автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка направлений эффективного использования энергии жидкой стали

На правах рукописи

Строгонов Константин Владимирович

РАЗРАБОТКА НАПРАВЛЕНИЙ ЭФФЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ЖИДКОЙ СТАЛИ

Специальность 05.14.04. - Промышленная теплоэнергетика.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2005 г.

Работа выполнена в Магнитогорском государственном техническом университете им. Г.И. Носова.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Картавцев

Сергей Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Беленький

Анатолий Матвеевич

кандидат технических наук, доцент Попов Станислав Константинович

Ведущая организация: ОАО «Магнитогорский ГИПРОМЕЗ»

Защита состоится «16» декабря 2005 года в 15 час. 30 мин. в аудитории Г-406 на заседании диссертационного совета Д 212.157.10 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная 17.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 111250, Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета).

Автореферат разослан « » ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.10 ,

д.т.н., профессор Кулешов Н.В.

« 1120ПО

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Настоящее время характеризуется значительным ростом цен на энергоресурсы, что определяет возрастающую важность вопросов энергосбережения. В данной работе затрагиваются вопросы энергосбережения в такой теплотехноло-гии, как черная металлургия, поскольку эта отрасль является одной из наиболее энергоемких (до 1500 кг у. т. на тонну готовой продукции). В числе причин высокой энергоемкости продукции черной металлургии - большие потери энергии с охлаждающимися продуктами и полупродуктами.

В последовательных операциях переработки железных руд в металлопрокат на различных стадиях передела, начиная от производства концентрата, агломерата, окатышей и заканчивая производством чугуна, необходимо отметить возрастание потока массы, который достигает своего »максимума в сталеплавильном процессе при производстве жидкой стали. Другой важной характеристикой является возрастание температуры процессов в указанной технологической цепочке и достигает максимума (около 1600 °С) в сталеплавильном процессе. После сталеплавильного производства потоки массы и температуры процессов уменьшаются.

Жидкая сталь является источником вторичного энергетического ресурса, энергия которого в настоящее время практически вся теряется. Одновременное достижение максимумов потоков массы и температуры в сталеплавильном производстве определяет, наиболее высокие потери энергии в металлургической отрасли на тонну продукции, доля которых среди всех охлаждающихся материалов, достигает 40%.

Одним из направлений сокращения энергетических затрат в данном секторе является применение новых и перспективных технологий на технологической цепочке сталеплавильный агрегат-разливка-прокатка. В связи с этим продолжаются исследования по разработке менее энергозатратных технологий на данном участке металлургического производства.

Мировое производство стали составляет около 1000 млн. тонн в год. При том, что в тонне стали содержится до 1400 МДж на тонну и эта теплота характеризуется высоким температурным потенциалам до 1600 "С, таким образом потенциальная экономия на общий объем производства может составить до 40 ' млн. тонн условного топлива в год.

Эти обстоятельства обуславливают несомненную актуальность разработки направлений эффективного использования энергии жидкой стали.

Целью работы является проведение теоретических и экспериментальных исследований для повышения энергоэффективности сталелитейных процессов теплотехнологического комплекса черной металлургии, за счет разработки направлений максимально эффективного использования энергии жидкой стали в ее высокопотенциальной части путем создания новых энергосберегающих тепловых схем.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

--- — ,■

Основные задачи работы

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

• выполнена оценка, ранее предлагаемых направлений использования энергии жидкой стали;

• проведены численные исследования, теплофизических свойств жидкой стали и готового продукта, с определением принципиальных возможностей использования энергии;

• выбрано наиболее эффективное направление использования энергии;

• построена энергосберегающая теплотехнологическая схема;

• разработан энергоэффективный способ трансформации теплоты жидкой стали в высокопотенциальную теплоту промышленных энергоносителей

• разработана математическая модель процессов охлаждения и затвердевания металла на жидком теплоносителе;

• проведены экспериментальные исследования с целью верификации математической модели;

• проведено исследование образцов полученных в ходе экспериментов на проникновение жидкометаллического теплоносителя в разливаемый металл.

Основные методы научных исследований

В работе использованы элементы методологии интенсивного энергосбережения в теплотехнологиях, метод вычислительной математики, методы экспериментальных лабораторных исследований.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• выполнен комплексный анализ потерь теплоты с охлаждающимися полупродуктами теплотехнологии черной металлургии и получено, что максимум потерь (40%) приходится на долю охлаждаемой жидкой стали.

• поставлена и решена термодинамическая задача трансформации теплоты жидкой стали в высокопотенциальную теплоту промышленных энергоносителей;

• теоретически разработан теплофизический способ трансформации теплоты жидкой стали в высокопотенциальную теплоту тяжелых промышленных энергоносителей;

• разработана математическая модель охлаждения и затвердевания металлов при двухстороннем охлаждении путем разливки на жидкий теплоноситель;

• получены расчетные данные по теплообмену, длине жидкого и затвердевающего участков при разливке металлов на жидкий теплоноситель;

• разработано регенеративное направление использования энергии жидкой стали в сталеплавильных процессах и реализующая его предельно энергоэффективная тепловая схема.

Достоверность полученных результатов обусловлена применением современных методов исследований, сопоставимостью с другими источниками, патентной чистотой разработанного технического решения.

Теоретическое и практическое значение результатов работы

Выявлены значительные резервы энергосбережения в теплотехнологиче-ском комплексе черной металлургии, заключенные в энергии жидкой стали.

Обоснованные в работе предложения и разработанные технические решения:

• открывают возможность предельного использования энергии жидкой стали;

• позволяют говорить о возможном существенном энерго- и ресурсосбережении в черной металлургии;

• служат теоретической и экспериментальной базой для дальнейших экспериментальных исследований по получению листа из расплава;

• могут использоваться проектными организациями при выборе способов разливки металлов на промышленных предприятиях.

Полученные результаты, практически указывают на возможность создания нового энергетического и металлургического оборудования использующего энергию жидкой стали и производящую продукцию.

Результаты используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности «Промышленная теплоэнергетика» и могут быть использованы при подготовке студентов металлургических специальностей.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Результаты теоретической оценки величины коэффициентов трансформации теплоты и температуры жидкой стали в энергию промышленных теплоносителей.

2. Теплотехнологическая схема разливки стали и плавления лома, с предельным использованием энергии стали;

3. Результаты исследования на математической модели основных параметров способа охлаждения и затвердевания металла на жидкой подложке.

4. Результаты экспериментального исследования разливки металла на жидкий, более тяжелый теплоноситель.

5. Способ получения листа из расплава, защищенный патентом на изобретение.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на:

1. Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Теплотехника и теплоэнергетика в металлургии", Магнитогорск, май 2000.

2. 2-ой Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Энергетики и металлурги настоящему и будущему России", Магнитогорск, 22-23 мая 2001.

3. Всероссийской научно-практической конференции студентов , аспирантов и молодых учёных "Энрего- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии". Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 3-7 декабря 2001.

4. Первой Всероссийской Школе-семинаре молодых учёных и специалистов "Энергосбережение - теория и практика", Москва, МЭИ, 15-18 апреля 2002.

5. 3-ей Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Энергетики и металлурги настоящему и будущему России", Магнитогорск, 22-23 мая 2002.

6. 2-ой международной научно-практической конференции "Автоматизированные печные агрегаты и энергосберегающие технологии в металлургии", Москва, МИСиС(ТУ), 3-5 декабря 2002.

7. 62 научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2002 - 2003 гг., МГТУ: - Магнитогорск, 2003.

8. 4-ой Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов "Энергетики и металлурги настоящему и будущему России", Магнитогорск, 23-26 мая 2003.

9. научно-практической конференции студентов и аспирантов "Энергосбережение и энергоэффективные технологии", Магнитогорск, 22-24 декабря 2004.

Результаты работы используются в курсах лекций и лабораторных занятий «Котельные установки и парогенераторы», «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях».

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 17 печатных работ.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения в виде коротких выводов, списка литературы из 114 наименований и 5 приложений, изложенных на 135 страницах компьютерного набора, содержит _49_ иллюстраций, _30_ таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, показано состояние в настоящее время, сформулированы цели исследования, защищаемые положения. Раскрыта научная новизна результатов и практическая ценность работы. Указаны существующие направления использования энергии жидкой стали. Подчеркивается принципиальная перспективность использования энергии жидкой стали. Отмечены особенности энергетического потенциала жидкой стали.

В первой главе выполнен критический обзор использования энергии охлаждаемого металла, рассмотрены основные виды непрерывной разливки стали.

К основному недостатку различных способов литья следует отнести отсутствие использования энергии жидкой стали в высокопотенциальной части.

В настоящее время существует тенденция разливки стали на профиль близкий к конечному продукту, тем самым ставиться задача снижения материальных затрат и энергопотребления на тонну готового продукта.

Во второй главе оценены ранее известные направления использования энергии стали, проведен выбор энергоносителей, разработана энергоэффективная схема разливки стали и плавления лома.

Техническая и экономическая целесообразность использования любого производственного отхода тепла определяется сочетанием его высокого температурного уровня, большой тепловой мощностью и непрерывностью выдачи1. В связи с этим оценка направлений была произведена по следующим коэффициентам:

.кон. *Г#

7,= —

тн

. нач _ .нач

1Ме !Н

QKOH Q

Мтн

- коэффициент трансформации (сохранения) энергии,

тн

\иач.

