Исследование теплообмена в кристаллизаторе и зоне вторичного охлаждения машин непрерывного литья заготовок методом теплового баланса

На рисунке 12 показана зависимость суммарного теплового потока, Q_рол от номера ролика (пары роликов). Из рисунка 12 следует, что начина с i = 59 (т.е. на выходе из бункера ЗВО) зависимость Q_рол от номера ролика является практически линейной. Поскольку при i = 58 величина Q_рол 5250 кВт, а начиная с i = 59 каждая пара роликов отводит в среднем Q_рол(i) 136,5 кВт, то величину Q_рол при i> 58 можно описать приближенным выражением:

(3.3)

При i = 92 суммарный тепловой поток, отведенный роликами в МНЛЗ при скорости разливки v = 1,2 м/мин, равен Q_рол 9835 кВт. Аналогичные исследования, проведенные при других скоростях разливки показали, что тепловые потоки Q_рол(i) и Q_рол незначительно зависят от скорости разливки. Так, суммарный тепловой поток, отведенный от того же сляба в МНЛЗ при скорости разливки v = 0,19 м/мин составил Q_рол 9723 кВт, а при стационарной скорости v = 0,89 м/мин Q_рол 9915 кВт. Таким образом, суммарный тепловой поток Q_рол при скорости v = 0,89 м/мин на 0,8% превышает величину Q_рол при скорости v = 1,2 м/мин, и на 1,9% превышает величину Q_рол при скорости v = 0,19 м/мин. Следовательно, зависимостью величины Q_рол от скорости можно пренебречь.

Рисунок 12 - Зависимость Q_рол(i).

Поскольку тепловые потоки Q_рол(i) и Q_рол зависят от периметра разливаемого сляба, который в рассмотренном примере составлял P = 2,66, то вместо формулы (3.3) можно предложить более общую формулу:

(3.4)

Полный суммарный тепловой поток (при i = 92) отводимый в МНЛЗ данного типа получается равным

(3.5)

Формулы (3.4) и (3.5) можно считать оценочными, поскольку величины Q_рол(i) и Q_рол зависят также от температуры поверхности сляба в ЗВО, которая определяется режимом охлаждения, зависящим от марки стали, и может изменяться в диапазоне 9001100С.

3.2 Определение теплоты, отводимой ПВС и неиспарившейся водой

Зона вторичного охлаждения (ЗВО) МНЛЗ состоит из 9-ти зон, в которых отдельно регулируются расходы воды на форсунки. В зонах №1, 2 применяется водяное охлаждение широкой грани сляба, в зонах №3 ч 9 - водовоздушное. Кроме того, в зоне №1 применяется водовоздушное охлаждение узкой грани сляба (торцевое охлаждение).

Для измерения температуры ПВС t_пв, давления р_пв, и скорости ПВС w_пв в паровоздуховоде делалась специальная врезка. Температура t_пв измерялась ртутным термометром с погрешностью 0,2С, разряжение ПВС р_пв - водяным стеклянным манометром с погрешностью 50 Па; средняя скорость w_пв - трубкой Пито, с относительной погрешностью 3%. По скорости w_пв определялся объемный расход ПВС V_пв с относительной погрешностью 3%. Температура воздуха в цехе t_возд определялась ртутным термометром с погрешностью 1С. Расходы и температура воды на охлаждающие форсунки G_вод и t_вод регистрируются контрольно-измерительной аппаратурой АСУ МНЛЗ. Погрешность измерения объемных расходов воды G_вод не превышает 2%; погрешность измерения температуры воды t_вод - 0,1С. Температура воды на сливе t_сл определялась на выходе из бункера ртутным термометром с погрешностью 0,5С.

При проведении измерений (опыт №1) на МНЛЗ №3 (5-й ручей) конвертерного производства ЧерМК при разливке стального сляба шириной 1450 мм и толщиной 250 мм были получены экспериментальные данные:

- скорость разливки v = 1,34 м/мин;

- температура окружающего воздуха в цехе t_возд = 14°С;

- температура воды, подаваемой на форсунки, t_вод = 26,1°С;

- температура неиспарившейся воды на сливе в зонах с водовоздушным охлаждением t_н = 100°С;

- температура потока сливающейся воды на выходе из бункера ЗВО t_сл = 87°С;

- расход ПВС V_пв = 110040 м³/ч = 30,57 м³/с;

- температура ПВС t_пв = 61,8°С;

- давление ПВС р_пв = 736,2 мм рт. ст. = 97914,6 Па;

-суммарный расход охлаждающей воды на зоны с водяным и водовоздушным охлаждением G_вод = 58,17 м³/ч = 16,11 кг/с.

Пересчет расхода воды из м³/ч в кг/с производился по формуле:

В результате расчетов по формулам, приведенным в п. 2.2-2.4, получены следующие данные:

- паросодержание в ПВС d_п = 0,182 кг/кг;

- расход пара в ПВС G_п = 4,26 кг/c;

- отношение расхода воздуха G_воздк расходу пара G_п равно в = 5,06 кг/кг;

- расход воздуха в ПВС равен G_возд = 21,55 кг/c;

- расход пара на выходе из ЗВО G_п0 = 4,63 кг/с;

- средний коэффициент выхода пара в ЗВО,, составил х_п = 0,287;

- расход воды, сливающейся со сляба: кг/с.

На криволинейной слябовой МНЛЗ №3 (ручей 5) было проведено еще два аналогичных опыта по исследованию теплового баланса бункера ЗВО при скоростях разливки 1,08 м/мин и 0,97 м/мин. Сечение сляба, как и в первом опыте, составляло 1450250 мм²; объемный расход ПВС, удаляемой из бункера ЗВО, не изменился: V_пв = 110040 м³/ч = 30,57 м³/с. Расходы воды в отдельных секциях G_i, м³/ч, для трех значений скоростей разливки приведены в таблице 1.

Таблица 1

Расходы воды в секциях ЗВО при разных скоростях разливки

№ зоны	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Gi , м3/ч (v = 1,34)	7,61	8,49	7,37	6,63	5,47	6,23	6,04	5,27	5,06
Gi , м3/ч (v = 1,08)	7,63	8,16	7,18	5,79	4,63	5,11	4,93	4,53	4,16
Gi,м3/ч(v = 0,97)	6,99	7,89	6,27	5,16	5,01	4,03	4,21	4,34	3,92

В опыте №2 на МНЛЗ №3 (5-й ручей) при разливке стального сляба шириной 1450 мм и толщиной 250 мм при скорости разливки 1,08 м/мин были получены экспериментальные данные:

- температура воздуха в цехе t_возд = 14°С;

-температура воды на форсунки t_вод = 23,7°С;

- температура воды на сливе t_сл = 89°С;

- расход ПВС V_пв = 110040 м³/ч = 30,56 м³/с;

- температура ПВС t_пв = 57,6°С;

- давление ПВС р_пв = 725,1 мм рт. ст. = 96442 Па;

- суммарный расход охлаждающей воды на зоны с водяным водовоздушным охлаждением G_вод = 52,12 м³/ч = 14,43 кг/с.

