Przedstawiono wyniki obliczeń modelowania matematycznego rozkładu pola elektrycznego i temperaturowego w przestrzeni roboczej oraz w wyłożeniu ogniotrwałym pieca rezystancyjno-łukowego do wytopu żelazokrzemu. Do opisu sprzężonych pól elektrycznych i temperaturowych w modelu elektrotermicznego nagrzewania wsadu przyjęto równanie opisujące bezźródłowe pole elektryczne dla prądu stałego oraz równa[...]

  Bazując na algorytmie minimalizacji Gibbsa przedstawiono model fizykochemiczny procesu wytopu żelazokrzemu. Modelem procesu jest układ dwóch reaktorów izotermicznych: górnego o temperaturze niższej T1, oraz dolnego o temperaturze wyższej T2 . Pomiędzy reaktorami i otoczeniem, oraz pomiędzy reaktorami wewnątrz układu zachodzi cyklicznie wymiana masy w chwilach, gdy w reaktorach osiągnięty jest stan równowagi. Skondensowane produkty reakcji przechodzą z góry w dół, a składniki fazy gazowej w kierunku przeciwnym. Można zało- żyć, że reaktor 1 odpowiada strefom pieca rezystancyjno-łukowego w których ciepło wydziela się na zasadzie nagrzewania rezystancyjnego, a strefa 2 odpowiada strefom łuku, w których ciepło wydziela się na zasadzie nagrzewania łukowego. Wykorzystując pakiet do obliczeń termochemicznych HSC 7.1 przeprowadzono serię obliczeń symulacyjnych dla układu Fe-Si-O-C oraz określono wpływ temperatury T1, T2 na efektywność procesu redukcji krzemionki węglem. Based on the minimum Gibbs Free Enthalpy algorithm, model of the ferrosilicon smelting process has been presented. It is a system of two closed isothermal reactors: an upper one with a lower temperature T1, and a lower one with a higher temperature T2. Between the reactors and the environment as well as between the reactors inside the system, a periodical exchange of mass occurs at the moments when the equilibrium state is reached. The condensed products of chemical reactions move from the top to the bottom, and the gas phase components move in the opposite direction. It can be assumed that in the model, the Reactor 1 corresponds to the charge zone of submerged arc furnace where heat is released as a result of resistive heating, and the Reactor 2 corresponds to the zones of the furnace where heat is produced by electric arc. Using the model, a series of calculations was performed for the Fe-Si-O-C system and was determined the influence of temperatures T1, T2 on the efficiency of the[...]

  Szeroko stosowane w praktyce stałe podobieństwa Andre’a i Struńskiego-Westly (k, c3) nie uwzględniają istotnych różnic w wydzielaniu ciepła w dolnych i górnych strefach reakcyjnych pieca żelazokrzemowego. Pokazano, że parametr c3 można traktować, jako stałą podobieństwa cieplnego i elektrycznego jedynie dla stref reakcyjnych, w których ciepło wydziela się w wyniku nagrzewania rezystancyjnego. Parametr ten nie nadaje się do oceny warunków cieplnych w komorach gazowych łuku, w których ciepło wydziela się radiacyjnie w wyniku promieniowania łuku. Do oceny właściwości cieplnych komór gazowych zaproponowano parametr J1 Jaccarda, który do tej pory nie znajduje szerokiego zastosowania w teorii i praktyce procesu wytopu żelazokrzemu. Pokazano, że parametr c3 jest użyteczny przy określaniu charakterystyk prądowych stref reakcyjnych w których ciepło wydziela w wyniku nagrzewania rezystancyjnego. Parametr Jaccarda J1 jest natomiast przydatny przy określaniu charakterystyk prądowych stref reakcyjnych, w których ciepło wydziela się radiacyjnie w wyniku promieniowania łuku. Jest to wbrew poglądom Jaccarda, który całkowicie kwestionuje przydatność parametru c3 Westly przy doborze parametrów elektrycznych pieców żelazokrzemowych. Widely used in practice the criteria of similarity Andrea and Struński-Westly (k, c3) does not take into account significant differences in the release of heat in the lower and upper reaction zones of the ferrosilicon furnace. It has been shown that c3 parameter can be considered as a similarity criterion of electrical and thermal conditions only for the reaction zones in which heat is generated by resistive heating. This parameter is not suitable for evaluation of the thermal conditions in the arc gas chambers, in which heat is generated by radiation of arc. As a similarity criterion for the arc gas chambers has been proposed Jaccard J1 parameter, which so far is not in wide use in theory and practise of the ferrosilicon sme[...]

Przedstawiono wyniki obliczeń modelowania matematycznego rozkładu temperatur w wyłożeniu ogniotrwałym garu i trzonu wielkiego pieca o poj. 3200 m3. Model obliczeniowy bazuje na równaniu Fouriera-Kirchoffa i uwzględnia właściwości fizyczne materiałów ogniotrwałych, jak również sposób chłodzenia garu i trzonu. Przyjęto stałą temperaturę na powierzchni wewnętrznej wyłożenia ogniotrwałego. W konstru[...]

