[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

说明书

本发明公开了一种电弧炉炼钢过程中炉体区分区域的热损失计算方法，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，然后计算总的热损失Q。本发明基于对电弧炉本体的划分，同时根据电弧炉炉体区不同部分区域温度特性、几何参数和相对位置，分别计算各区域的热损失，可以保证结果的可靠性和普适性。并且最终计算式中的参数都是可以直接测量获取的，减少了繁琐的测量步骤。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，尤其涉及一种电弧炉炼钢过程中炉体区分区域的热损失计算方法。

背景技术

电弧炉炼钢能量构成多元化且复杂，在冶炼过程中的供氧、供电等操作，造成熔池在各个阶段能量变化、炉体散热波动；钢液熔池的温度升高是通过化学反应热、电能、散热等多元能量方式协同作用下产生的。电弧炉炼钢过程中的热损失是影响能量效率重要因素。

国内外的研究者主要是围绕熔池区域废钢、钢液和炉渣等物料的热质交换方式、特点和影响因素展开的，侧重于钢液内部的流动和传热机理，但是对与电弧炉炼钢过程中热量损失和物料输出很大一部分是在电弧炉炉外进行的，关于电弧炉炉体与外界环境之间因高温差带来的辐射传热和因流体流动而带来的对流换热的研究甚少，这部分热损失目前无法通过具体测量仪器和计算手段进行量化，且缺乏足够的重视，计算结果的可靠性和普适性不甚理想，对电弧炉炼钢能量结构优化带来很大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种电弧炉炼钢过程中炉体区分区域的热损失计算方法，提高计算结果的可靠性和普适性。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电弧炉炼钢过程中炉体区分区域的热损失计算方法，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，然后计算总的热损失Q。

其中Q₁包括上炉壳部分冷却水带走的热量和上炉壳部分空气对流带走的热量；Q₂包括下炉壳部分冷却水带走的热量和下炉壳部分空气对流带走的热量，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和炉底部分竖直投影区域空气对流带走的热量；Q₄包括炉盖部分冷却水带走的热量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和炉盖部分竖直投影区域空气对流带走的热量；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和电弧炉炉门口辐射传热热损失G。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)提出了一种确定电弧炉炉体区分区域热损失的计算方法，基于对电弧炉本体的划分，同时根据电弧炉炉体区不同部分区域温度特性、几何参数和相对位置，将电弧炉炉体区分为上炉壳部分、下炉壳部分、炉底部分和炉盖部分，分别计算各区域的热损失，可以保证结果的可靠性和普适性。并且最终计算式中的参数都是可以直接测量获取的，减少了繁琐的测量步骤。