'тн

коэффициент трансформации (сохранения) теплоты,

.нач. .нач.

где *гя - начальная температура теплоносителя, °С; 1ме - начальная темпе-

¿кон. у-\нач

ратура металла, °С; »тн - конечная температура теплоносителя, °С; '¡¿тн - начальная теплота теплоносителя, Дж;

01ШЧ.

Ме - начальная теплота металла,

/~\кон.

Дж; '¡¿тн - конечная теплота теплоносителя, Дж.

На рис. 1 векторный анализ показывает, что наиболее распространенные из известных направлений использования энергии стали (1 -горячий посад слитков, 2 - горячий посад слябов, 3 - производство пара, 4 - подогрев воды, 5 - использование низкопотенциальной энергии воды) далеки от предельного направления.

Жидкая сталь является основным продуктом плавки, унося из процесса физическое тепло2. Энтальпия жидкого металла существенна, тем самым, составляет значительную расходную часть теплового баланса сталеплавильного процесса. Одновременно энергия жидкой стали представляет собой высокопотенциальный вторичный энергетический ресурс.

Одним из наиболее актуальных вопросов видится вопрос достижения максимального коэффициента трансформации ("сохранения) теплоты и особенно

0,4 0,6 0,8 Т1теп

Рис. 1. Векторный анализ ранее предлагаемых направлений использования энергии жидкой стали

Семененко Н.А Вторичные энергоресурсы промышленности и энерготехнологическое комбинирование.-М: Энергия, 1968 - 196.

2 Бигеев Л.М. Математическое описание и расчёты сталеплавильных процессов. -М.. Металлургия, 1982. - 160 с.

важно достижение максимально возможного коэффициента трансформации (сохранения) температуры. Такое техническое решение позволило бы говорить о предельно эффективном способе разливки стали (металлов) и предельно эффективном способе использования энергии жидкой стали.

Рассмотрены энергетические и теплофизические особенности железа, как предельно сложного по температурному уровню состоянию стали.

Кривая охлаждения железа состоит из нескольких "ступенек" (рис. 2.). Первая находится на температурном уровне 1539 °С, и связано это с выделением теплоты кристаллизации. Следующая изотермическая площадка на уровне 1392

°С связана с выделением скрытой теплоты полиморфного превращения. Здесь объемно-центрированная решётка превращается в гранецентрирован-ную решётку. При температуре 911 °С происходит повторное превращение гране-центрированной решётки в объемно-центрированную, с чем и связано появление ещё одной изотермической площадки. При дальнейшем охлаждении до 768 °С получается остановка на кривой охлаждения, связанная с изменением магнитных свойств. Ниже 768 °С железо ферромагнитное3. Кроме этого, в этих же температурах обозначены изотермические площадки и в источниках4.

Проведенный подбор энергоносителя играет большую роль, позволяя выйти на принципиально новый энергосберегающий способ разливки металлов, суть которого заключается в разливке жидких металлов между двумя теплоносителями, с возможностью дальнейшего использования энергии стали переданной промежуточному теплоносителю.

Рассчитанные коэффициенты теплоотдачи некоторых жидкометаллических теплоносителей графически и численно указывают на более эффективную теплоотдачи с жидкометаллическими теплоносителями при охлаждении и затвер-

3 Гуляев А.П. Металловедение: Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и дои. - М.: Металлургия, 1986. - 544 с.

4 Ключников А.Д, Попов С.К. Диагноз энергетической эффективности и прогноз резерва интенсивного энергосбережения теплотенологической системы- Методическое пособие по курсам "Основы теории интенсивно! о энергосбережения", "Энергоэкономическая оптимизация высокотемпературных систем"'. - М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 70 с.

Т. К

0 200 400 600 800 1000 С>,МДж/1 Рис. 2. График охлаждения железа и нагрева некоторых теплоносителей

девании разливаемого металла, чем в традиционных машинах непрерывного литья заготовок.

Дальнейшее рассмотрение схем проводиться для разработки схемы организации теплотехноголического процесса. Результатом данного исследования явилась комбинированная схема, в соответствии с которой на участке охлаждения жидкого металла и участке затвердевания требуется организация прямоточного движения теплоносителей и разливаемого металла, а в дальнейшем применение противоточной схемы движения для максимального снятия теплоты.

Следующим моментом, рассмотренным в работе было направление использования энергии жидкой стали. Опираясь на известный принцип технологической регенерации5, высокопотенциальная теплота стали, в первую очередь, должна быть направлена на нагрев технологических потоков. В действующем теплотехнологическом комплексе имеются подлежащие нагреву материальные потоки: чугун, стальной лом, доломит, известь, известняк, ферросплавы и рас-кислители.

В работе показано, что известняк и известь можно нагреть до температуры 1200 °С, и в этом случае не используется эффективно наиболее высокий температурный потенциал жидкой стати в интервале 1600 - 1200 °С. Весь тепловой потенциал также в этом направлении использовать невозможно, поскольку расход на плавку не значителен (0,05 т/т). Аналогичная ситуация с доломитом, подаваемым в процесс. Ферросплавы и раскислители теоретически можно нагреть до температуры 1600 °С, использовав весь температурный потенциал жидкой стали, однако из-за малых расходов (0,01 т/т) не будет использован тепловой потенциал стали. Похожая ситуация с чугуном, его температуру теоретически можно довести до 1600 °С, но поскольку чугун жидкий и имеет температуру в 1400 °С, он способен взять только 189,20 МДж/т. И только металлический лом, который подаётся в процесс, теоретически возможно нагреть до температуры 1600 "С и передать ему всю теплоту, поскольку, как правило начальная температура лома не выше температуры окружающей среды. Кроме того, замена в шихте чугуна ломом повышает эффективность чёрной металлургии в целом6.

В результате проведенных расчетов и пошаговых исследований результатом данной главы явилось посторенние теплотехнологической (энергоэффективной) схемы (рис. 3.) основной принцип, которой заключается в использовании энергии жидкой стали в наивысшем температурном интервате.

Согласно разработанной схемы энергия жидкой стали передается промежуточному теплоносителю в агрегате формирования готовой продукции, затем вместе с промежуточным теплоносителем поступает в плавильный агрегат, где промежуточный теплоноситель должен передать теплоту холодному лому, с

5 Ключников А.Д Интенсивное энергосбережение как база разработки моделей теплотехнического комплекса черной металлургии / Изв. ВУЗ, Черная металлургия, 1999. №2 -С. 61-63.

6 Сталеплавильное производство: Справочник. Т. 1 / Под обш. ред. чл -корр. АН ССР A.M. Самарина. - М.' Meiаллургия, 1964.

целью подогрева и расплавления лома. В данном узле неизбежно разделение тепловых потоков (связано с теплофизическими свойствами стали), один из которых идет вместе с плавленым ломом в сталеплавильный процесс, а другой

поток энергии жидкой стали с промежуточным теплоносителем идет на дальнейшее использование при подогреве воды, это позволяет получить теплоноситель первоначальных характеристик.

В схеме указан и принципиально обоснован каждый узел и каждый узел представляет новый высокотемпературный агрегат, предлагается в дальнейшем поставлена задача разработки принципиальных основ первого в этой цепочке высокотемпературного те-плотехнологического агрегата, а именно агрегат формирования готовой продукции.

Рис. 3. Энергоэффективная схема разливки стали и плавления лома с предельным использованием энергии стали

В главе третьей разработана математическая модель процесса разливки, охлаждения и затвердевания металла с передачей энергии теплоносителям в прямоточной схеме (рис. 4.).

1 2 ^ ^

Рис. 4. Принципиальная схема охлаждения и кристаллизации металла на жидкой подложке при прямотоке

Ввиду отсутствия данных по теплообмену, скорости затвердевания, длинам жидкого участка и участка затвердевания при непосредственной разливке металлов на жидкий теплоноситель, для ответа на вопрос, какой длины будут уча-

стки охлаждения и как зависят они от существенных параметров, была поставлена данная задача.

По результатам математического моделирования определялись длины участков охлаждения металла в жидком состоянии и участка затвердевания. Поскольку в работе была выбрана смешанная схема, в которой на участке охлаждения жидкого металла и его затвердевания обоснованно предложена прямоточная схема лля оешения технологических задач, что обеспечивает гЬопмипо-вание качественной заготовки, близкой по форме к листу. Описание рассматриваемого процесса

Разливаемое железо (высотой Н, и шириной В) охлаждается верхним (1тр -температура верхнего теплоносителя) и нижним (1тн , - начальная температура нижнего теплоносителя, 1г н 2 - конечная температура нижнего теплоносителя) теплоносителями, проходя три стадии (рис. 4.). Участок интенсивного охлаждения жидкого железа (1) - это участок распределения температур, внутри которого металл имеет одну температуру (/'„ ), близкую к температуре затвердевания (?/). Участок II - участок, на котором образуется корочка (2) и происходит дальнейшее затвердевание до центра пластины. Особенность этого участка заключается в выделении внутренней теплоты затвердевания, что значительно усложняет задачу. Участок III - это участок охлаждения твёрдой (сформировавшейся) полосы (3). Поскольку процессы фазового перехода здесь уже закончились и лист уже сформирован, задача охлаждения сводится к задаче охлаждения неограниченной пластины.