Przedstawiono metodę estymacji profilu wewnętrznego wyłożenia ogniotrwałego garu i trzonu wielkiego pieca o pojemności 1719 m3, na podstawie danych pomiarowych temperatur z termopar umieszczonych w odwiertach kontrolnych na trzech poziomach: 7,310 m, 6,550 m, 5,890 m,wykonanych podczas planowanego postoju pieca. Bazując na wynikach pomiarów temperatur rozwiązano odwrotne zagadnienie Fouriera-Kirchoffa metodą najmniejszej sumy kwadratów. Wyniki obliczeń numerycznych porównano z wynikami estymacji profilu wewnętrznego pieca metodą emisji akustycznych. The article presents the method of estimation of refractory lining inner profile of blast furnace crucible and bottom of volume 1719 m3. The estimation was based on temperatures of thermocouples placed in control bore-holes on three level[...]

  Przedstawiono model symulujący proces wytopu żelazokrzemu w piecu rezystancyjno-łukowym w postaci układu dwóch zamknię- tych reaktorów izotermicznych : górnego o temperaturze niższej T1, oraz dolnego o temperaturze wyższej T2, pomiędzy którymi za- chodzi cyklicznie wymiana masy. W obliczeniach wykorzystano niestechiometryczny algorytm obliczeniowy minimalizacji Gibbsa oraz nowe możliwości, jakie stwarza włączenie do wersji pakietu HSC 6.1 dodatku zawierającego funkcje umożliwiające korzystanie z bazy danych termochemicznych oraz rozwiązywanie zagadnienia minimalizacji Gibbsa bezpośrednio na arkuszu kalkulacyjnym MsExcel. Przedstawiono zależności pomiędzy warunkami temperaturowymi procesu, a wymianą masy i rozkładem ciepła w układzie reakcyjnym oraz określono na podstawie modelu teoretyczne wskaźniki techniczno-ekonomiczne procesu. It has been presented a model that simulates the process of the ferrosilicon smelting proces in submerged arc furnace. The model is a system of two closed isothermal reactors: the upper one with lower temperature T1, and the lower one with the higher temperature T2 among which there is exchange of mass cyclically. In calculations has been used algorithm of the Gibbs Minimization Method and the new opportunities created by the HSC 6.1 software package. The HSC 6.1 include additive functions that enable to use of thermochemical database and equilibrium calculations directly on the MsExcel spreadsheet. It has been made balance of heat and mass transfer of the process and it has been presented relations between process temperature conditions, and exchange of mass in the reaction system and on the base of model it has been identified theoretically technical and economic indices of the process. Słowa kluczowe: żelazokrzem, model, minimalizacja Gibbsa, piec rezystancyjno-łukowy Key words: ferrosilicon, model, Gibbs Minimization Method, submerged arc furnace S. 530 UHTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE Nr 7 wprowadzane do reaktora [...]

  Bazując na metodzie minimalizacji Gibbsa przedstawiono model fizykochemiczny procesu wytopu żelazokrzemu w piecach rezy- stancyjno-łukowych. Wykorzystano możliwości pakietu do obliczeń termochemicznych HSC z dodatkiem zawierającym funkcje umożliwiające korzystanie z bazy danych termochemicznych oraz rozwiązywanie zagadnienia minimalizacji Gibbsa bezpośrednio na arkuszu kalkulacyjnym Excel. Model złożony jest z dwóch zamkniętych stref izotermicznych o zróżnicowanych temperaturach, pomiędzy którymi cyklicznie następuje przepływ masy. Uzyskane za pomocą modelu wyniki obliczeń wykazują zadowalającą zgod- zy ność z danymi przemysłowymi dotyczącymi uzysku Si oraz jednostkowego wskaźnika zużycia energii. Based on the Gibbs Energy Minimization Method it has been presented the physico-chemical model of the ferrosilicon smelting process in submerged resistance-arc furnace. It has been used the option of the HSC package for thermochemical calculations with the addition features that allow using of thermochemical database and solving the Gibbs Minimization Problems directly on the Excel spreadsheet. T[...]