В результате расчетов по данным 2-ого опыта получены данные:

- паросодержание в ПВС d_п = 0,140 кг/кг;

- расход пара в ПВС G_п = 3,59 кг/c;

- отношение расхода воздуха G_возд к расходу пара G_п равно в = 6,41 кг/кг;

- расход пара на выходе из ЗВО G_п0 = 4,01 кг/с;

- средний коэффициент выхода пара в ЗВО х_п = 0,278;

При проведении опыта №3 на МНЛЗ №3 (5-й ручей) при разливке стального сляба шириной 1450 мм и толщиной 250 мм при скорости разливки 0,97 м/мин были получены экспериментальные данные:

- температура окружающего воздуха в цехе t_возд = 5°С;

- температура воды на форсунки t_вод = 22,6°С;

- температура воды на сливе t_сл = 91°С;

- расход ПВС V_пв = 110040 м³/ч = 30,56 м³/с;

- температура ПВС t_пв = 54,3°С;

- давление ПВС р_пв = 731,2 мм рт. ст. = 97250 Па;

- суммарный расход охлаждающей воды на зоны с водяным и водовоздушным охлаждением G_вод = 47,82 м³/ч = 13,24 кг/с.

В результате расчетов по данным 3-ого опыта получены данные:

- паросодержание в ПВС d_п = 0,116 кг/кг;

- расход пара в ПВС G_п = 3,15 кг/c;

- отношение расхода воздуха G_возд к расходу пара G_п равно в = 7,50 кг/кг;

- расход пара на выходе из ЗВО G_п0 = 3,61 кг/с;

- средний коэффициент выхода пара из ЗВО х_п = 0,272.

Полученные экспериментальные и расчетные данные по всем трем опытам приведены в таблице 2.

Как следует из таблицы 2, выход пара из ЗВО при разных скоростях разливки получился существенно различным: в первом опыте G_п0 = 4,63 кг/с; во втором опыте G_п0 = 4,01 кг/с; в третьем опыте G_п0 = 3,61 кг/с. Средний коэффициент выхода пара в ЗВО (x_п = G_п0/G_вод) при различных скоростях разливки также получился несколько разным: в первом опыте х_п = 0,287; в опыте №2 х_п = 0,278; в опыте №3 х_п = 0,272. Это объясняется тем, что этот коэффициент определялся с учетом всех зон - с водяными и водовоздушными форсунками.

Таблица 2

Параметр	Опыт 1	Опыт 2	Опыт 3
v,м/мин	1,34	1,08	0,97
Vпв,м3/с;	30,56	30,56	30,56
tвозд, °C	14	14	5
tвод, °C	26,1	23,7	22,6
tсл, °C	87	89	91
tпв,°C	61,8	57,6	54,3
рпв, Па	97914,6	96442	97250
Gвод, м3/ч (кг/с)	58,2 (16,1)	52,1 (14,4)	47,8 (13,3)
Gп0, кг/с	4,63	4,01	3,61
xп	0,287	0,278	0,272

Воспользуемся уравнением материального баланса:

(3.6)

Где суммарные расходы в зонах с водяным и водовоздушным охлаждением;

, коэффициенты выхода пара для секций с водяными и водовоздушными форсунками.

Составляя уравнение (3.6) для двух опытов, и считая величины и постоянными, получим систему из двух уравнений с двумя неизвестными величинами и .

В результате решения системы уравнений, составленных по данным опытов 1 и 2, приведенных в таблице 1 и 2, получились следующие данные: ; ; по данным опытов 1 и 3 получилось: ; ; на основе 2 и 3 опытов ;.

Таким образом, в проведенных опытах коэффициент выхода пара в секциях с водяными форсунками находится в диапазоне: ; коэффициент выхода пара в секциях с водовоздушными форсунками находится в диапазоне: .

Отметим, что коэффициенты выхода пара существенно зависят от температуры воды t_вод, подаваемой на форсунки (чем меньше температура t_вод, тем меньше коэффициент выхода пара х_п). Если ввести коэффициент

, (3.7)

гдеr = 2257 кДж/кг; с_в = 4,19 кДж/(кгК); t_н 100С, то с учетом температуры охлаждающей воды t_вод, которая в трех опытах была различной (t_вод = 26,1; 23,7; 22,6 С) величина x_пар получается практически одинаковой для всех трех опытов. Для секций с водяными форсунками ; для секций с водовоздушным охлаждением величина .

На основе формулы (3.7) можно предложить выражения для расчета идля различных температур воды t_вод:

(3.8а)

(3.8б)

Зная коэффициенты иможно рассчитать суммарный выход пара, кг/с, на выходе из ЗВО по выражению

(3.9)

Где суммарные расходы в зонах с водяным и водовоздушным охлаждением, кг/с, определяемые по данным, регистрируемым в АСУ МНЛЗ.

После этого, по выражению (2.5) определяется тепловой поток Q_ПВС, кВт, отводимый ПВС:

(3.10)

Таким образом, тепловой поток Q_ПВС, отводимый ПВС, значительно зависит от скорости разливки, т.к. расходы воды на форсунки регулируются в зависимости от скорости разливки. В таблице 3 приведены расходы воды на форсунки в отдельных секциях ЗВО, включая так называемый «подбой» - зазор между нижней частью кристаллизатора и первым роликом, и «торцы» узкие грани сляба в первой секции, в зависимости от ширины разливаемого сляба и текущего значения скорости разливки. В табл. 3 приведены значения суммарных расходов в данной секции - по малому и большому радиусу МНЛЗ.

По данным таблицы 3 можно получить зависимость суммарных расходов воды в зонах с водяным и водовоздушным охлаждением от скорости разливки v. Для сляба шириной 1450 мм такая зависимость приведена на рисунке 13. Хотя для каждой секции расход воды изменяются линейно от скорости разливки, но так как включение расходов воды в разных секциях происходит при разных значениях скорости разливки (см. таблицу 3), то суммарные расходы изменяются нелинейно от v.

