การจำลองเชิงความร้อนของการทำงานของเบ้ารับน้ำเหล็กระหว่างการผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาหลอมอาร์คไฟฟ้า

Abstract

ในกระบวนการผลิตเหล็กกล้าด้วยเตาหลอมอาร์คไฟฟ้า การควบคุมอุณหภูมิน้ำเหล็กในระหว่างกระบวนการผลิตมีความสำคัญที่สุด ในทางปฏิบัติโดยทั่วไปในปัจจุบัน โรงงานควบคุมโดยการเผื่ออุณหภูมิเทน้ำเหล็กจากเตาหลอม และอุณหภูมิในการอุ่นเบ้ารับน้ำเหล็ก ซึ่งมักจะเผื่อในทางสูงเนื่องจากขาดข้อมูลเกี่ยวกับการสูญเสียความร้อนในขั้นตอนต่างๆ ในระหว่างการผลิต จึงทำให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานโดยไม่จำเป็น วัตถุประสงค์ของวิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงเป็นการศึกษา สภาวะทางความร้อนของเบ้ารับน้ำเหล็กขนาด 25 ตัน ในระหว่างรอบการทำงานของเบ้ารับน้ำเหล็ก ด้วยการประยุกต์ใช้โปรแกรมสำเร็จเชิงพาณิชย์ จำลองการถ่ายเทความร้อนของเบ้ารับน้ำเหล็ก ใน 4 ขั้นตอนที่สำคัญ ได้แก่ ขั้นตอนการอุ่นเบ้ารับน้ำเหล็ก ขั้นตอนการรอการถ่ายน้ำเหล็ก ขั้นตอนการถ่ายน้ำเหล็ก และขั้นตอนการรอการอุ่นเบ้ารับน้ำเหล็ก การกำหนดเงื่อนไขขอบเขตการจำลองใช้ข้อมูลจากการตรวจวัดภาคสนาม และข้อมูลเชิงสถิติของการผลิตของโรงงานที่ศึกษา ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ในระหว่างรอบการทำงานที่ 1-5 ความร้อนสะสมภายในเบ้ารับน้ำเหล็กจะสูงขึ้น ส่งผลให้การสูญเสียความร้อนจากน้ำเหล็กไปยังเบ้าลดลง จึงสามารถลดอุณหภูมิน้ำเหล็กที่เทจากเตาหลอมลงจาก 1700℃ เหลือ 1690℃ โดยอุณหภูมิน้ำเหล็กเมื่อสิ้นสุดการถ่ายน้ำเหล็กยังสูงพอตามเงื่อนไขในการผลิต เป็นผลให้สามารถลดการใช้ไฟฟ้าในการหลอมได้ 7 kWh/ton ซึ่งสำหรับโรงงานที่ศึกษา จะสามารถประหยัดได้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานไฟฟ้าได้ 2.5 ล้านบาท/ปี.