  Bazując na algorytmie minimalizacji Gibbsa (FEM) oraz modelu fizykochemicznym, przedstawiono wyniki obliczeń teoretycznych dotyczą- cych wpływu składu chemicznego surowców na proces elektrotermiczny wytopu żelazokrzemu. W obliczeniach wykorzystano możliwości, jakie stwarza włączenie do najnowszej wersji pakietu do obliczeń termochemicznych HSC 6.1 dodatku umożliwiającego korzystanie z bazy danych termochemicznych i rozwiązywanie zagadnienia FEM bezpośrednio na arkuszu kalkulacyjnym Excel. Jako model procesu elektro- termicznego wytopu żelazokrzemu w piecu rezystancyjno-łukowym wykorzystano układ złożony z dwóch reaktorów izotermicznych: górne- go o temperaturze niższej T1 i dolnego o temperaturze wyższej T2 . Pomiędzy reaktorami i otoczeniem oraz pomiędzy reaktorami wewnątrz układu, zachodzi cyklicznie wymiana masy w chwilach gdy w reaktorach osiągnięty jest stan równowagi. Based on the Minimum Gibbs Free Enthalpy algorithm (FEM) and model of the reaction zones located around electrode tips in the submerged arc furnace, analysis of the raw materials chemical composition influence on the ferrosilicon smelting process was carried out. In the calculations new opportunities created by the HSC 6.1 software package which enables the use of a thermochemical database and equilibrium calculations directly in the Excel spreadsheet have been utilized. As a model of the ferrosilicon process in the submerged arc furnace is a system of two closed isothermal reactors: an upper one with a lower temperature T1 , and a lower one with a higher temperature T2 . Between the reactors and the environment as well as between the reactors inside the system, a periodical exchange of mass occurs at the moments when the equilibrium state is reached. Słowa kluczowe: żelazokrzem, FeSi75, piec rezystancyjno-łukowy, model, algorytm minimalizacja Gibbsa, HSC 6.1 Key words: ferrosilicon process, FeSi75, submerged arc furnace, model, Gibbs Free Enthalpy algorithm, HSC 6.1 Wstęp[...]

  Jako model do opisu nie do końca sprecyzowanych i posiadających niejednoznaczny charakter właściwości złomu stalowego zastosowano liczby rozmyte z trapezoidalną funkcją przynależności. Stosując zasady arytmetyki na liczbach rozmytych sformułowano model optymaliza- cji namiaru wsadu dla pieców EAF, który jest rozszerzeniem klasycznego modelu optymalizacji składu mieszanin. As a model to the description not fully articulated and have the ambiguous nature of steel scrap applied fuzzy numbers with trapezoidal membership functions. Using the principles of arithmetic on fuzzy numbers optimization model of charging mixture for EAF furnaces has been formulated which is an extension the classical model optimization of mixture compositions. Słowa kluczowe: proces EAF, model, optymalizacja, liczby rozmyte, namiar wsadu Key words: EAF process, model, optimization, fuzzy numbers, charge mixture.1. Wstęp. Z uwagi na pochodzenie złom jako su- rowiec do produkcji stali w piecach łukowych (ang. Electric Arc Furnace - EAF), jest bardzo niejedno- rodny, a jego właściwości (postać fizyczna i skład chemiczny) nie są do końca sprecyzowane i posiadają niejednoznaczny, "rozmyty" charakter. To ogranicza przydatność do optymalizacji namiaru wsadowego dla pieców EAF klasycznych modeli optymalizacji składu mieszanin w których w[...]

  Wskazano na potrzebę zastosowania reduktora dla procesu elektrotermicznego wytopu żelazokrzemu w postaci mieszaniny węgli, w skład której wchodzą zarówno węgle o wysokim stopniu uwęglenia (Cfix = 60÷62%), jak również węgle uboższe, ale o wysokiej reakcyjności względem SiO (Vdaf > 38%, R0 ≤ 0,65%). Udział w mieszaninie wysokoreakcyjnych węgli określono bazując na modelu fizykochemicznym procesu. Ustalono, że udział ten powinien wynosić około 25÷30%. For the electrothermal ferrosilicon smelting process indicated the need for the reducer as a mixture of coals which includes both coals with a high degree of coal rank (Cfix = 60÷62%), as well as cols with low degree of coal rank , but with the high reactivity with respect to SiO (Vdaf > 38%, R0 ≤ 0,65%). Participation in a mixture of highly reactive carbon was determined based on the physicochemical model of the process. It was found that this proportion should be approximately 25 to 30%. Słowa kluczowe: żelazokrzem, reduktory węglowe, reakcyjność Key words: ferrosilicon, carbon reducers, reactivity.1. Wstęp. Żelazokrzem wytapia się w elek- trycznych piecach rezystancyjno-łukowych z elektrodami samospiekającymi Søderberga zanurzo- nymi we wsadzie [1÷4]. Proces wytopu żelazokrzemu jest procesem ciągłym, a surowce ładowane są do pie- ca okresowo od góry w postaci mieszanki wsadowej zawierającej: kwarcyt, reduktory węglowe (węgiel kamienny, koks groszek i zrębki drewna), oraz nośni- ki żelaza (zgorzelina walcownicza lub wióry stalowe). Okresowo, co około 2 godziny, dokonuje się spustu ciekłego metalu do kadzi, przez jeden z otworów spu- stowych zlokalizowanych tuż przy trzonie w bocznej ścianie wanny pieca. Niezbędne dla przebiegu silnie endotermicznych reakcji redukcji krzemionki węglem ciepło wydziela się w wyniku przepływu prądu bezpo- średnio we wsadzie (nagrzewanie rezystancyjne), oraz za pośrednictwem łuku elektrycznego, który pali się w zlokalizowanych w pobliżu koń[...]