Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия:

В. И. Матюхин, старший научный сотрудник, доцент каф. теплофизики и информатики в металлургии, эл. почта: matyhin53@mail.ru
Ю. Г. Ярошенко, профессор каф. теплофизики и информатики в металлургии, эл. почта: yury-y@planet-a.ru
О. В. Матюхин, доцент каф. теплофизики и информатики в металлургии, эл. почта: matyhin53@mail.ru

ООО «Медногорский медно-серный комбинат», Медногорск, Россия:
К. В. Булатов, генеральный директор

В современных условиях наиболее энергоэффективным и наименее затратным направлением улучшения технико-экономических показателей работы шахтных печей, предназначенных для выплавки медного штейна, является реконструкция системы подачи воздуха. С использованием результатов математического и физического моделирования обоснованы условия реконструкции шахтной печи для улучшения распределения газов в рабочем пространстве при изменении конструкции кольцевого воздушного коллектора и фурм. Сравнительный анализ данных материального и теплового балансов печи до и после реконструкции показал увеличение общей производительности по загружаемым материалам на 23,11 %. Обращает на себя внимание снижение удельного расхода шихты, сокращение выхода газов за счет более эффективного использования дутья и значительное уменьшение выноса пыли. При этом тепловой КПД агрегата увеличился с 40,78 до 43,42 % за счет более эффективного использования тепловой энергии горения твердого топлива, что подтверждается уменьшением его расхода на 17,16 %. Экспериментально установлено, что эти изменения связаны с увеличением интенсивности тепломассообменных процессов по всему горизонтальному сечению слоя при улучшении равномерности распределения воздушного дутья. При этом интенсивность теплообмена в первой зоне печи увеличилась при уменьшении отношения теплоемкостей шихты и газа W_ш/W_г на 3,77 % с повышением температуры отходящих газов с 326 до 391 ^оС. Во второй зоне отношение W_ш/W_г снижается на 23,08 % с увеличением средней температуры отходящих газов с 326,5 до 402 ^оС. В третьей зоне отношение W_ш/W_г сокращается на 25,71 % с повышением средней температуры отходящих газов с 288 до 384 ^оС. Следующим этапом совершенствования технико-экономических и экологических показателей работы шахтной плавильной печи может стать техническое решение, связанное с улучшением качества подготовки сырья за счет увеличения доли крупной фракции в шихте.

Окончание. Начало см. «Цветные металлы» № 5 за 2016 г., с. 33–37.

1. Матюхин В. И., Ярошенко Ю. Г., Матюхин О. В., Булатов К. В. Совершенствование тепловой работы шахтных печей при реконструкции воздухоподачи. Часть 1 // Цветные металлы. 2016. № 5. С. 33–37. DOI: 10.17580/tsm.2016.05.05
2. Максимов Е. В., Фиалков Б. С. Термохимическая обработка сыпучих материалов. — Алма-Ата : Наука, 1986. — 176 с.

3. Dong H., Feng J.-S., Li P., Cai J.-J. Numerical simulation on gas flow affected by constructional parameters of pelletizing shaft furnaces // Dongbei Daxue Xuebao/Journal of Northeastern University. 2013. Vol. 34, No. 7. P. 980–984.
4. Tatsuya Kon, Shungo Natsui, Shigeru Ueda, Ryo Inoue, Seiji Enoeda, Tatsuro Ariyama. Analysis of the burden descending behavior in an enlarged shaft furnace for ferro-coke production by DEM // Tetsu-To-Hagane/Journal of the Iron and Steel Institute of Japan. 2014. Vol. 100, No. 5. P. 593–600.
5. Гордон Я. М., Максимов Е. В., Швыдкий В. С. Механика движения материалов и газов в шахтных печах. — Алма-Ата : Наука, 1989. — 144 с.
6. Селянин И. Ф., Феоктистов А. В., Бедарев С. А. Теория и практика интенсификации технологического процесса в шахтных печах малого диаметра. — М. : Теплотехник, 2010. — 378 с.
7. Гордон Я. М., Боковиков Б. А., Швыдкий В. С., Ярошенко Ю. Г. Тепловая работа шахтных печей и агрегатов с плотным слоем. — М. : Металлургия, 1989. — 120 с.
8. Губинский В. И., Тимошпольский В. И., Ольшанский В. М. и др. Металлургические печи. Теория и расчет. В 2 т. Т. 1. — Минск : Беларуская навука, 2007. — 596 с.
9. Zongliang Zhang, Jiale Meng, Lei Guo, Zhancheng Guo. Numerical Study of the Gas Distribution in an Oxygen Blast Furnace. Part 2: Effects of the Design and Operating Parameters // The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society. 2015. Vol. 67, No. 9. P. 1945–1955.
10. Iwai Y., Ishiwata N., Murai R., Matsuno H. Shaft furnace simulation by mathematical model considering coke gasification rate in high temperature // Tetsu-To-Hagane/Journal of the Iron and Steel Institute of Japan. 2015. Vol. 101, No. 8. P. 416–421.
11. Матюхин В. И., Ярошенко Ю. Г., Матюхин О. В., Паньшин А. М., Коновалов И. С. Использование энергии акустического поля для улучшения показателей работы шахтных печей // Цветные металлы. 2013. № 8. С. 64–70.
12. Матюхин В. И., Матюхина А. В. Расчет и проектирование ваграночного комплекса плавки чугуна. — Екатеринбург : УФГАУ ВПО «Уральский федеральный университет имени Б. Н. Ельцина», 2015. — 359 с.
13. Меркер Э. Э., Карпенко Г. А., Тынников И. М. Энергосбережение в промышленности и эксергический анализ технологических процессов. — Старый Оскол : ТНТ, 2010. — 316 с.