2023, Выпуск 4

EDN: OHSRSI

Авторы

Коновалов М.А., Ульянов В.В., Кошелев М.М., Кремлёва В.С., Харчук С.Е.

Организация

АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия

Коновалов М.А. – младший научный сотрудник. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-45-70; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в браузере должен быть включен Javascript..
Ульянов В.В. – начальник лаборатории, кандидат технических наук.
Кошелев М.М. – заместитель начальника лаборатории.
Кремлёва В.С. – инженер-исследователь.
Харчук С.Е. – научный сотрудник.

Аннотация

Сталелитейное производство – один из существенных потребителей электричества в нашей стране, где активно внедряются энергоэффективные технологии. При розливе стали повсеместно используются машины непрерывного литья заготовок, в которых сталь непрерывно заливается в охлаждаемую водой форму, также называемой кристаллизатором.
Количество тепловой энергии, отводимой при охлаждении стали в кристаллизаторах, вполне может позволить сократить затраты электроэнергии при производстве стали до 40 %.
Одним из способов сокращения потерь тепла в кристаллизаторе является утилизация отводимого тепла в электроэнергию и её дальнейшее использование. Это возможно при выполнении следующих условий: применение в качестве хладагента жидкого металла, повышение температуры в охлаждающем контуре кристаллизатора, реализация паросилового цикла. При этом наилучшим способом охлаждения затвердевающей стали в кристаллизаторе является эвтектический сплав свинца с висмутом по совокупности характеристик: температурный режим работы и особенности эксплуатации установки; теплофизические свойства; пожаробезопасность; опыт применения; цена. С учетом различия в типе хладагента и повышения температуры в охлаждающем контуре авторами проанализирована эффективность работы кристаллизатора при различных хладагентах (вода, сплав свинца с висмутом).
В статье представлены результаты расчетного моделирования кристаллизатора с использованием вычислительного модуля chtMultiRegionFOAM со встроенной опцией solidificationMeltingSource CFD кода OpenFOAM. В качестве формы охлаждающего канала кристаллизатора рассматривался щелевой зазор.

Ключевые слова
машины непрерывного литья заготовок, теплопередача, кристаллизатор стали, расчетное моделирование, форма канала, сокращение потерь, свинцово-висмутовый теплоноситель

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 669.045

Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2023, № 4, c. 203–207