Моделирование динамики нагрева воздушных фурм доменных печей в DEFORM-2D

 Воздушные фурмы являются одним из важнейших элементов конструкции доменной печи, определяющих эффективность ее работы; выход фурм из строя влечет за собой необходимость остановки печи для заменыразрушенной фурмы. Простои печи по этой причине приводят к существенному снижению выплавки чугуна и увеличению расхода кокса. Кроме того, на воздушные фурмы приходится 30% всех тепловых потерь в печи.Поэтому проблема повышения стойкости воздушных фурм и снижения тепловых потерь через их поверхность является актуальной.

 Целью работы являлось исследовать динамику нагрева воздушной фурмы, влияние теплоизолирующей вставки и газотермического покрытия на температурное поле фурмы, а также тепловое состояние фурмы при ее взаимодействии с жидким чугуном.

 Для достижения поставленной цели провели компьютерное моделирование с помощью вычислительной среды конечно-элементного анализа DEFORM-2D. Геометрию элементов модели создавали в SolidWorks, затем загружали в DEFORM-2D, позиционировали, задавали начальные и граничные условия.

 Создали модели для оценки влияния теплоизолирующей вставки и газотермического покрытия на температурное поле фурмы, а также путём моделирования оценили тепловое состояние фурмы при воздействии на неё жидкого чугуна. Анализируя результаты моделирования, установили значительное влияние теплоизолирующей вставки в дутьевой канал и воздушного зазора, отделяющего ее от внутреннего стакана, на температурное поле фурмы. Рассмотрено моделирование прогара фурмы при ее взаимодействии с жидким чугуном. Показана преспективность применения DEFORM для анализа температурного поля воздушных фурм.

Научный руководитель - д.т.н., проф. Горбатюк С.М., д.т.н., проф. Радюк А.Г.