Таблица 3

Расходы воды на форсунки в секциях ЗВО

v, м/мин	Ширина сляба, мм	Расход воды по зонам вторичного охлаждения, м3/ч
		Водяное охлаждение	Водовоздушное охлаждение
		Торцы	Подбой	2	3	4	5	6	7	8	9
0,2	1000-1290 1300-1600 1601-1850	0,8	1,4	5	2,25
				6,3	3,05
				7,2	4,05
0,4	1000-1290 1300-1600 1601-1850	0,8	1,8	6,2	3,15	2,6
				7,5	4,05	2,8
				8,4	4,95	3
0,6	1000-1290 1300-1600 1601-1850	1,2	2,2	7,4	4,95	3,8	3	2,7
				8,7	5,85	4	3,2	2,9
				9,6	6,75	4,2	3,4	3,1
0,8	1000-1290 1300-1600 1601-1850	1,6	2,6	8,6	6,75	5	3,8	3,5	3,3	2,8
				9,9	7,65	5,2	4	3,7	3,5	3,1
				10,8	8,55	5,4	4,2	3,9	3,7	3,4
1	1000-1290 1300-1600 1601-1850	2	3	9,8	8,55	6,2	4,6	4,3	4,1	4	2,5
				11,5	9,45	6,4	4,8	4,5	4,3	4,3	2,8
				12,0	10,35	6,6	5	4,7	4,5	4,6	3,1
1,1	1000-1290 1300-1600 1601-1850	2,2	3,2	10,4	9,45	7,8	5	4,7	4,5	4,6	2,9
				12,1	10,35	8	5,2	4,9	4,7	4,9	3,2
				12,6	11,25	7,8	5,4	5,1	4,9	5,2	3,5
1,2	1000-1290 1300-1600 1601-1850	2,4	3,4	11,0	10,35	7,4	5,4	5,1	4,9	5	3,3
				12,1	11,2	8,6	5,6	5,3	5,1	5,3	3,6
				12,6	12,21	9	5,8	5,5	5,3	5,6	3,9

С помощью формул (3.8)(3.10) и данных, приведенных на рисунке 13 можно рассчитать зависимость теплового потока Q_ПВС, отводимого ПВС, от скорости разливки. Расчетная зависимость Q_ПВС от скорости разливки v для сляба сечением 1450250 мм показана на рисунке 14.

Рисунок 13 - Суммарные расходы воды на водяные и водовоздушные форсунки

Рисунок 14 - Зависимость Q_ПВС (v)

Из рисунка 14 следует, что при увеличении скорости разливки тепловой поток Q_ПВС значительно возрастает.

Рассмотрим теперь, какое количество теплоты отводится с неиспарившейся водой, сливающейся с поверхности сляба. Формулу (2.7), по которой определяется тепловой поток Q_сл, можно записать в виде:

(3.11)

Где , расходы сливающейся воды в секциях с водяным и водовоздушным форсуночным охлаждением; ;

температура сливающейся воды в секциях с водяным охлаждением, причем ; t_н 100С температура насыщения, равная температуре сливающейся воды в секциях с водовоздушным охлаждением.

Экспериментально измерялась температура t_сл общего потока сливающейся воды. Расходы воды ,можно рассчитать по выражениям:

(3.12)

Где суммарные расходы воды в зонах с водяным и водовоздушным охлаждением.

Из выражения (3.11) можно определить температуру воды на сливе из зон с водяными форсунками:

(3.13)

На основе экспериментальных данных, описанных выше, по формуле (3.13) было получено, что температура находится в пределах 6575С. Приближенно можно считать

С помощью формул (3.8), (3.11), (3.12) и данных, приведенных на рисунке 13, можно рассчитать зависимость теплоты Q_сл, отведенной неиспарившееся водой, от скорости разливки. На рисунке 15 приведена зависимость Q_сл(v) для сляба сечением 1450250.

Из рисунка 15 следует, что при увеличении скорости разливки тепловой поток Q_сл значительно возрастает, причем характер зависимости Q_сл(v) такой же, как у зависимости Q_ПВС(v), однако по абсолютному значению величина Q_сл в несколько раз меньше величины Q_ПВС при той же скорости разливки. Например, при v = 1 м/мин Q_сл = 3458 кВт, а Q_ПВС = 13445 кВт.

Рисунок 15 - Зависимость Q_сл(v).

3.3 Тепловой баланс криволинейной МНЛЗ

Как следует из выражения (2.1), тепловой поток Q, поступающий в МНЛЗ с жидкой сталью, прямо пропорционален скорости разливки v, и площади сечения сляба F. Тепловой поток Q_кр, отводимый от сляба в кристаллизаторе, как следует из выражения (3.2), пропорционален корню квадратному из скорости разливки v, и прямо пропорционален периметру сляба P. Тепловой поток Q_рол, отводимый от сляба роликами, как следует из выражения (3.4), слабо зависит от скорости разливки, прямо пропорционален периметру сляба P и пропорционален числу роликов. Тепловой поток Q_ПВС, отводимый паровоздушной смесью, как следует из рис. 14, нелинейно возрастает с увеличением скорости v, и зависит от расходов воды, подаваемых из форсунок на поверхность сляба в ЗВО. Тепловой поток Q_сл, отводимый неиспарившейся водой, как следует из рис. 15, нелинейно возрастает с увеличением скорости v, и также зависит от расходов воды, подаваемых из форсунок. Тепловой поток Q_сляб, отводимый из МНЛЗ с физической теплотой сляба, определяется из выражения (2.2), где потери теплоты Q_пот = 0:

Где Q_охл - тепловой поток, отводимый в системе охлаждения МНЛЗ:

Введем относительные статьи теплового баланса, %:

Где Q_i - тепловые потоки: Q_кр, Q_рол, Q_ПВС, Q_сл, Q_сляб и Q_охл.

Следует отметить, что величины Q, Q_сляб, Q_охл прямо пропорциональны площади сечения сляба АВ, а величины Q_кр, Q_рол, Q_ПВС, Q_сл прямо пропорциональны периметру сляба 2(А+В). Т.к. для слябов ширина А намного больше толщины В, т.е. выполняется А >>В, то все статьи теплового баланса примерно пропорциональны ширине сляба А.

На рисунке 16 показаны расчетные зависимости величин q_i от скорости разливки v применительно к слябу сечением 1450250.

Из рисунка 16 следует, что с увеличением v увеличивается доля теплоты q_сляб, отводимой из МНЛЗ со слябом, и уменьшается доля теплоты q_охл, отводимой в системе охлаждения МНЛЗ. Доли теплоты, отводимые роликами q_рол и кристаллизатором q_кр монотонно уменьшаются с ростом скорости разливки. Доли теплоты, отводимые с ПВС q_ПВС и неиспарившейся водой q_сл с увеличением скорости, сначала возрастают, затем стабилизируются на примерно постоянных значениях.