При математическом моделировании были сделаны допущения, что температура существенно меняется вдоль осей х и у и температура в данной точке не

дТ о Т

зависит от времени, поэтому — = 0,— = 0. Распределение температуры в рас-

дг 8т

плаве описывает уравнение энергии с учетом фазового перехода:

„, 8Т тде, 5,, дТ. д..8Т. ср\У — ■- р1 -¿Л = — (Я ■—) +—(Я — ). ду от ох ах ду ду

Для системы координат, связанной с произвольным объемом металла и

учитывая соотношение — = V, можно считать, что задача для этого объема яв-с1т

Г5Т rдgл д , Э7\ 3 ,, дТ.

ляется нестационарной: ср[--рЬ —] = — (Л —) н—(Л —).

от от дх ох ду оу

Толщина полосы существенно меньше ее длины Ну «У, причем скорость ее движения в направлении У порядка 1 м/с.

Температурное поле в двухфазной области разливаемого металла описывается уравнением теплопроводности с учетом выделения тепла кристаллизации:

ср~-р1 — = с1ЩЛ gradT), где Т-температура металла, g(T) - доля твердой фа-

дт от

зы, причем доля жидкой фазы 5 = 1 - ^. Для тепловой задачи количество твердой фазы в интервале затвердевания определяем по линейному закону, поскольку

Т -Г

толщина незначительна, существенно меньше ширины и длины: g = ^ ^ . Температура подложки меняется по длине полосы, и ее можно оценить из урав-

нения теплового баланса: — = , цп - тепловой поток на границе металла

дГ с„<л

и подложки. Более точно изменение температуры в подложке можно получить,

решив уравнение теплопроводности: — =

дТ 1 о Т

f, для г>0, 0< j<я„. Счита-

дХ2

ем, что ось Ох направлена в противоположную сторону, от оси Ох (рис. 4.).

Для решения дифференциальных уравнений необходимо дополнить их краевыми условиями.

Начальные условия: Т„(х, 0)= Г 0, Т„(х,о)=Тм, = 0.

Граничные условия: На границе металла и подложки имеем граничное условие четвертого рода: дТ„, „ 5Т

ас 5/1

,, Г„(0,г) = Г„(0,г).

На свободной поверхности дг=//„ - граничное условие третьего рода:

. аг.(д.)

а*

На противоположной стороне подложки имеем условие теплоизоляции: ет

- = 0 ДЛЯ X = Н„.

Решив уравнения в конечно-разностном виде была создана математическая программа (редактор Visual Basic, встроенный в Excel). При помощи данной программы исследовалось, как изменяется длина жидкого участка и участка затвердевания от некоторых факторов (рис. 5-8).

'»Длине затвердевающего участка ^ Длина жидкого ) частка

Рис. 5. Графики зависимости длин охла- Рис. 6. Г рафики зависимости длин уча-ждающихся участков от толщины разли- стков от скорости ваемого металла

Изменение обшей; /•вух >

Л 1ик| жидкого > чветка

\ Изменение длимы

* »атвердеваюшего >hi

j жидкого участка

Рис. 7. Графики зависимости длин уча- Рис. 8. Графики зависимости длин участков от температуры теплоносителей стков от температуры разливаемого

металла

Как видно из рисунков численные исследования показали, что при организации разливки на жидкий теплоноситель особенно сильно на длину жидкого и затвердевающего участков влияют такие параметры, как скорость разливки и толщина разливаемого металла. Начальная температура теплоносителей и на-

чальная температура разливаемого металла, в заданных интервалах, существенного влияния на длины рассматриваемых участков не оказали.

В главе четвёртой приведены результаты экспериментов. В ходе работы были проведены ряд экспериментов, в том числе на холодной модели.

По результатам холодного эксперимента (противоток), максимальный коэффициент трансформации (сохранения) температуры составил:

п, =-

1ТН

75-8 85-8

= 0,87.

В экспериментальной установке (рис. 9.) - горячий эксперимент, материалом для моделирования нижнего теплоносителя и организации подложки был выбран - свинец. Материалом, моделирующим сталь, был выбран алюминий, поскольку является металлом, и есть возможность в лабораторных условиях работать с данным металлом при умеренных температурах (до 750 °С). Алюминий имеет большое сродство с железом, но также, как и железо, не взаимодействует (не перемешивается) со свинцом.

17

Рис. 9. Схема экспериментальной установки для литья алюминия на свинец

Твёрдый свинец разогревается и плавится в ковше 1. Термопары 10 и 11 позволяют следить за температурой свинца и видеть начальную температуру подложки. Клапан 12 позволяет начать и закончить выпуск теплоносителя, а также регулировать расход жидкой подложки. Когда ковш находится в нижнем положении и выполняет функцию приёмного сосуда, клапан 12 закрыт и удерживает жидкий теплоноситель в ковше.

После того как свинец 6 разогрет до необходимой температуры и клапан 12 открыт, он начинает перетекать из полного ковша 1 в пустой ковш 2 по металлическому жёлобу 13. Поскольку температура окружающей среды (в лаборатории) не превышает 30 °С, а температура кристаллизации свинца 327 °С, необходимо обеспечить текучесть подложки и минимизировать либо компенсировать потери теплоты свинца в окружающую среду, для этого металлический жёлоб снизу равномерно обогревается спиралью накаливания 22, которая находится в керамической основе.

После того как режим течения жидкой подложки по наклонному жёлобу установился, на жёлоб 13 со стороны полного ковша 1 устанавливается промежуточный ковш 14. В промежуточный ковш заливается жидкий алюминий 15. Выливаясь из промежуточного ковша, металл начинает охлаждаться и кристаллизоваться, двигаясь с той же скоростью, что и жидкая подложка. После того как алюминий закристаллизовался 16, он продолжает охлаждаться и отдавать теплоту теплоносителю, тем самым его нагревая. Нагретый теплоноситель 17, стекая с металлического желоба, попадает в ковш 2, где и фиксируется его температура термопарами 18 и 19. После того как ковш 1 опустошен, а ковш 2 наполнен, для повторного проведения эксперимента ковш один опускается в нижнее положение, ковш 2 поднимается и фиксируется на определённой высоте для придания нужного уклона жёлоба 13. Промежуточный ковш устанавливается со стороны ковша 2, и процесс проводится аналогично.

Металлический жёлоб 13 закреплён при помощи шарнира 20, который позволяет менять угол наклона для регулирования скорости движения теплоносителя 6. В направляющих каркасах имеются отверстия 21, которые предназначены для фиксирования кошей 1 и 2 для придания разного угла наклона металлического жёлоба 13.

В результате проведения серии экспериментальных исследований были получены 14 образцов непрерывнолитых полос, некоторые из них представлены на рис. 10, разных ширин и длин, но характерной оставалась толщина около 6 мм.

Некоторые образцы были прокатаны в реверсивной клети. Прокатка показала, что незначительные дефекты, имеющие место на заготовках, полученных новым способом, полностью устраняются после обработки металла давлением и не оказывают никакого влияния на качество получаемого проката.

Механические испытание и исследование образцов на растровом (сканирую, л _ _ щем) электронном микроскопе и рентге-Рис. 10. Образцы, полученные т. , г носпектральном микроанализаторе Link литьем жидкого алюминия на жид-

EXL, показали, что на поверхности алю-

кии свинец

миния ровным слоем лежит пленка свинца, как на литом, так и на прокатанном образцах. Однако свинец не проникает и не перемешивается, что подтверждает возможность получения полос металла предлагаемым способом.

Наличие свинцовой пленки указывает на то, что требуется дополнительная стадия отделения жидкого теплоносителя от твердой полосы металла. Такие технические решения и оборудование известны и работают на промышленных предприятиях, например агрегат упрочнения ленты (ЛПЦ-8, ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат"), где с твердой стальной полосы, которая проходит через три ванны, заполненных свинцом, удаляется жидкая свинцовая

пленка. Другим примером являются ванны патентирования проволоки (Стале-проволочный цех, РУП "Белорусский металлургический завод"), где стальная проволока, пройдя через заполненные свинцом ванны, патентируется, при этом насыщения свинцом проволоки и уноса свинца не наблюдается. Очистка поверхности осуществляется механически, без повреждения поверхности.

В ходе экспериментов, максимально достигнутая температура жидкой подложки (свинца) на экспериментальной установке была зафиксирована на уровне 550°С, Достигнутый коэффициент трансформации (сохранения) температуры

550-340 составил: ^-698_34()-0,59.

На экспериментальной установке проводились измерения максимально достигаемой температуры свинцовой подложки и начальной температуры алюминия (разливаемого металла). Для множества значений были рассчитаны среднеарифметическое, стандартное отклонение и доверительный интервал относительно теоретически рассчитанных на компьютерной модели.

Полученные результаты укладываются в рамки стандартного отклонения (27,4°С по теплоносителю и 8,9 °С по разливаемому металлу) и в рамки доверительного интервала (24 °С по теплоносителю и 7,8 °С по разливаемому металлу). Полученные результаты позволяют говорить о достаточной точности расчетных величин.

Глава пятая посвящена рекомендациям по практическому применению результатов работы и оценке энергоэкономического эффекта.

