[发明专利]一种电弧炉炼钢过程中炉体区分区域的热损失计算方法

权利要求书

1.一种电弧炉炼钢过程中炉体区分区域的热损失计算方法，其特征在于，将电弧炉炉体区划分为上炉壳部分、下炉壳部分、炉底部分和炉盖部分，分别计算上炉壳部分热损失Q₁、下炉壳部分热损失Q₂、炉底部分热损失Q₃、炉盖部分热损失Q₄和炉体区辐射传热热损失Q₅，然后根据下式计算总的热损失Q：

Q＝Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅

其中Q₁包括上炉壳部分冷却水带走的热量Q_W1和上炉壳部分空气对流带走的热量Q_C1；Q₂包括下炉壳部分冷却水带走的热量Q_W2和下炉壳部分空气对流带走的热量Q_C2，Q_C2包括下炉壳部分竖直壁面单位时间内的空气对流热损失Q_C2.1和下炉壳部分水平换热区域单位时间内的空气对流热损失Q_C2.2；Q₃包括炉底部分冷却水带走的热量Q_W3和炉底部分空气对流带走的热量Q_C3，Q_C3包括炉底部分水平投影区域空气对流带走的热量Q_C3.1和炉底部分竖直投影区域空气对流带走的热量Q_C3.2；Q₄包括炉盖部分冷却水带走的热量Q_W4和炉盖部分空气对流带走的热量Q_C4，Q_C4包括炉盖部分水平投影区域空气对流带走的热量Q_C4.1和炉盖部分竖直投影区域空气对流带走的热量Q_C4.2；Q₅包括电弧炉炉体表面与周围墙壁之间的单位时间净辐射换热量Q_5.1和电弧炉炉门口辐射传热热损失G；

Q_W1由下式计算：

Q_W1＝c₁ρ₁V₁(T_out1-T_in1)

式中：T_in1和T_out1分别为电弧炉炉体区上炉壳部分冷却水进口、出口温度；为由冷却水进、出口温度平均值确定的定性温度；c₁为由定性温度确定的冷却水比热容；ρ₁为由定性温度确定的冷却水密度；V₁为电弧炉炉体区上炉壳部分冷却水单位时间内的体积流量；

Q_C1由下式计算：

式中：d₁为电弧炉炉体区上炉壳部分圆柱体的外直径；H₁为电弧炉炉体区上炉壳部分圆柱体的高度；T₁和T_A1分别表示电弧炉炉体区上炉壳部分平均温度和周围主流空气温度；g为重力加速度；为由电弧炉炉体区上炉壳部分平均温度和周围主流空气温度确定的空气定性温度；ρ_A1为由定性温度确定的空气密度；c_A1为由定性温度确定的空气比热容；v_A1为由定性温度确定的空气运动粘性系数；λ_A1为由定性温度确定的空气导热系数；

上述前三式分别对应的条件为：

Q_W2的计算与Q_W1原理相同，Q_C2.1采用下式计算：

上述前三式分别对应的条件为：

式中：H₂为电弧炉炉体区下炉壳部分柱体的高度；T₂和T_A2分别表示电弧炉炉体区下炉壳部分平均温度和周围主流空气温度；g为重力加速度；为由电弧炉炉体区下炉壳部分平均温度和周围主流空气温度确定的空气定性温度；ρ_A2为由定性温度确定的空气密度；c_A2为由定性温度确定的空气比热容；v_A2为由定性温度确定的空气运动粘性系数；λ_A2为由定性温度确定的空气导热系数；角A、B分别为电弧炉炉型几何模型的炉底部分顶部实际扇形角度；R为电弧炉炉体区炉底部分顶面参照圆半径；D为连接电弧炉炉体区炉底部分顶面参照圆的斜边长度；

Q_C2.2采用下式计算：

上述二式分别对应的条件为：

Q_W3的计算与Q_W1原理相同，Q_C3.1采用下式计算：

式中：A_d3.1为电弧炉炉体区炉底部分水平投影区域的面积；A_2.2为电弧炉炉体区下炉壳部分的水平换热面面积；l_2.1为电弧炉炉体区下炉壳部分的水平换热区域的特征长度；P_d3为电弧炉炉体区炉底部分水平投影区域的周长；T₃和T_A3分别表示电弧炉炉体区炉底部分平均温度和周围主流空气温度；g为重力加速度；为由电弧炉炉体区炉底部分平均温度和周围主流空气温度确定的空气定性温度；ρ_A3为由定性温度确定的空气密度；c_A3为由定性温度确定的空气比热容；ν_A3为由定性温度确定的空气运动粘性系数；λ_A3为由定性温度确定的空气导热系数；

Q_W4的计算与Q_W1原理相同，Q_C4.1的计算如下式：

上述前两式的应用条件分别为：

式中：T₄和T_A4分别表示电弧炉炉体区炉盖部分平均温度和周围主流空气温度；g为重力加速度；为由电弧炉炉体区炉盖部分平均温度和周围主流空气温度确定的空气定性温度；ρ_A4为由定性温度确定的空气密度；c_A4为由定性温度确定的空气比热容；ν_A4为由定性温度确定的空气运动粘性系数；λ_A4为由定性温度确定的空气导热系数。