Рисунок 16 - Зависимости q_i(v)

При скорости разливки v 0,5 м/мин величины q_сляб и q_охл примерно равны. На МНЛЗ в конвертерном производстве ЧерМК ОАО «Северсталь» применяются скорости разливки 0,81,35 м/мин. Так, при скорости 1,2 м/мин в системе охлаждения отводится около q_охл 37% теплоты жидкой стали, из них на кристаллизатор приходится q_кр 5%, на ролики q_рол 11%, на ПВС q_ПВС 17%, на неиспарившуюся воду q_сл 4%; с физической теплотой сляба, включающей потери тепла рассеянием, отводится q_сляб 63%.

В настоящее время теплота, отведенная от металла в пределах МНЛЗ, практически никак не используется и теряется в окружающей среде, несмотря на значительное количество этой теплоты. Так, на пяти слябовых криволинейных МНЛЗ ЧерМК ОАО «Северсталь» разливается примерно 10 млн. тонн стали в год; при числе часов в году, равном 8760 ч, средняя производительность этих МНЛЗ составит примерно G = 1140 т/ч, или 316 кг/с. При энтальпии жидкой стали h_ж 1300 кДж/кг с жидкой сталью в кристаллизаторы МНЛЗ поступает Q = Gh_ж = 410,8 МВт 1480 ГДж/ч. При средней скорости разливки 1 м/мин в системе охлаждения МНЛЗ отводится примерно 40% теплоты жидкой стали, т.е. Q_охл = 0,4Q 600 ГДж/ч. Эта цифра сравнима с количеством теплоты, отпускаемой из отопительных отборов турбин ТЭЦ-ПВС ЧерМК, где, например, в январе 2012 г. из отопительных отборов турбин отпускалось в среднем 725 ГДж/ч теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение металлургического комбината, и индустриальной части г. Череповца.

В кристаллизаторах и роликах МНЛЗ отводится примерно 20% теплоты жидкой стали, т.е. в среднем в течение года Q_кр + Q_рол = 0,2Q 300 ГДж/ч. В настоящее время эта теплота полностью теряется в градирне с водой, охлаждающей кристаллизаторы и ролики.

Выводы по главе 3

В данной главе проведено исследование теплового баланса криволинейной МНЛЗ в реальных условиях на действующей МНЛЗ №3 ЧерМК ОАО «Северсталь».

В ходе работы, в результате проведенных измерений (3 опыта) на МНЛЗ №3 были получены следующие экспериментальные данные: скорость разливки; температура окружающего воздуха в цехе; температура воды, подаваемой на форсунки; температура неиспарившейся воды на сливе в зонах с водовоздушным охлаждением; температура потока сливающейся воды на выходе из бункера ЗВО; расход, температура и давление ПВС; суммарный расход охлаждающей воды на зоны с водяным и водовоздушным охлаждением.

С учетом полученных данных были проведены расчеты следующих величин: паросодержание в ПВС; расход пара и воздуха в ПВС; отношение расхода воздуха к расходу пара; расход пара на выходе из ЗВО; средний коэффициент выхода пара в ЗВО; расход воды, сливающейся со сляба.

На основании экспериментальных данных и проделанных расчетов выявлено, что с увеличением скорости разливки увеличивается доля теплоты, отводимой из МНЛЗ со слябом, и уменьшается доля теплоты, отводимой в системе охлаждения МНЛЗ. Доли теплоты, отводимые роликами и кристаллизатором, монотонно уменьшаются с ростом скорости разливки. Доли теплоты, отводимые с ПВС и неиспарившейся водой, с увеличением скорости разливки сначала возрастают, затем стабилизируются на примерно постоянных значениях.

4. Экономическая часть

4.1 Технико-экономическое обоснование проекта

Реконструкция водооборотного цикла 5-ти клетевого стана предусматривается в рамках масштабного проекта - реконструкции всего 5-ти клетевого стана, проходящего в три этапа. Все мероприятия направлены на снижение затрат и аварийности работы стана и конечно же на увеличение его производительности (на 50 т/ч) и улучшения качества продукции.

Непосредственно строительство новой вентиляторной градирни и переход на раздельное водоснабжение позволит решить ряд проблем, таких как увеличение срока службы главных приводов электрических машин и увеличение скорости прокатки. Благодаря этому производительность 5-ти клетевого стана в среднем возрастет на 15 т/ч, что принесет дополнительный доход предприятию.

Также установка более современной вентиляторной градирни поможет вести охлаждение воды в оптимальном режиме и сократить потребление свежей технической воды, т.е. сэкономить на затратах на воду.

Таким образом, реконструкция водооборотного цикла 5-ти клетевого стана экономически выгодна производству.

3.2 Расчёт капитальных вложений

Капитальные вложения представляют собой сумму единовременных затрат, необходимую для изготовления, монтажа градирни и ввода ее в эксплуатацию. Они включают в себя: стоимость всех видов строительных работ и монтажа оборудования; стоимость технологического, энергетического, подъемно-транспортного и других видов оборудования, включая механизмы, инвентарь и инструменты; прочие капитальные работы и затраты.

В общем случае величина капитальных вложений в новое оборудование определяется по формуле:

К_н.о = Ц_н.о + З_тр + З_м + З_п, руб (4.1)

Где Ц_н.о - оптовая цена нового оборудования, изготовленного по проекту, руб;

З_тр - транспортные затраты, руб;

З_м - затраты на монтаж оборудования, руб;

З_п - затраты на пуско-наладочные работы, руб.

Полная стоимость вентиляторной градирни составляет 16000000 руб.

Затраты на транспортировку оборудования принимают равными 5-8% от стоимости оборудования:

З_тр = 16000000•0,08 = 1280000 руб.

Затраты на монтаж оборудования принимают равными 12-15% от стоимости оборудования:

З_м = 16000000•0,15 = 2400000 руб.

Затраты на монтаж трубопроводов составляют З_м = 1300000 руб.

Затраты на пуско-наладочные работы принимаются равными 10% от затрат на монтаж оборудования:

З_п = 2400000•0,1 = 240000 руб. - на монтаж градирни

З_п = 1300000• 0,1 = 130000 руб. - на монтаж трубопроводов

Таким образом, капитальные вложения в новую градирню будут равны:

К_н.о = 16000000+1280000+2400000+1300000+240000+130000 = 21350000

руб.

4.3 Расчёт эксплуатационных расходов

Эксплуатационные затраты (издержки) включают в себя: заработную плату обслуживающего персонала (Э_зап); амортизационные отчисления (Э_а); затраты на текущие и профилактические работы (Э_т); расходы на электроэнергию (Э_э); прочие расходы (Э_пр ).

Эксплуатация новой вентиляторной градирни будет производиться персоналом энергослужбы ЦСО-016, точно также как и башенной градирни.

Техническое обслуживание градирни, вывод ее в ремонт и из ремонта будет осуществляться оперативно-ремонтным персоналом энергослужбы ЦСО-016 совместно с электрослужбой ООО «Электроремонт». Текущий ремонт обеих градирен производиться ремонтным персоналом энергослужбы ЦСО-016. Таким образом, обслуживающий новую градирню персонал имеется и новых рабочих мест не требуется.