В данной главе предложена схема (рис. 11) позволяющая использовать энергию охлаждаемой стали, заменив в широко распространенных машинах

Рис. 11. Схема движения энергоносителя

непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) традиционный теплоноситель (вода) на жидкометаллический теплоноситель №-К сплав. В данном случае конструкция работающих МНЛЗ не должна существенно измениться, изменятся подводящие трубопроводы и оборудование, утилизирующее теплоту жидкого металла. Производство пара позволяет замещать часть пара, производимого на производственных котельных или ТЭЦ. Таким образом, экономится органическое топливо, расходуемое на получение пара, чаще всего для этих целей используют при-

родный газ. На предприятиях чёрной металлургии, если есть возможность, в этих целях используют коксовый и реже доменный газы7.

Другой рекомендацией практического применения полученных в работе результатов предлагается дальнейшая разработка способа полученного на основе методологии интенсивного энергосбережения (патент РФ на изобретение № 2239515 "Способ производства плоских изделий", авторы: Картавцев C.B., Строганов К.В.) рис.12.

1 - жидкий расплав: 2 - напорный бак 3 - канал для задачи расплава между теплоносителями; 4 - зона охлаждения и кристаллизации (формирования) разливаемого материала; 5 - верхний теплоноситель (менее плотный, чем разливаемый материал) 6 - нижний теплоноситечь (более плотный); 7 - зона выравнивания температуры сформировавшейся полосы; 8 - система валков чистовых клетей; 9 участок охлаждения сформировавшейся полосы; 10 - тянущие ролики; 11 - ножницы: 12 - теплообменник для охлаждения "лёгкого" теплоносителя; 13 - нагнетатель верхнего теплоносителя ,14- насосы "тяжелого" теплоносителя, 5 5 — канал подачи нижнего теплоносителя, ' 6 бак отвода подогретого нижнего теплоносителя; 17 - ктлекторы почвода тяж?того теппоносителя ч участок охлаждения сформировавшейся полосы; 18 - бак отвода тяжёлого теплоносителя из участка охлаждения сформировавшейся полосы; 19 - теплообменник для охлаждения "тяжёлого" теплоносителя; 20 - канал подачи верхнего теплоноситезя; 21 - отвод верхнего теп поносителя из зоны формирования полосы; 22 - подвод верхнего теплоносителя в зону выравнивания температур сформировавшейся полосы; 23 - отвод нагретого верхнего теплоносителя; 24 - теплоизоляционная кладка для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду.

Таким образом, данный способ позволяет не только уйти от громоздких агрегатов (широко распространенные МНЛЗ, нагревательные печи, станы горячей прокатки), огромных затрат на вытягивание, доставку металла в горячие цеха, подогрев "металла в печах. Затраты энергии на обжатие металла до толщины около 3+5 мм в черновых клетях. Но также позволяет полезно использовать энергию стали, а это до 1400 МДж с каждой тонны разливаемого металла, которая на сегодняшний день практически вся теряется.

Как видно из таблицы постоянное потребление энергоресурсов на тонну проката сводится на минимум. Больше половин потребляемой энергии сокращается, только от вывода нагревательных печей.

7 Теория двухфазной зоны и её применение к задачам непрерывного слитка /ВТ Ьорисов, И.Н. Голиков, А И. Манохон Р.А Уразаев//Непрерывная разливка стали -М Металлургия, 1974 №2.-С 5

Ориентировочное потребление энергоносителей при производстве горячекатаного листа

Название устройства Вид энергоносителя Расход энергоресурсов Расход энергоресурсов, кг у т/т

Разливка (машина непрерывной литья заготовок) Электрическая энергия 1,87 кВт-ч/т 0,673

Природный газ 4,2 кг у т/т 4,200

Хим. очищен, вода 0,03 м7т 0,004

Техническая вода 28,7 м7т 2,583

Кислород 6,1 м7т 1,891

Аргон 0,07 м7т 0,091

ТОЛ (транспортно отделочная линия) Электрическая энергия 9,84 кВт-ч/т 3,542

Нагревательные печи (нагрев до 1250°С) Топливо (газ) 60 кг у т/т 60,000

Электрическая энергия 9,84 кВт'ч/т 2,876

Хим. очищен, вода 0,11 м7т 0,013

Окалиноломатель, гидросбив Электрическая энергия 1 5,54 кВт-ч/т | 1,994

Хим. очищен, вода 1,01 м7т 0,091

Черновая группа кле- Электрическая энергия 29,01 кВт-ч/т 10,444

тей Хим. очищен, вода 3,18 м'/т 0,286

Чистовая группа (обжатие до 5 мм) Электрическая энергия 17,58 кВт-ч/т 6,329

Хим. очищен, вода 7,61 м3/т 0,685

Чистовая группа (об- Электрическая энергия 13,18 кВт-ч/т 4,745

жатие до 5 мм) Хим. очищен, вода 5,81 м7т _ 0,523

Душирование и отводящий рольганг Электрическая энергия 0,48 кВт-ч/т 0,173

Хим. очишен. вода 12,73 м7т 1,146

Моталки Электрическая энергия 4,5 кВт-ч/т 1,620

Хим. очищен, вода 1,04 м7т 0,093

ИТОГО 104,002

Указанный выше способ обеспечивает охлаждение металла в безокислительной атмосфере, что подразумевает отсутствие угара металла и образования окалины. По данным при нагреве слябов в нагревательных печах в среднем угар составляет до 1,5%, таким образом, при организации разливки новым способ этот металл будет сохранено до 15 кг.

Общий энергоэкономический эффект от внедрения энергоэффективного способа разливки металла на жидкометаллический теплоноситель с высвобождаемыми технологическими стадиями и снижением потерь металла на угар и окалину в нагревательных печах может составить 1143,7 тыс. тонн условного топлива в год при объемах производства металлургическим предприятием в 10 млн. тонн стали в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе предложены энергоэффективные направления использования высокопотенциальной энергии жидкой стали, которое стало возможным благодаря использованию методологии интенсивного энергосбережения и разработанного способа. По данным работы получены следующие результаты:

1. На основе проведенного аналитического обзора показано, что энергия жидкой стали в низкопотенциальной части используется не эффективно, а в высокопотенциальной части не используется.

2. Поставлена задача использования энергии жидкой стали включая ее наиболее высокопотенциальную часть.

3. Проведен анализ возможных направлений использования энергии жидкой стали и показано, что предельным, наиболее эффективным направлением является плавление лома.

4. Термодинамический анализ процесса охлаждения стали и теплофизи-ческих свойств энергоносителей показал, что вода может быть эффективно заменена промышленными теплоносителями, такими как например, эвтектика, или свинцово-висмутовые сплавы.

5. Рассчитаны теоретический коэффициент трансформации (сохранения) теплоты при передачи от жидкой стшхи к теплоносителям, который может составить 0,857, а коэффициент трансформации (сохранения) температуры в пределах от 0,034 до 0,995, в зависимости от выбранной схемы организации теплообмена.

6. Группа легких высокотемпературных энергоносителей позволила указать на энергетическое направление использования энергии жидкой стали, а именно выработку пара энергетических параметров.

7. Группа тяжелых жидкометаллических теплоносителей открывает возможность скоростной разливки стали на профиль близкий к листу, при сохранении возможности использования энергии жидкой стати.

8. На группе тяжелых теплоносителей разработан способ охлаждения и затвердевания жидкой стали, позволяющий реализовать поставленную цель использования энергии жидкой стали в ее наиболее высокопотенциатьной части.

9. На основе принципа технологической регенерации разработана предельно эффективная схема использования энергии жидкой стали на нагрев и плавление лома.

10. Разработана математическая модель, описывающая затвердевание металла с организацией двухстороннего охлаждения при разливке на жидкий теплоноситель.

11. При помощи компьютерного моделирования установлено, что наиболее существенными параметрами, влияющими на длину жидкого и затвердевающего участков, в предлагаемом способе, являются толщина разливаемой заготовки и скорость разливки.

12. Разработана, спроектирована и изготовлена экспериментальная установка. Проведенные на ней эксперименты показати техническую осуществимость предлагаемого в работе способа на примере разливки алюминия на жид-кометаллический теплоноситель - свинец. Кроме этого, в результате проведен-

ных экспериментов были проведены множественные измерения в наиболее характерной точке. Испытания полученных образцов подтверждают известные закономерности по поведению не родственных металлов.

13. Анализ теоретических и экспериментальных значений показал, что они укладываются в доверительный интервал и позволяют говорить об адекватности разработанной математической модели.

14. На основании полученных результатов даны рекомендации по применению легких теплоносителей в действующем оборудовании и тяжелых теплоносителей для разработки нового оборудования по скоростной разливке стали.

15. Проведена общая оценка энергоэффективности разработанного способа, которая показала, что возможно значительное сокращение потребления электроэнергии, топлива, пресной воды и других энергоносителей.

Список работ автора по теме диссертационной работы:

1. Строганов К.В. Теплота жидкой стали как источник высокопотенци-альиой энергии // Теплотехника и теплоэнергетика в металлургии: Тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. - Магнитогосрк: МГТУ,

2000.-С. 27.

2. Строганов К.В. Энергоносители для энергосберегающей разливки стали // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России:"Тез. докл. 2-ой Всерос. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. - Магнитогорск: МГТУ,

2001.-С. 33.

