limЛитье и металлургияLitiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY)1683-60652414-0406BNTU10.21122/1683-6065-2022-2-59-67lim-3460Research ArticleМатериаловедениеScience of materialsМоделирование процесса нагрева стружко‑порошковых дисперсий черных металлов в проходной муфельной печи горячего брикетирования. Сообщение 1Modeling of the process of heating of chip‑powder dispersions of ferrous metals in the pass‑through muffle furnace of hot briquetting. Message 1ДьяконовО. М.DyakonovO. M.

г. Минск, пр. Независимости, 65.

guinness1993@mail.ruЛитвинкоА. А.LitvinkoA. A.

г. Минск, пр. Независимости, 65.

guinness1993@mail.ruСередаВ. Ю.SeredaV. Yu.

г. Минск, пр. Независимости, 65.

guinness1993@mail.ruБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus202231052022025967Copyright © Дьяконов О.М., Литвинко А.А., Середа В.Ю., 20222022Дьяконов О.М., Литвинко А.А., Середа В.Ю.Dyakonov O.M., Litvinko A.A., Sereda V.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://lim.bntu.by/jour/article/view/3460

Приведено описание устройства и принципа действия проходной муфельной печи горячего брикетирования стружко‑порошковых дисперсий черных металлов. Отличительной особенностью данного устройства является наличие двух систем газопламенного и индукционного нагрева, в результате которого гарантированно обеспечивается достижение заданной температуры нагрева шихты при полном удалении жидкой фазы. Масляная компонента СОЖ используется для создания защитной углеводородной атмосферы, обеспечивающей безокислительный нагрев металла, а также получение углеродного покрытия, которое помимо защитных функций выполняет роль смазки в процессе горячего брикетирования. Последующее сжигание паров масла в топке печи приводит к значительной экономии природного газа. Печь, построенная по такому принципу, обладает наименьшими габаритами и наивысшими техникоэкономическими характеристиками.

Выполнено моделирование процесса нагрева стружки в зоне загрузки в печь. Получены зависимости температуры стружки на выходе из шнекового питателя от температуры дымовых газов на входе для массовой доли СОЖ в стружке 10 % и различных долей масла. Установлено, что в процессе нагрева стружки в зоне загрузки фазовые превращения СОЖ не происходят, температура нагрева шихты не превышает 100 °C.

The description of the device and principle of operation of the continuous muffle furnace for hot briquetting of chip‑powder dispersions of ferrous metals is given. A distinctive feature of this device is the presence of two systems of gas‑flame and induction heating, as a result of which the achievement of the specified charge heating temperature is guaranteed with the complete removal of the liquid phase. The oil component of the coolant is used to create a protective hydrocarbon atmosphere that provides non‑oxidizing heating of the metal, as well as to obtain a carbon coating, which, in addition to protective functions, acts as a lubricant in the hot briquetting process. Subsequent combustion of oil vapors in the furnace leads to significant savings in natural gas. A furnace built according to this principle has the smallest dimensions and the highest technical and economic characteristics.

The simulation of the chip heating process in the zone of loading into the furnace is carried out. The dependences of the temperature of the chips at the outlet of the screw feeder on the temperature of the flue gases at the inlet for the mass fraction of coolant in the chips of 10 % and various fractions of oil are obtained. It has been established that during the heating of the chips in the loading zone, phase transformations of the coolant do not occur, the charge heating temperature does not exceed 100 °C.

устройствопечьстружкапроцесснагревгазопламенныйиндукционныйхарактеристикимоделированиезоназагрузкафазовые превращениятемпературатепломассапереносdevicefurnacechipsprocessheatingflameinductioncharacteristicsmodelingzoneloadingphasetransformationstemperatureheatmasstransferReferencesДьяконов О. М., Литвинко А. А., Середа В. Ю. Оценка качества горячепрессованных брикетов как вида шихтовых материалов // Литье и металлургия. 2020. №. 3. С. 48–55.D’jakonov O. M., Litvinko A.A., Sereda V. Ju. Ocenka kachestva gorjachepressovannyh briketov kak vida shihtovyh materialov [Evaluation of the quality of hot‑pressed briquettes as a type of charge materials]. Lit’e i metallurgija = Foundry production and metallurgy, 2020, no. 3, pp. 48–55.Дьяконов О. М., Литвинко А. А., Середа В. Ю. Совершенствование технологии рециклинга отходов черных металлов в процессах их подготовки к металлургическому переплаву // Тр. 28‑й Междунар. науч.‑техн. конференции «Литейное производство и металлургия 2020, Беларусь». Минск, 2020. С. 45–52.D’jakonov O. M., Litvinko A.A., Sereda V. Ju. Sovershenstvovanie tehnologii reciklinga othodov chernyh metallov v processah ih podogotovki k metallurgicheskomu pereplavu [Improving the technology of recycling ferrous metal waste in the processes of their preparation for metallurgical remelting]. Trudy 28‑j Mezhdunarodnoj nauchno‑tehnicheskoj konferencii «Litejnoe proizvodstvo i metallurgija 2020. Belarus’» = Proceedings of the 28th International Scientific and Technical Conference “Foundry production and metallurgy 2020. Belarus”. Minsk, 2020, pp. 45–52.Дьяконов О. М., Середа В. Ю. Безокислительный нагрев стружко‑порошковых дисперсий черных металлов в углеводородной атмосфере // Литье и металлургия. 2021. №. 4. С. 79–89.D’jakonov O. M., Sereda V. Ju. Bezokislitel’nyj nagrev struzhko‑poroshkovyh dispersij chernyh metallov v uglevodorodnoj atmosphere [Oxidation‑Free Heating of Chip‑Powder Dispersions of Ferrous Metals in a Hydrocarbon Atmosphere]. Lit’e i metallurgija = Foundry production and metallurgy, 2021, no. 4, pp. 79–89.Блох А. Г., Журавлев Ю. А., Рыжков Л. Н. Теплообмен излучением. М.: Энергоатомиздат, 1991. 288 с.Bloh A. G., Zhuravlev Ju.A., Ryzhkov L. N. Teploobmen izlucheniem [Heat transfer by radiation]. Moscow, Jenergoatomizdat Publ., 1991, 288 p.Лисиенко В. Г. Зональная модель теплообмена при нагреве металла в пламенных печах // Изв. вузов. Черная металлургия. 1972. № 8. С. 154–158.Lisienko V. G. Zonal’naja model’ teploobmena pri nagreve metalla v plamennyh pechah [Zonal model of heat transfer during metal heating in flame furnaces]. Izvestija vuzov. Chernaja metallurgija = Processings of high schools. Ferrous metallurgy, 1972, no. 8, pp. 154–158.Телегин А. С., Швыдкий В. С., Ярошенко Ю. Г. Тепломассоперенос. М.: Металлургия, 1995. 400 с.Telegin A. S., Shvydkij V. S., Jaroshenko Ju. G. Teplomassoperenos [Heat and mass transfer]. Moscow, Metallurgija Publ., 1995, 400 p.Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344 с.Miheev M.A., Miheeva I. M. Osnovy teploperedachi [Fundamentals of heat transfer]. Moscow, Jenergija Publ., 1977, 344 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.