Амортизация - это плановый процесс накопления денежных средств для возмещения выбывших основных фондов на протяжении всего намеченного срока их функционирования. Амортизация позволяет ко времени полного износа основных фондов накопить достаточно денежных средств для их воспроизводства, предполагает перенос части стоимости основных фондов на вновь созданный продукт.

Амортизационные отчисления (Э_а) определяются по установленным нормами исходя из среднегодовой стоимости отдельных видов основных фондов.

Расчёт амортизации на полное восстановление и капитальный ремонт вентиляторной градирни производится по формуле:

(4.2)

Где Н_А = 9,3% - общая норма амортизационных отчислений от первоначальной стоимости основных фондов, где 8% ? на полное восстановление и 1,3% ? на капитальный ремонт.

К_Б = 16000000 руб. - балансовая стоимость основных фондов.

Годовые амортизационные отчисления на оборудование составляют:

Затраты на текущие и профилактические ремонты оборудования принимаются в размере 1% от балансовой стоимости:

Э_т = 16000000 · 0,01 = 1600000 руб./год.

Электроэнергия (Э_э) в данном случае затрачивается не только на подачу воды, как для башенных градирен, но и дополнительно на привод вентиляторов.

Стоимость электроэнергии на подачу воды насосом:

руб./год (4.3)

Где G_ж - расход воды, кг/с;

Н - полная высота подъема воды с учетом избыточного напора для работы разбрызгивающих устройств, м;

k - коэффициент запаса мощности (k = 1,11,25);

t₁ - число часов работы насосов в течении года (t₁ = 8760 ч);

Ц - цена 1 кВт•ч электроэнергии;

з_н - КПД насоса (из характеристики, з_н = 0,70,8);

n - количество рабочих насосов.

Расход воды на градирню G_ж = 5000 мі/ч = 1388 кг/с.

Стоимость 1 кВт•ч электроэнергии по данным ТЭЦ принимается равным Ц = 1,6 руб./ кВт•ч.

Для подачи необходимого количества воды задействовано 4 насоса марки Д1600-90, з_н = 0,8.

руб./год.

Для пяти насосов: руб./год.

Стоимость электроэнергии на привод вентилятора градирни:

руб./год (4.4)

Где G_в - подача воздуха вентилятора, мі/с;

Р - полное давление, развиваемое вентилятором, Па;

k - коэффициент запаса мощности (k = 1,11,25);

t₂ - число часов работы вентилятора в течение года (при трехсменной работе t₂ = 4000ч, при двухсменной t₂ = 2400 ч, при односменной t₂ = 1700 ч);

Ц - цена 1 кВт•ч электроэнергии;

з_в - КПД вентилятора (з_в = 0,650,8).

Берется вентилятор марки ВГ-50:

Подача воздуха вентилятора G_в = 603000 мі/ч = 168 мі/с

Полное давление, развиваемое данным вентилятором, равно Р = 150 Па

КПД вентилятора з_в = 0,75

руб./год.

Для четырех вентиляторов: руб./год.

Годовые эксплуатационные затраты составят:

Э_эк = 1488000 + 1600000+ (3433100+10321920) = 17701300 руб./год

Статья «прочие расходы» Э_пр учитывает следующие виды затрат: износ и ремонт малоценных и быстроизнашивающихся инструментов, приспособлений и хозяйственного инвентаря; расходы по технике безопасности и охране труда; услуги сторонних организаций и цехов предприятий; другие расходы.

При расчетах фактического экономического эффекта эти затраты определяются по накладным расходам конкретного предприятия. При ориентировочных расчетах Э_пр принимаются в размере 20% суммы амортизационных отчислений и заработной платы обслуживающего персонала или в размере 5-6% общей суммы эксплуатационных расходов без учета амортизационных отчислений.

Э_пр = (17701300-1488000)•0,05 = 810665 руб./год

Годовые эксплуатационные затраты составят:

Э_эк = 17701300 + 810665 = 18511965 руб./год

4.4 Расчёт годовой производительности градирен

Под производительностью любой градирни понимается количество охлажденной в ней воды в единицу времени.

Часовая производительность старой башенной градирни составляет 1800 мі/ч, а часовая производительность новой вентиляторной градирни значительно выше ? 5000 мі/ч.

При обосновании экономической эффективности за единицу времени для расчёта производительности градирни принимается год.

Годовая производительность оборудования Q, т, рассчитывается по формуле:

Q = q_чТ_эф, (4.5)

гдеq_ч - часовая производительность, т/ч;

Т_эф - эффективный фонд времени оборудования, ч.

Баланс рабочего времени обеих градирен представлен в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Баланс рабочего времени градирен

Наименование показателей	Башенная градирня	Вентиляторная градирня
	Дни	Часы	Дни	Часы
Календарный фонд времени	365	8760	210	5040
Планируемые остановы в работе и перерывы, праздничные дни по календарю	-	-	-	-
Номинальный (режимный) фонд рабочего времени	365	8760	210	5040
Остановки оборудования на ремонт
Капитальный ремонт	14	336	14	336
Текущий ремонт	4	96	4	96
Профилактические осмотры	3	72	3	72
Всего простой	21	504	21	504
Эффективный фонд времени
	344	8256	189	4536

Годовая производительность башенной градирни:

Q = 1800·8256 = 14860000 т

Годовая производительность вентиляторной градирни:

Q = 5000·4536 = 22680000 т

Получается, что годовая производительность новой градирни в 1,5 раза больше старой, даже не смотря на то, что она работает не весь год.

4.5 Определение экономической эффективности проекта

Определение экономической эффективности проектных разработок заключается в расчете срока окупаемости Т_р и коэффициента эффективности капиталовложений Е_р.

Экономическая эффективность данного проекта складывается из прибыли, полученной за счет увеличения производительности стана, и за счет экономии свежей технической воды.

Прибыль, полученная за счет увеличения объемов производства равна:

П = (Ц-С)·ДQ·Т , руб./год (4.6)

Где Ц - цена за тонну холодного проката, руб.;

С - себестоимость 1 тонны холодного проката;

ДQ - увеличение производительности стана, т/ч;

Т - эффективный фонд времени работы стана, ч.

Производительность 5-ти клетевого стана в результате увеличится с 215 т/ч до 230 т/ч, поэтому ДQ = 15 т/ч.

Средняя цена за тонну холодного проката равна Ц = 18 000 рублей.

Себестоимость продукции - стоимостная оценка используемых в процессе производства продукции природных ресурсов, сырья и прочих расходов.

Себестоимость 1 тонны проката складывается из расходов на ее получение. В таблице 4.2 приведены статьи расходов по производству холоднокатаного проката.