3. Картавцев C.B., Строганов К.В. К выбору энергоносителя для энергосберегающей разливки и охлаждения стали // Теория и технология металлургического производства: Межрегион. Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2001. -С. 176- 182.

4. Строганов К.В., Картавцев C.B. Возможности использования энергии жидкой стали // Энерго- и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых учёных. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. - С. 59 - 62.

5. Картавцев C.B., Строганов К.В. К выбору энергоносителя для энергосберегающей разливки и охлаждения стали // Наука и производство / приложение к журналу «Энергетика региона». - 2001. - № 4. - С. 5 - 7.

6. Картавцев C.B., Строганов К.В. Интенсивное энергосбережение в сталелитейных процессах // Энергосбережение - теория и практика: Труды первой всероссийской Школы-семинара молодых учёных и специалистов. - М., 2002. -С. 275.

7. Строганов К.В., Картавцев C.B. Расчёт охлаждения непрерывно-литой полосы // Энергетики и металлурги настоящему и будущему Россйи: Тез. докл. 3-ей Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных. -Магнитогорск: МГТУ, 2002. - С. 20.

8. Строганов К.В., Картавцев C.B. Энергосберегающее направление плавления стального лома //' Автоматизированные печные агрегаты и энерго-

b/го tfhG

2UUÔ-4

22920

сберегающие технологии в металлургии: Тез. докл. 2-ой междунар. науч.-практ. конф. 3-5 декабря 2002 г. - Москва, - С. 295 - 296.

9. Картавцев C.B., Строганов К.В. Перспективы снижения мощностей электропривода при создании непрерывных литейно-прокатных комплексов // Электротехнические системы и комплексы: Межвузовский сб. науч. тр. Вып.6. - Магнитогорск: МГТУ, 2002. - С. 212 - 214.

10. Строганов К.В., Картавцев C.B. Обоснования выбора схемы энергосберегающей непрерывной скоростной разливки // Энергосбережение, теплоэнергетика и металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. - Магнитогрск: МГТУ, 2003.-С. 92-97.

11. Картавцев C.B., Строганов К.В. Теплосиловая оценка характеристик скоростной непрерывной разливки стали // Теория и технология металлургического производства. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 190 - 195.

12. Строганов К.В., Картавцев C.B. О выборе схемы энергосберегающей непрерывной скоростной разливке // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. 4-ой Всерос. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. - Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 44.

13. Строганов К.В., Картавцев C.B. Интенсификация теплообмена в процессе непрерывной разливки стали // Состояние и перспективы развития электротехнологии (XI Бенардосовские чтения): Тезисы докладов международной научно-технической конференции. - Иваново, ИГЭУ, 2003. - С. 59 - 60.

14. Картавцев C.B., Строганов К.В., Петин С., Разин Д. Эффективность использования различных видов топлив в процессах выплавки стали // Энерго-и ресурсосбережение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых учёных. 17 - 20 декабря 2003 г. - Екатеринбург, 2003. - С. 26 - 28.

15. Строганов К.В. Энергосберегающий способ непрерывной разливки металлов // Энергосбережение - теория и практика: Труды Второй Всероссийской школы-семенара молодых ученых и специалистов. - М., 2004. - С. 205 -

16. Строганов К.В., Картавцев C.B. Выбор направления использования энергии жидкой стали // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Тез. докл. 6-ой Всерос. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. -Магнитогорск: МГТУ, 2005. - С. 34.

17. Патент № 2239515 Российской Федерации МПК7 B22D 11/01. Способ производства плоских изделий / Картавцев C.B., Строганов К.В. (РФ). - 1 е.: ил.

Подписано в печать $t. С à С Зак.ЗЛ Тир. ¡СС П.л. i.wf Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарменная ул., д. 13

206.

Введение.

Принятые обозначения.

Глава 1. Использование энергии жидкой стали в черной металлургии. Состояние вопроса.

1.1. Использование энергии.

1.2. Виды непрерывной разливки.

1.3. Постановка задачи.

УЛ. Методы решения.

1.5. Выводы по главе.

Глава 2. Разработка энергоэффективной схемы использования энергии жидкой стали.

2.1. Оценка ранее предлагаемых направлений использования энергии стали

2.2. Жидкая сталь и потери ее энергии в металлургических процессах.

2.2.1. Расходная часть тепловых балансов сталеплавильных процессов.

2.2.2. Энергетические и теплофизические свойства жидкой стали.

2.3. Принципиальные возможности использования энергии стали.

2.4. Движение теплоносителей при охлаждении стали.

2.4.1. Противоточное движение теплоносителей и металла.

2.4.2. Прямоточное движение теплоносителей и металла.

2.4.3. Комбинированное движение теплоносителей и металла.

2.5. Возможные направления использования энергии жидкой стали.

2.6. Теплотехнологическая схема использования энергии жидкой стали.

2.7. Выводы по главе.

Глава 3. Математическое моделирование процесса разливки, охлаждения и затвердевания железа с передачей энергии теплоносителям.

3.1. Описание процесса.

3.2. Общая постановка задачи.

3 .3. Исходные данные.

3.4. Основные допущения и ограничения.

3.5. Математическая модель.

3.6. Алгоритм решения в конечно-разностном виде.

3.7. Граничные условия в разностном виде.

3.8. Численные исследования на математической модели.

3.9. Выводы по главе.

Глава 4. Лабораторные исследования возможности получения полос способом литья на жидкую подложку.

4.1. Физическая модель.

4.2. Холодный эксперимент, с организацией противотока.

4.3. Экспериментальная установка. Горячий эксперимент.

4.3.1. Выбор моделирующих материалов.

4.3.2. Схема экспериментальной установки.

4.3.3. Описание процесса.

4.3.4. Обработка результатов эксперимента. Схема измерений.

4.3.5. Сопоставление экспериментальных данных с расчетными.

4.4. Обработка металла давлением.

4.5. Испытания образцов.

4.6. Выводы по главе.

Глава 5. Практическое применение использования энергии стали. Энергоэкономический эффект.

5.1. Энергоэффективная схема с применением Ка-К сплава.

5.2. Энергосберегающий способ непрерывной разливки металлов.

5.3. Оценка энергоэкономического эффекта.

Настоящее время характеризуется значительным ростом цен на энергоресурсы, поэтому энергосбережение в промышленной теплоэнергетике и тепло-технологиях приобретает важное значение. Проблема энергосбережения является актуальной для любого промышленного предприятия, но особенно — для производящего энергоемкую продукцию.

В данной работе затрагиваются вопросы энергосбережения в такой тепло-технологии, как черная металлургия, поскольку эта отрасль является одной из наиболее энергоемких (до 1500 кг у. т. на тонну готовой продукции), и для чёрной металлургии вопросы энергосбережения чрезвычайно актуальны. В числе причин высокой энергоемкости продукции черной металлургии - большие потери энергии с охлаждающимися продуктами и полупродуктами.

В технологической цепочке металлургического предприятия на отрезке до сталеплавильного производства, затрачивается 2/3 общего объема потребляемой энергии, а разливка и охлаждение стали предоставляет первую и самую большую возможность частичного возврата данной энергии, что позволяет снизить высокую энергоемкость процесса, а значит снизить и зависимость от внешних, по отношению к металлургическому предприятию, источников энергии - углю, природному газу, электроэнергии.

В последовательных операциях переработки железных руд в металлопрокат на различных стадиях передела, начиная от производства концентрата, агломерата, окатышей и заканчивая производством чугуна, необходимо отметить возрастанием потока массы, который достигает своего максимума в сталеплавильном процессе. Другой важной характеристикой является возрастание температуры процессов в указанной технологической цепочке от 1300 °С в агломерационном производстве до 1600 °С в сталеплавильном процессе. После сталеплавильного производства потоки массы и температуры процессов уменьшаются. Одновременное достижение максимумов потоков массы и температуры именно в сталеплавильном процессе определяет высокие потери энергии с жидкой сталью, и одновременно — наивысшие возможности использования этой высокопотенциальной теплоты. Этим определяется первоочередное внимание к этому специфичному энергетическому ресурсу, так как количество и качество теплоты жидкой стали - наибольшее среди прочих потоков охлаждающихся продуктов, полупродуктов или отходов черной металлургии.

Производство жидкой стали в мире за 2004 год достигло 1000 млн. т, в том числе в Российской Федерации производится около 80 млн. тонн стали в год по трем основным технологиям. В тонне стали содержится до 1400 МДж и эта теплота характеризуется высоким температурным потенциалам около 1600 °С. Таким образом, работа направлена на потенциальную экономию энергии, которая может составить до 40 млн. тонн условного топлива в год в расчете на мировое производство стали.

Известны некоторые решения по использованию теплоты разливаемой стали, однако все они относятся к низкопотенциальной (примерно ниже 800 °С) части и последующим технологическим операциям. Гораздо больший энергосберегающий эффект могло бы дать использование наивысшего температурного потенциала жидкой стали (до 1500 °С) и в предыдущей операции — согласно известному мощному энергосберегающему принципу технологической регенерации. В перспективе черной металлургии предстоит осуществить переход к преимущественно непрерывной разливке стали, которая в настоящее время производит заготовки, превышающие конечные размеры в несколько сот раз. Наиболее интересным направлением, с точки зрения как металлургической технологии, так энергосбережения, является непрерывная разливка стали на профиль, близкий к конечному продукту.

