Совершенствование технологии нагрева горячедеформированных труб на основе анализа теплофизических процессов

Цель: разработка методики корректировки и совершенствования существующей технологии нагрева и выдержки горячедеформированных труб в нагревательных печах, работающих на органическом топливе, с использованием анализа процессов тепломассопереноса в печном пространстве. Усовершенствован зональный метод моделирования теплообмена излучением применительно к нагреву труб в печах, отапливаемых органическим топливом, и разработана методика определения параметров нагрева на его основе. Построена модель расчета излучения содержащей смесь диоксида углерода и водяных паров печной атмосферы, основанная на аппроксимирующей формуле с подстраиваемыми коэффициентами. Разработан метод вычисления обобщенных угловых коэффициентов для случая сложной геометрической системы (печь - трубы - продукты сгорания топлива), сокращающий время вычисления за счет дискретизации направлений излучения. Предложен и внедрен новый способ управления газодинамическим режимом в печи путем корректировки задания регулятора давления с учетом определения объема подсосов в печное пространство. Разработанные рекомендации по совершенствованию режимов нагрева труб внедрены на линии обработки труб цеха № 4 ОАО “Первоуральский новотрубный завод”. Использование рекомендаций позволило сократить объем повторного нагрева горячедеформированных труб из стали 13ХФА с 4,3% (278 т) в 2013 г. до 0,7% (15,9 т) в 2014 г. Система стабилизации газодинамического режима апробирована и внедрена в штатную работу на печи нагрева труб под закалку в 2012 г. Проведенные испытания системы показали сокращение количества подсосов холодного воздуха в печь до 7 раз и уменьшение массы образующейся окалины на 12%.