Таблица 4.2

Структура расходов на производство 1 тонны проката

Наименование статей расходов	Сумма, руб/тонна проката
Металл	13500
Электроэнергия	52,54
Прочая энергетика	37,01
Природный газ	16,72
Фонд оплаты труда	99,69
Ремонтный фонд	42,98
Содержание основных средств	17,31
Вспомогательные материалы и услуги на технологию	51,34
Сервисное обслуживание	81,19
Транспортные расходы	6,57
Валки	35,82
Амортизация	35,23
Прочие расходы	25,07
Упаковка	95,52
Итого:	14 100

Баланс рабочего времени стана представлен ниже:

Экономический эффект от увеличения производительности стана на 15 т/ч будет равна в данном случае прибыли за год:

Э_г = П₁ = (18000 - 14900) •15·6476 = 378846000 руб./год

Годовая чистая прибыль будет равна:

(4.7)

П₁ = П_ч = 378846000 - 0,2•378846000 = 303076800 руб.

Дополнительная прибыль получается в результате экономии свежей воды. Чтобы избежать перегрева охлаждаемых сред и снизить температуру оборотной воды приходится добавлять большое количество свежей воды (120 мі/ч). Вентиляторная градирня сможет вести охлаждение оборотной воды в оптимальном режиме, и количество добавочной воды снизится до 75 мі/ч (на восполнение потерь воды за счет испарения и уноса капельной влаги с уходящим воздухом).

Цена на свежую техническую воду равна Ц = 1,19 руб./мі

Денежная экономия будет равна:

П₂ = (120-75)•1,19·8760 = 469000 руб./год

Экономический эффект от данного проекта:

Э_г = П₁ + П₂ = 303076800 + 469000 = 303545800 руб.

Расчетный срок окупаемости Т_р градирни составит:

Т_р = К/ Э_г (4.8)

Т_р = месяца

Расчетный коэффициент экономической эффективности проекта составляет:

Е_р = 1/Т_р (4.9)

Е_р = 1/0,129 = 7,5

Выводом экономического расчета является сводная таблица технико-экономических показателей (таблица 3.3).



Таблица 4.3

Технико-экономические показатели

Наименование показателей	Значения показателей	Единица измерения
Технико-экономические показатели градирен
Производительность башенной градирни	14860000	т/год
Производительность вентиляторной градирни	22680000	т/год
Годовой эксплуатационный фонд времени башенной градирни	8256	час
Годовой эксплуатационный фонд времени вентиляторной градирни	4536	час
Капиталовложения в строительство новой вентиляторной градирни	21350000	руб.
Эксплуатационные расходы	18511965	руб./год
Экономический эффект от проекта
Увеличение производительности стана на 15 т/ч	303076800	руб./год
Экономия воды	469000	руб./год
Экономический эффект от данного проекта	303545800	руб.
Срок окупаемости капиталовложений в градирню	1,6	мес.
Коэффициент экономической эффективности	7,5	-

Подводя итог можно сделать вывод, что проект реконструкции водооборотного цикла 5-ти клетевого стана является экономически выгодным предприятию. Благодаря установке новой вентиляторной градирне производительность 5-ти клетевого стана увеличится на 15 т/ч (до 230 т/ч), что в денежном выражении составит 303076800 руб. в год. Также в результате снижения количества добавляемой воды предприятие сможет сэкономить 469000 руб. в год. Получается, что экономический эффект от данного проекта равен 303545800 руб. в год. и поскольку черная металлургия и так является весьма прибыльной отраслью народного хозяйства, то предлагаемая вентиляторная градирня окупится очень быстро, за 1,6 месяца.

5. Безопасность жизнедеятельности

Политика ОАО «Северсталь» в области охраны труда и промышленной безопасности

ОАО «Северсталь», являясь компанией с полным металлургическим циклом и одним из крупнейших в России производителей металлопроката, убеждено, что экономическая и социальная стабильность в городе Череповце и Вологодской области во многом зависит от его успешной деятельности, в том числе по обеспечению безопасности производства на объектах ОАО «Северсталь».

Учитывая масштабы последствий возможных аварий при эксплуатации опасных производственных объектов, ОАО «Северсталь» принимает на себя обязательства:

- постоянно улучшать систему управления промышленной безопасностью и охраной труда, позволяющую минимизировать риски нанесения вреда жизненно важным интересам личности и общества;

- оценивать риски в области охраны труда и промышленной безопасности;

- повышать уровень квалификации работником в области охраны труда и промышленной безопасности.

ОАО «Северсталь» убеждено, что обеспечение здоровых и безопасных условий труда создает конкурентное преимущество.

5.1 Анализ условий труда рабочих, обслуживающих градирню

Условия труда - совокупность факторов производственной среды и трудового процесса, оказывающих влияние на работоспособность и здоровье работника.

Российским законодательством о труде предусматривается создание на предприятиях здоровых и безопасных условий труда. Обеспечение этого возлагается на администрацию предприятия, которая обязана внедрять современные средства техники безопасности, предупреждающие производственный травматизм и предотвращающие возникновение профессиональных заболеваний рабочих и служащих.

Эксплуатация новой вентиляторной градирни производится персоналом энергослужбы ЦСО-016, точно также как и башенной градирни. Техническое обслуживание градирни, вывод ее в ремонт и из ремонта осуществляется оперативно-ремонтным персоналом энергослужбы ЦСО-016 совместно с электрослужбой ООО «Электроремонт». Текущий ремонт производится ремонтным персоналом энергослужбы ЦСО-016.

Слесарь-ремонтник энергослужбы ЦСО-016, обслуживающий и эксплуатирующий оборудование водооборотного цикла, выполняет следующие работы:

- ежесменно проводит обходы и осмотры оборудования. В ходе обходов проверяется состояние насосных агрегатов, градирни, запорной арматуры, трубопроводов и средств контроля за работой оборудования.

- ревизию и ремонт насосных агрегатов и запорной арматуры;

- производит отключение насосных агрегатов, градирни и трубопроводов технической воды для профилактических и ремонтных работ.

При выполнении данных работ на человека могут воздействовать опасные и вредные производственные факторы.

Опасный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его травме. В данном случае к нему можно отнести:

- отлетающие частицы при выпрессовке, запрессовке деталей и при работе ударным инструментом;

- вращающиеся и движущиеся части оборудования, механизмов, приспособлений;

- высокое давление воды (до 4,5 кгс/см²) внутри водоводов;

- электрический ток (вызывает непроизвольное судорожное сокращение мышц и общее возбуждение, ожоги).

Вредный производственный фактор - производственный фактор, воздействие которого на работника может привести к его заболеванию. К нему относятся:

- пыль ? при уборке помещения и очистке оборудования (воздействие на человека ? возможное попадание инородных тел в дыхательные пути с появлением першения в горле и возможное проявление кашля или удушья, меры защиты).