Одним из направлений сокращения энергетических затрат в данном секторе является применение новых и перспективных технологий на технологической цепочке сталеплавильный агрегат-разливка-прокатка. В связи с этим продолжаются исследования по разработке менее энергозатратных технологий на данном участке металлургического производства. Решение задач по снижению энергопотребления с одновременным уменьшением технологических операций и использованием всевозможных внутренних энергетических ресурсов при производстве того же продукта невозможно без теплотехнического исследования самого процесса охлаждения и затвердевания разливаемого металла.

В настоящее время энергия стали, являясь вторичным энергетическим ресурсом, с её высокими как температурным потенциалом, так и объемом энергии, используется недостаточно и с низкой эффективностью. На широко применяемых машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) с водяным охлаждением, тепловая энергия стали передаётся воде, нагревающейся до 40 °С, что затрудняет использование такой энергии, а фактически - вода, охлаждаясь в устройствах охлаждения циркуляционной воды, теряет и эту теплоту.

В связи с этим, разработка направлений эффективного использования энергии, содержащейся в жидкой стали является актуальной задачей в черной металлургии. Разработанная в последнее время методология интенсивного энергосбережения открывает возможности выявления и реализации предельно полного и предельно высокого уровня резерва энергосбережения, при использовании полного состава энергосберегающих мероприятий.

В общем случае, наиболее высокий энергетический эффект достигается на базе изменения принципиальных основ технологии, техники, управления, повышения качества технологической продукции и полноты полезного использования конечного технологического продукта. В связи с вышесказанным, в основу исследований и была положена данная методология, включающая, в том числе и - принцип технологической регенерации.

Совместное использование данных математического (компьютерного) и экспериментального моделирования позволяет выполнить прогнозирование возможности тех или иных процессов, в том числе и процессах, позволяющих снижать энергопотребление за счет изменения технологии и использования вторичных энергетических ресурсов.

В связи с этим исследование и разработка предельно эффективного направления использования энергии жидкой стали, в виду высокого потенциала и объема этого вторичного энергетического ресурса, является актуальной для металлургических предприятий.

Принятые обозначения нач.

1тн ~ начальная температура теплоносителя, °С; нач.

1Ме - начальная температура металла, °С; кон.

1тн ~ конечная температура теплоносителя, °С;

0нач. тн - начальная теплота теплоносителя, Дж;

01 нач.

Ме — начальная теплота металла, Дж;

0КОН. тн — конечная теплота теплоносителя, Дж; Е — энтальпия, кДж/кг; а — коэффициент температуропроводности, м2/с; ср — изобарная удельная теплоёмкость (при постоянном давлении), кДж/(кг-К); сжм - удельная теплоёмкость жидкого металла, кДж/(кг-К); стм — удельная теплоёмкость твердого металла, кДж/(кг-К); сп — удельная теплоёмкость подложки, кДж/(кг-К);

Я — коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К);

Л-жм - коэффициент теплопроводности жидкого металла, Вт/(м'К);

Яум - коэффициент теплопроводности твердого металла, Вт/(м-К);

Лп — коэффициент теплопроводности подложки, Вт/(м*К); р — плотность, кг/м3;

Ржм ~ плотность жидкого металла, кг/м3; ртм - плотность твердого металла, кг/м3; рп — плотность подложки, кг/м3;

- температура ликвидуса разливаемого металла, °С; ts — температура солидуса разливаемого металла, °С;

10С — температура окружающей среды, °С;

1Ж — температура жидкой фазы, °С; температура твердой фазы, °С; Нп - толщина подложки, м; г

НМе - толщина металла, м;

Вп — ширина подложки, м; Вме - ширина металла, м;

Ь0бщ - общая длина жидкого участка и участка затвердевания, м; Л q[1 — тепловой поток, Вт/м ; 4л - температура плавления, °С; ¡кип - температура кипения, °С; Л а — коэффициент теплоотдачи, Вт/(м -К); W — скорость, м/с; л

V— кинематическая вязкость воды, м /с; 8— толщина, м; V — объём, м3; э — эквивалентный диаметр, равный отношению учетверённой площади поперечного сечения 8 к омываемому периметру и, м.

Числа подобия: лг а'1

Ми = —г~ - Нуссельта; А

Ке =-- Рейнольдса: V \v-ci.

Ре = Яе- Рг =-2. пекле; а п- а'1

1 = —— - Био; А ат - Фурье. о

4.6. Выводы по главе

Физическая модель и проведенные на ней эксперименты показали принципиальную возможность осуществления разливки жидкого, менее плотного материала на твердый, более плотный материал с формированием в лист. Кроме того, эти опыты указывают на то, что возможно осуществление непрерывного процесса, в котором будут состыкованы такие процессы, как разливка, прокатка и смотка в рулон полученного листа.

Проведенный эксперимент с организацией противоточной схемы подтвердил, что возможно получение теплоносителя, приближенного по температуре к температуре разливаемого материала.

Эксперимент по моделированию разливки стали алюминием подтвердил предположение о возможности получения листа из расплава, близкого к конечному продукту, путем разливки жидкого металла на жидкий теплоноситель с одновременным затвердеванием разливаемого материала.

Эксперимент с обжатием наглядно показал, что качество полосы после прокатки образцов удовлетворительное.

Исследования образцов показали, что на поверхности алюминиевой полосы присутствует пленка свинца, которая подтверждает тот факт, что полоса получена путем разливки жидкого металла на жидкий теплоноситель. Спектральный анализ, проведенный на образцах, подтверждает известные данные о том, что свинец и алюминий химически не взаимодействуют.

Представленные теоретические и практические исследования требуют рекомендаций по практическому применению и ориентировочной энергоэкономической оценки возможного энергосберегающего эффекта от внедрения представленных решений.

Глава 5. Практическое применение использования энергии стали.

Энергоэкономический эффект Поскольку ранее была поставлена задача выдачи рекомендаций по практическому применению и ориентировочной энергоэкономической оценки возможного энергосберегающего эффекта, от внедрения представленных решений, далее последовательно приводится возможное применение жидкометалличе-ского теплоносителя на MHJI3 с медным кристаллизатором. Отдельным пунктом представлен разработанный энергосберегающий способ разливки металлов и проведена оценка возможного энергосберегающего эффекта от применения разработанного способа в сравнении с широко распространенным MHJI3 ради-ально-криволинейного типа и широкополосными станами горячей прокатки. 5.1. Энергоэффективная схема с применением Na-K сплава Некоторые энергоносители, например Na-K, Na, К (как наиболее используемые в промышленности), позволяют работать с температурами на уровне 700 °С [63], что дает повод говорить о возможности использования таких энергоносителей, как промежуточных, для использования энергии стали, например, на производство пара [98, 99].

Идея применения жидкометаллических теплоносителей в целях получения пара применяется не только на АЭС. В период с 1947 по 1950 г. фирма «General Electric» по заказу главного управления судостроения военно-морского флота США спроектировала, построила и эксплуатировала установку (установка получила название «Жени») для производства пара, в которой в качестве теплоносителей были применены натрий и натрий-калиевый сплав [100]. В марте 1951 г. управление судостроения США предложило фирме «Майн сэйфти эпплайен-сиз» (MSA) спроектировать и изготовить установку для производства пара с применением жидких металлов при высоких температурах в качестве теплоносителей [100].

Принципиальная схема, позволяющая передать энергию стали к промежуточному теплоносителю, а затем охладить теплоноситель, подогрев воду и произведя пар, показана на рис. 5.1.

Схема (рис. 5.1) предлагает заменить существующий теплоноситель (вода) на более эффективный с точки зрения энергетики и теплофизических характеристик энергоноситель. В данном случае конструкция работающих МНЛЗ не должна существенно измениться, измениться могут только подводящие трубопроводы и оборудование, утилизирующее теплоту жидкого металла.

11=1540 °С

МНЛЗ

450 °С

Р=5МПа г=435°с топка г2=1250 °с

Парогенератор

Вода 1=226°С

270 °С

Подогрев пит. воды О

200 °С

Пит. вода 1=100°С

Рис. 5.1. Схема движения энергоносителя

Высокие коэффициенты теплоотдачи у жидких металлов намного превышают таковые у других возможных теплоносителей, этим объясняется актуальность применения жидкометаллических теплоносителей. По предложенной схеме (рис. 5.1) выбранный теплоноситель (Иа-К сплав), нагревшись в стандартном кристаллизаторе (рис. 5.2) до температуры 450 °С, через топку, необходимую для поддержания температуры теплоносителя перед подачей в котел-утилизатор при экстренных ситуациях (прекращение разливки), поступает в парогенератор (котелутилизатор) (рис. 5.3, табл. 5.1, 5.2), где, отдавая тепло, превращает воду в пар с давлением 5 МПа и температурой 435 °С, остывая до температуры 268 °С. Затем теплоноситель подается в подогреватель питательной воды, где подогревает воду, по

Рис. 5.2. Кристаллизатор наиболее распространенных МНЛЗ еле этого через нагнетатель теплоноситель снова подаётся в МНЛЗ. Схема построена с учётом работы реально существующих парогенераторов [101, 102].

