонки.

Исследовав нагрев заготовок толщины 210 мм и 240 мм, были получены два режима - существующий и предлагаемый. Полученные результаты исследования приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Предлагаемые температуры газов по зонам печи

Предлагаемые температуры газов по зонам печи

Таблица 2 - Сравнение экономических показателей работы печи при нагреве заготовок толщиной 210 мм и 240 мм

Сравнение экономических показателей работы печи при нагреве заготовок толщиной 210 мм и 240 мм

Таким образом, в результате моделирования нагрева металла при постоянной производительности печи и различной толщине заготовки имеется возможность получения более экономных режимов нагрева металла. Варьирование толщины заготовки приводит к изменению времени нагрева, что в соответствии с полученными результатами может достигаться изменением времени пребывания металла в зонах печи. Это, в свою очередь приводит к изменению скорости продвижения металла в печи. Моделирование температурных режимов приводит к экономии энергоресурсов.

В будущем планируется переход с математической модели на реальную установку не только при постоянной производительности, но и при переменной.