- шум ? при работе вентиляторов и падении воды с высоты (при длительном воздействии вызывающий частичную или полную потерю слуха; предельно допустимая норма шума 80 дБ).

5.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда

Мероприятия по обеспечению безопасных и здоровых условий труда направлены на уменьшение воздействия вредных факторов на организм работника с помощью:

- планировки производственных помещений;

- мер по охране окружающей среды;

- инструктажа рабочих;

- средств индивидуальной защиты;

- защиты временем.

Слесарю-ремонтнику бесплатно выдаются по установленным нормам:

- костюм хлопчатобумажный ГОСТ 27574-87 (срок носки 1 год);

- ботинки кожаные ГОСТ Р12.4.187-97 (срок носки 1 год);

- в зимнее время куртка на утеплённой подкладке ГОСТ 29335-98 (срок носки 2 года);

- рукавицы комбинированные ГОСТ Р12.4.013-97 (срок носки 1 месяц);

- очки, защитные закрытые ГОСТ Р12.4.013-97 (срок носки - до повреждения);

- респиратор «Лепесток» ГОСТ 12.4.02-76 (одноразовый );

- каска «Шахтёр» ГОСТ 12.4.091-80 (срок носки - до повреждения).

Слесарь-ремонтник обязан правильно применять и поддерживать средства индивидуальной защиты (СИЗ) в исправном состоянии, своевременно заменять их или сдавать в ремонт. Изношенные до планового срока замены СИЗ, не подлежащие ремонту, списываются по акту в установленном в Обществе порядке.

Слесарь-ремонтник обязан обеспечивать пожаробезопасность и взрывобезопасность в соответствии с требованиями инструкции по пожарной безопасности в действующих цехах и участках ПХЛ ИПБ -62-01.

Слесарь-ремонтник обязан соблюдать требования личной гигиены:

- для мытья рук использовать хозяйственное мыло, которое ему выдается (норма выдачи хозяйственного мыла - один кусок в месяц);

- пить воду из установленных питьевых точек (питьевых фонтанчиков, аппаратов газированной воды);

- принимать пищу в столовых и буфетах;

- в душевых надевать на ноги резиновые шлёпанцы, тапочки, деревянные колодки.

Защита временем - это уменьшение вредного воздействия неблагоприятных факторов рабочей среды и трудового процесса на работников за счет снижения времени их действия: введение внутрисменных перерывов, сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, ограничение стажа работы в данных условиях.

Слесарь-ремонтник обязан соблюдать режим труда и отдыха, время начала и окончания ежедневной работы (смены), перерывы определяются правилами внутреннего распорядка и графиком сменности №3 - для сменного персонала, графиком №2 - для дневного персонала.

Все работники проходят предварительный (при поступлении на работу), периодический (в течение трудовой деятельности) медицинский осмотр (обследование), а также при необходимости внеочередные медицинские осмотры (обследования) с целью выявления противопоказаний данной трудовой деятельности. Работодатель не может допускать работников к исполнению ими трудовых обязанностей без прохождения обязательных медицинских осмотров (обследований), а также в случае медицинских противопоказаний. Работодатель обязан информировать работников об условиях и охране руда на рабочих местах, о существующем риске повреждения здоровья, о полагающихся им компенсациях и средствах индивидуальной защиты.

6. Экологическая часть

Охрана окружающей среды от воздействия промышленных объектов. Градирню как источник возможного негативного влияния на состояние окружающей среды рассматривают в следующих аспектах: унос капельной влаги, выброс вредных веществ в атмосферу, паровой факел и шум.

Проблемой предотвращения капельного уноса из градирен НИИ ВОДГЕО занимается с середины 60-х годов. Выполнен большой объем научно-исследовательских работ, разработаны методики оперативного измерения уноса капельной влаги на стендовых градирнях и в натурных условиях. На их основе составлены нормативные требования по допустимым значениям капельного уноса из градирен.

В некоторых случаях градирни могут быть источником вредного воздействия на окружающую среду - атмосферу, почву, водные объекты. Совместно с организациями Минздрава РФ НИИ ВОДГЕО разработаны документы, регламентирующие применение вод в охлаждающих системах оборотного водоснабжения и допустимые нормы содержания вредных веществ в капельном уносе и продувке, а также требованиям к водоуловителям градирен.

Градирня как источник шума представляет собой сооружение, в котором шум может создаваться вентиляторной установки с приводом преимущественно на низких и средних частотах (63-500 Гц ) и движением воды ( шум «дождя») на частотах 500-8000 Гц.

Проблема парового факела (выпара) градирен возникла в нашей стране только в последние годы. Она решается путем использования мокро-сухих градирен.

Таким образом, градирни - не самое экологически опасное сооружение на промышленной площадке. При надлежащей эксплуатации и поддержании в исправном состоянии конструкций они не оказывают заметного влияния на состояние окружающей среды. В то же время применение градирен в составе охлаждающих систем оборотного водоснабжения обеспечивает экономия природной воды в 20-50 раз по сравнению с прямоточными системами и предотвращает тепловое загрязнение водоемов.

Борьба с шумом вентиляторных градирен осуществляется по следующим основным направлениям:

1. уменьшение шума в источнике (градирне) конструктивными и административными методами (создание и применение малошумного источника, регламентация времени его работы и мест расположения на территории);

2. снижение шума на пути его распространения в городской среде от источника до объекта шумозащиты (использование глушителей; размещение градирен в естественных или искусственных выемках; устройство между градирней и рассматриваемым объектом экранов в виде насыпей, ограждений, стенок, полос зеленых насаждений);

3. устройство шумозащиты непосредственно на объекте конструктивно-строительными методами;

4. установка вентилятора на плавающем основании и «мягкое» соединение вентилятора с корпусом градирни;

5. снижение скорости вращения вентилятора за счет изменения конструкции или применения двухскоростных двигателей;

6. устройство удлиненных диффузоров с непрерывным течением потока при покрытии внутренней поверхности диффузора звукопоглощающим материалом;

7. усовершенствование аэродинамических характеристик лопастей и проточной части вентилятора.

Работающая градирня выбрасывает в атмосферу нагретый до 35-45°С насыщенный водяными парами воздух, содержащий капли размером 100-500 мкм в количестве 0,5-1 г на 1 мі воздуха. С парами в атмосферу поступает примерно 95% тепла, отводимого от охлаждаемого оборудования, а оставшаяся часть тепла отводится в водоисточники с продувочной водой.

При использовании для подпитки оборотных систем городских и промышленных сточных вод градирня может быть источником вредного воздействия на окружающую среду - атмосферу, почву, водные объекты.