Кроме того, за счет особенностей теплофизических свойств жидкометаллических теплоносителей теплообмен может быть интенсифицирован [103]. Условия работы парогенераторов, работающих на жидкометаллических теплоносителях, представлены на рис. 5.4.

114 Заключение

В данной работе предложены энергоэффективные направления использования высокопотенциальной энергии жидкой стали, которое стало возможным благодаря использованию методологии интенсивного энергосбережения и разработанного способа. По данным работы получены следующие результаты:

1. На основе проведенного аналитического обзора показано, что энергия жидкой стали в низкопотенциальной части используется неэффективно, а в высокопотенциальной части не используется.

2. Поставлена задача использования энергии жидкой стали, включая ее наиболее высокопотенциальную часть.

3. Проведен анализ возможных направлений использования энергии жидкой стали и показано, что предельным, наиболее эффективным направлением является плавление лома.

4. Термодинамический анализ процесса охлаждения стали и теплофизи-ческих свойств энергоносителей показал, что вода может быть эффективно заменена промышленными теплоносителями, такими, как, например, эвтектика, или свинцово-висмутовые сплавы.

5. Рассчитаны теоретический коэффициент трансформации (сохранения) теплоты при передаче от жидкой стали к теплоносителям, который может составить 0,857, а коэффициент трансформации (сохранения) температуры в пределах от 0,034 до 0,995, в зависимости от выбранной схемы организации теплообмена.

6. Группа легких высокотемпературных энергоносителей позволила указать на энергетическое направление использования энергии жидкой стали, а именно выработку пара энергетических параметров.

7. Группа тяжелых жидкометаллических теплоносителей открывает возможность скоростной разливки стали на профиль, близкий к листу, при сохранении возможности использования энергии жидкой стали.

8. На группе тяжелых теплоносителей разработан способ охлаждения и затвердевания жидкой стали, позволяющий реализовать поставленную цель использования энергии жидкой стали в ее наиболее высокопотенциальной части.

9. На основе принципа технологической регенерации разработана предельно эффективная схема использования энергии жидкой стали на нагрев и плавление лома.

10. Разработана математическая модель, описывающая затвердевание металла с организацией двухстороннего охлаждения при разливке на жидкий теплоноситель.

11. При помощи компьютерного моделирования установлено, что наиболее существенными параметрами, влияющими на длину жидкого и затвердевающего участков, в предлагаемом способе, являются толщина разливаемой заготовки и скорость разливки.

12. Разработана, спроектирована и изготовлена экспериментальная установка. Проведенные на ней эксперименты показали техническую осуществимость предлагаемого способа, на примере разливки алюминия на жидкометал-лический теплоноситель — свинец. Кроме этого, показано, что теплоноситель воспринимает теплоту разливаемого металла с достаточно высоким коэффициентом трансформации температуры.

13. Анализ теоретических и экспериментальных значений укладывается в доверительный интервал и позволяет говорить о достаточной адекватности разработанной математической модели.

14. На основании полученных результатов даны рекомендации по применению легких теплоносителей в действующем оборудовании и тяжелых теплоносителей для разработки нового оборудования по скоростной разливке стали.

15. Проведена общая оценка энергоэффективности разработанного направления, которая заключается в том, что потребление топлива, электроэнергии, пресной воды и других энергоносителей сокращается на порядок.

116

1. Ляховский А.И. Вопросы теплоэнергетики металлургических заводов.

2. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1951. 406 с.

3. Сазанов Б.В. Использование вторичных энергетических ресурсов на металлургических заводах. М.: Металлургиздат, 1953. - 200 с.

4. Булгаков К.В. Энергоснабжение промышленных предприятий. — M.;-JI.: Энергия, 1966.-318 с.

5. Щукин A.A. Экономия топлива в чёрной металлургии, — М.: Металлургия, 1973.-272 с.

6. Технический прогресс и топливоэнергопотребление в черной металлургии / Н.И. Перлов, А.П. Егоричев, А.П. Петраковский и др. — М.: Металлургия, 1975.-408 с.

7. Михайлов В.В., Гудков JI.B., Терещенко A.B. Рациональное использование топлива и энергии в промышленности. М.: Энергия, 1978. — 224 с.

8. Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности: Учебник для вузов / H.A. Семененко, Л.И. Куперман, С.А. Романовский и др. Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1979. — 296 с.

9. Куперман Л.И., Романовский С.А., Сидельковский Л.Н. Вторичные энергоресурсы и энерготехнологическое комбинирование в промышленности. -Киев, Вища школа, 1986. 303 с.

10. Чоджой М.Х. Энергосбережение в промышленности. Пер. с англ. — М.: Металлургия, 1982.-272 с.

11. Теплоэнергетика металлургических заводов: Учебник для вузов / Под ред. Ю.И. Розенгарта. М.: Металлургия, 1985. - 302 с.

12. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки: Учеб. для вузов / И.И. Перелётов, Л.А. Бровкин, Ю.И. Розенгарт и др.; Под ред. А.Д. Ключникова. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 336 с.

13. Старк С.Б. Теплоэнергетическое хозяйство металлургических заводов.

14. М.: Металлургия, 1966. 311 с.

15. Кламмер Г. Утилизация отходящего тепла в прокатных цехах и цехах дальнейшего передела // Чёрные металлы. — М.: Металлургия, 1978. №4. С. 714.

16. Горбасёв Н.И. Тоннель для охлаждения непрерывно-литых слябов коррозионно-стойких сталей // Чёрная металлургия: Экспресс-информ. Сер. Сталеплавильное пр-во. Выпуск 1. -М., 1982. С. 6.

17. Рей Д. Экономия энергии в промышленности: Справочное пособие для инженерно-технических работников. Пер. с англ. — М.: Энергоатомиздат, 1983. 208 е.; ил.

18. Внедрение ресурсосберегающих технологий в черной металлургии / Ю.А. Долгоруков, Г.М. Кацнельсон, В.И. Деревянко, А.И. Стрелец. — Киев: Техника, 1986. 192 с.

19. Проблемы использования вторичных энергоресурсов в связи с перестройкой работы в чёрной металлургии, Тематический сборник науч. трудов. — М.: Металлургия, 1989. -91 с.

20. Рациональное использование топливно-энергетических ресурсов. Экономия топлива и электроэнергии / А.П. Егоричев, В.Г. Лисиенко, С.Е. Розин, Я.М. Щёлоков М.: Металлургия, 1990. - 149 с.

21. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 304 с.

22. Гончаров Н.В., Остапенко А.Л. и др. Эффективность использования тепла слябов предшествующих переделов на листопрокатных станах // Сталь. — 1990. №6.-С. 100-103.

23. Шульц Л.А. Элементы безотходной технологии в металлургии: Учеб. пособие для вузов. -М.: Металлургия, 1991. 174 с.

24. Егоричев А.П. Повышение эффективности использования энергоресурсов в чёрной металлургии // Промышленная энергетика. 1984. №7. — С. 2 — 4.

25. Никифоров Г.В., Олейников В.К., Заславец Б.И. Энергосбережение и управление энергопотреблением в металлургическом производстве. — М.: Энергоатомиздат, 2003. 480 с.

26. Ключников А.Д. Концепция интенсивного энергосбережения как база формирования энергоматериалосберегающих и экологически безопасных моделей теплотехнологических систем будущего П Вестник МЭИ, 1996. №1. С. 33 -36.

27. Ключников А.Д. Интенсивное энергосбережение: предпосылки, методы, следствия // Теплоэнергетика, № 1, 1994. С. 12 - 16.

28. Ключников А.Д. Критерии энергетической эффективности и резерва энергосбережения теплотехнологических установок, систем и комплексов. — М.: Издательство МЭИ, 1996. 38 с.

29. Ключников А.Д. Интенсивное энергосбережение как база разработки моделей теплотехнического комплекса черной металлургии / Изв. ВУЗ, Черная металлургия, 1999, №2. С. 61-63.

30. Авторское свидетельство № 1724706 "Устройство для терообработки длинномерных изделий", авторы: Ключников А.Д. и др., приоритет изобретения от 5 января 1990 г.

31. Кудрин В.А. Металлургия стали: Учебник для вузов. — 2-е изд., пере-раб. и доп. М.: Металлургия, 1989. - 560 с.

32. Девятов Д.Х. Оптимальное управление тепловой обработкой в непрерывной разливке стали: Монография / МГМА. Магнитогорск, 1998. - 128 е.: ил.

33. Степанов А.Н., Зильберг Ю.В., Неустроев A.A. Производство листа из расплава. -М.: Металлургия, 1978. — 160 с.

34. Данченко В.Н. Проблемы теории и технологии производства стального проката // Сталь, 2000. № 8. С. 31-36.

35. Уманский В.И. Установки непрерывной разливки в капиталистических странах. М., 1963. - 36 с.

36. Хендрикс К. Технология непрерывного литья полосы революция в черной металлургии?: Пер. с нем. // Черные металлы. 1995, окт. - С. 38-45.

37. Прямое литье полосы на опытно-промышленной установке "MYOSOTIS": Пер. с нем. / Р.В. Симон, Д. Зенк, К Мёллерс и др. // Черные металлы. 1997, окт.-С. 10-14.

38. Тонкослябовые литейно-прокатные агрегаты для производства стальных полос: Учеб. пособие / В.М. Салганик, И.Г. Гун, A.C. Карандаев, А. А. Ра-дионов. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003 - 506 е.: ил.