В каплях могут содержаться также ингибиторы коррозии, накипеобразования и химических реагенты для предотвращения биологических обрастаний, добавляемые в оборотную воду. Зона выпадения капельной влаги на поверхности земли имеет форму эллипса с большой осью, проходящей через центр градирни в направлении ветра.

При использовании в системах оборотного водоснабжения с градирнями очищенных сточных вод остаточные примеси вредных веществ и токсичных веществ и токсичных ингибиторов коррозии могут повлиять на санитарно-гигиенические условия в зоне выброса и распространения водного аэрозоля, выносимого из градирни.

Источниками, влияющими на загрязнение окружающей среды при ремонтах вентиляторной градирни, являются:

- производственный мусор;

- лом чёрных металлов.

Производственный мусор оперативно-ремонтному и ремонтному персоналу энергослужбы ЦСО-016 необходимо собирать в специальные короба для мусора, которые находятся на участках цеха.

Лом чёрных металлов оперативно ремонтному персоналу ЦСО-016 следует собирать в специальные короба для металлолома, которые находятся на участках цеха. Учёт, списание и вывоз металлолома оставшегося после проведения ремонтных работ производит служба главного энергетика ПХЛ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью данной выпускной квалификационной работы является оценка потенциала энергосбережения при использовании теплоты, отводимой в системе охлаждения МНЛЗ.

В процессе выполнения работы произведен обзор литературы, рассмотрены основные конструктивные особенности системы охлаждения МНЛЗ, возможные способы использования низкопотенциальных вторичных энергоресуров а также возможные способы применения СИО в кристаллизаторах МНЛЗ.

Для достижения поставленной в работе цели, выполнены следующие задачи:

1. Разработан метод исследования теплового баланса криволинейной МНЛЗ, в том числе выявлены характеристики паровоздушной смеси.

При исследовании теплового баланса криволинейной МНЛЗ выявлено, что теплота жидкой стали отводится следующим образом: охлаждающей водой от стенок кристаллизатора; охлаждающей водой от роликов; паровоздушной смесью из зоны вторичного охлаждения; неиспарившейся водой, стекающей с поверхности сляба. Кроме того, часть теплоты теряется в окружающей среде, рассеиваясь в разливочном цехе. На выходе из МНЛЗ сляб также обладает физической теплотой. Для составления уравнений теплового баланса более всего необходимо знать суммарный выход пара из ЗВО, либо коэффициенты выхода пара. Также выясено, что температура ПВС оказывает значительное влияние на расход пара на выходе из ЗВО, в то время как температура воздуха в цехе влияет слабо.

2. Проведено исследование теплового баланса криволинейной МНЛЗ в реальных условиях на действующей МНЛЗ №3 ЧерМК ОАО «Северсталь».

На основании экспериментальных данных и проделанных расчетов выявлено, что с увеличением скорости разливки увеличивается доля теплоты, отводимой из МНЛЗ со слябом, и уменьшается доля теплоты, отводимой в системе охлаждения МНЛЗ. Доли теплоты, отводимые роликами и кристаллизатором, монотонно уменьшаются с ростом скорости разливки. Доли теплоты, отводимые с ПВС и неиспарившейся водой, с увеличением скорости разливки сначала возрастают, затем стабилизируются на примерно постоянных значениях.

3. Выведено уравнение теплового баланса криволинейной МНЛЗ

4. Определена возможность и целесообразность использования теплоты, отводимой в кристаллизаторе и роликах, а также паровоздушной смесью и неиспарившейся водой от МНЛЗ.

В настоящее время теплота, отведенная от металла в пределах МНЛЗ, практически никак не используется и теряется в окружающей среде, несмотря на значительное ее количество. Так, при средней скорости разливки 1 м/мин в системе охлаждения МНЛЗ отводится примерно 40% теплоты жидкой стали. Для пяти слябовых криволинейных МНЛЗ ЧерМК ОАО «Северсталь» в течение года это составит примерно 600 ГДж/ч теплоты, в то время, как в кристаллизаторы МНЛЗ поступает 1480 ГДж/ч. Кроме того, в кристаллизаторах и роликах МНЛЗ отводится примерно 20% теплоты жидкой стали, т.е. в среднем в течение года около 300 ГДж/ч.В настоящее время эта теплота полностью теряется в градирне с водой, охлаждающей кристаллизаторы и ролики.

Представленные сведения свидетельствуют о том, что использование теплоты, отводимой в системе охлаждения МНЛЗ, обладает значительным потенциалом энергосбережения и, при определенных условиях, использование этой теплоты эффективно и целесообразно.

Для того, чтобы оценить энергетический потенциал при использовании теплоты, отводимой в системе охлаждения МНЛЗ, в работе рассмотрены явления тепло- и массообмена, в процессе непрерывной разливки стали на МНЛЗ. Считаю цель и задачи работы полностью выполненными.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Абрамова Н.Б., Ермохин Ф.К. Состояние непрерывной разливки стали в России и конкурентоспособность материала для кристаллизаторов / Инструмент и технологии. №5-6, 2001. С. 135-138.

2. Акименко А.Д. Исследование работы кристаллизатора с испарительным охлаждением / Сталь, 1968. - №6. С. 509 - 512.

3. Андоньев С.М. Испарительное охлаждение металлургических печей. 2- е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1970. 420 с.

4. Баскаков А.П., Берг Б.В., Витг O.K. Теплотехника. - М.: Энергоатомиздат, 1991. 224 с.

5. Белый В.А. Комплексная система вторичного охлаждения машин непрерывного литья заготовок с использованием тепла и получением конденсата / В.А. Белый, М.В. Сагайдак и др. - М.: Металлургия, 1987. 64 с.

6. Бровман М.Я. Непрерывная разливка металлов. - М.: «ЭКОМЕТ», 2007. 484 с.

7. Вдовин К.Н. Кристаллизатор машины непрерывного литья заготовок / К.Н. Вдовин, В.В. Точилкин, И.М. Ячиков и др. // Патент на полезную модель №62345. Опубл. в Бюл. №10, 2007.

8. Вобкер X. Новое поколение кристаллизаторов для литья тонких слябов / X. Вобкер // Черные металлы. 2004. - Ноябрь. С. 25 - 27.

9. Вяткин М.А. Вторичные энергетические ресурсы промышленности. - М.: Всесоюз. заоч. политех. ин-т, 1986. 44 с.

10. Гичёв Ю.А. Вторичные энергоресурсы промышленных предприятий. Часть І: Конспект лекций. - Днепропетровск: НМетАУ, 2012. 57 с.

11. Григоров В.Г., Нейман В.К., Семенюк Л.Г. Утилизация низкопотенциальных тепловых вторичных энергоресурсов на химических предприятиях. - М.: Химия, 1987. 240 с.