39. Германн Э. Непрерывное литьё: Справочное издание. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по чёрной и цветной металлургии, 1961. - 814 с.

40. Бигеев A.M. Непрерывные сталеплавильные процессы. — М.: Металлургия, 1986. -136 с.

41. Семененко H.A. Вторичные энергоресурсы промышленности и энерготехнологическое комбинирование. М: Энергия, 1968. - 196 с.

42. Бигеев A.M. Математическое описание и расчёты сталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1982. - 160 с.

43. Строгонов К.В. Теплота жидкой стали как источник высокопотенциальной энергии // Теплотехника и теплоэнергетика в металлургии: Тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. — Магнитогорск: МГТУ, 2000. с. 27.

44. Картавцев C.B. Энергосбережение в черной металлургии: концептуальные подходы // Теплотехника и теплоэнергетика в металлургии: Сб. науч. тр. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 1999. - С. 20-27.

45. Энергосбережение. Введение в проблему: Учебное пособие для учащихся общеобразовательных и средних профессиональных учреждений / Н.И. Данилов, А.И. Евпланов, В.Ю. Михайлов, Я.М. Щёлоков — Екатеринбург: Изд. Сократ, 2001.-208 е.; ил.

46. Картавцев C.B., Нешпоренко Е.Г. Расчет энергоемкости металлургической продукции: Методические указания. Магнитогорск: МГТУ, 2003. 21 с.

47. Бигеев A.M., Бигеев В.А. Металлургия стали: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - Магнитогорск: МГТУ, 2000. — 544 с.

48. Егоров A.B. Электроплавильные печи черной металлургии. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1985. - 280 с.

49. Гуляев А.П. Металловедение: Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. — 544 с.

50. Сталеплавильное производство: Справочник. Т. 1 / Под общ. ред. чл.-корр. АН ССР A.M. Самарина. М.: Металлургия, 1964.

51. Вегман Е.Ф. Краткий справочник доменщика. М.: Металлургия, 1981. - 240 с.

52. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981. - 416 е.; ил.

53. Чечёткин A.B. Высокотемпературные теплоносители: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.; - Л.: Госэнергоиздат, 1962. — 424 с. с черт.

54. Теплотехнический справочник / Под общ. ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева в 2 т., Т. 2.2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1976. — 896 е.; ил.

55. Филиппов Л.П. Измерение тепловых свойств твёрдых и жидких материалов при высоких температурах. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1967, 325 с.

56. Андронов В .Hi, Чекин Б.В., Нестеренко C.B. Жидкие металлы и шлаки: Справочник. — М.: Металлургия, 1977. 128 с.

57. Свойства лития. М.: Металлургиздат. 1963. - С. 116.

58. Алюминий: Свойства и физическое металловедение: Справ, изд. Пер. с англ. / Под ред. Хэтча Дж. Е. М.: Металлургия, 1989. - 422 с.

59. Чиркин B.C. Теплопроводность промышленных материалов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машгиз, 1962. - 247 с.

60. Жидкометаллические теплоносители / В.М. Боришанский, СС. Кутате-ладзе, И.И. Новиков, С.С. Федынский. -М.: Атомиздат, 1967.

61. Доронин Н.И. Кальций. М.: Госатомиздат. 1963. - 191 с.

62. Каганович С.Я., Иванов Г.П. Производство и применение висмута в капиталистических странах. — М.: Металлургия — 1963.

63. Кривандин В.А., Егоров A.B. Тепловая работа и конструкции печей чёрной металлургии: Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1989. - 462 с.

64. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа: Справ, изд. / O.A. Банных, П.Б. Будберг, С.П. Алисова и др. М.: Металлургия, 1986. - 440 с.

65. Рассохин Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 384 с.

66. Строгонов К.В., Картавцев C.B. К выбору энергоносителя для энергосберегающей разливки и охлаждения стали // Наука и производство / приложение к журналу «Энергетика региона», 2001, № 4. С. 5 - 7.

67. Скворцов A.A., Акименко А.Д. Теплопередача и затвердевание стали в установках непрерывной разливки. — М.: Металлургия, 1966.

68. Самойлович Ю.А. Формирование слитка. — М.: Металлургия. 1977. — 159 с.

69. Михеев M.А., Михеева И.М., Основы теплопередачи. Изд. 2-е, стереотип. — М.: Энергия, 1977. 344 с.

70. Сладкоштеев В.Т. Качество стали при непрерывной разливке. — М.: Металлургия, 1964. 174 с.

71. Хеффкен Э. Производство тонкой литой полосы с размерами, близкими к конечным: Пер. с нем. // Черные металлы, 1994, февр. С. 3-11.

72. Новое в литейном производстве / Под ред. A.A. Рыжикова. — Горький, 1959. Т. 15, Вып. 6. 1959. 134 с.

73. Строгонов К.В., Картавцев C.B. Обоснования выбора схемы энергосберегающей непрерывной скоростной разливки // Энергосбережение, теплоэнергетика и металлургическая теплотехника: Сб. науч. тр. / Под ред. Б.К. Сеничкина. Магнитогрск: МГТУ, 2003. С. 92-97.

74. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия: Учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1998. — 768 с.

75. Флеминге M. Процессы затвердевания. Пер. с англ. М.: Мир, 1977. -424 с.

76. Петухов Б.С. Теплообмен в движущейся однофазной среде. Ламинарный пограничный слой: Монография. М.: Издательство МЭИ, 1993. — 352 е.; ил.

77. Журавлёв В.А. К теории формирования непрерывного слитка // Непрерывная разливка стали. М., Металлургия, 1974. №2. — С. 29.

78. Журавлёв В.А., Китаев Е.М. Теплофизика формирования непрерывного слитка. — М. : Металлургия, 1974. 216 с.

79. Карташёв Э.М., Любов В.И. Аналитические методы решения краевых задач уравнения теплопроводности с движущимися границами // Известия АН СССР, Энергетика и транспорт. 1974. №6. - С. 83-112.

80. Чалмерс Б. Теория затвердевания. Пер. с англ. Алексеева В.А. — М.: Металлургия, 1968. 286 с.

81. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник Кн. 4. Теплоэнергетика и теплотехника / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. 2-е изд., перераб. - М:: Энергоатомиздат, 1991. - 588 е.; ил.

82. Теория двухфазной зоны и её применение к задачам непрерывного слитка / В.Т. Борисов, И.Н. Голиков, А.И. Манохон, P.A. Уразаев // Непрерывная разливка стали. М.: Металлургия, 1974. №2. - С. 5.

83. Оптимальное управление нагревом металла в камерных и нагревательных печах: Монография / Д.Х. Девятов, В.М. Дубинин, В.М. Рябков, М.В. Бушманова, А.Б. Белявский. Магнитогорск: МГТУ, 2000. - 241 с.

84. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. 2-е изд., стереотип. М.: Энергия, 1977. - 344 с.

85. Ячиков И.М., Логунова О.С., Портнова И.В. Математическое моделирование теплофизических процессов (+дискета): Учебное пособие. Магнитогорск, МГТУ, 2004. 175 с.

86. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа, 1963. — 254 с.

87. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник. Кн. 2. Теплоэнергетика и теплотехника / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. 2-е изд., перераб. -М.: Энергоиздат, 1988. - 560 е.; ил.

88. Справочник металлурга по цветным металлам: Справочник / Под ред. H.H. Мурача. 2-е изд. исправ. и доп. М.: Металлургиздат, 1953.

89. Чиркин B.C. Теплофизические свойства материалов: Справочник. — М.: Госуд. изд-во физико-математической литературы, 1959.

90. Картавцев C.B., Строганов К.В. Интенсивное энергосбережение в сталелитейных процессах // Энергосбережение — теория и практика: Труды первой Всероссийской школы-семинара молодых учёных и специалистов. — М.: Издательство МЭИ, 2002. 275 е., ил.

91. Жидкометаллические теплоносители: Пер. с англ. / Под ред. А.Е. Шейдлина. М., 1958. - 358 с.

92. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1978. — 360 с.

93. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. - 624 с.

94. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. — 5-е изд., перераб. — М.: Энергоиздат, 1982. 360 е.; ил.

95. ГОСТ 3618-82. Турбины паровые стационарные для привода электрических генераторов. -М.: Изд-во стандартов, 1982.

96. Маргулова Т.Х. Расчёт и проектирование парогенераторов атомных электростанций: Учеб. пособие для вузов, M.;-JI.: Госэнергоиздат, 1961. - 144 е.; с черт.

97. Строгонов К.В. Энергосберегающий способ непрерывной разливки металлов // Энергосбережение теория и практика: Труды второй Всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - С. 205-206.

98. Новаторские технологии производства полосового металла // АО «Чер-метинформация», «Новости чёрной металлургии за рубежом». № 5. — С. 23-29.

99. Данченко В.Н. Проблемы теории и технологии производства стального проката // Сталь. 2000. - № 8. - С. 31-36.

100. Дюдкин Д.А. Технологические и конструктивные аспекты новых МНЛЗ // Сталь. 2002. - № 2. - С. 21-26.

101. Лукьянов С.И. Электропривод тянуще-правильного устройства МНЛЗ: Монография. — Магнитогорск: МГТУ, 2002. 100 с.