Model studies on the energy-saving heating of steel charge

In order to perform the computer simulation of the effect opf heating technology on heat consumption, a program for the numerical computations of charge heating and heat exchange in the furnace chamber was developed within this study. The calculations of heat exchange in the furnace chamber were made using a zonal method. The internal space of the furnace was divided into 20 computational zones, in which isothermal surfaces and isothermal gas bodies were separated. The problem of radiation heat flow was solved using two version of the brightness and configuration ratios method. In heat exchange calculations, heat transfer by means of convection was taken into account. The results of the computer simulation of the effect of heating intensity on heat exchange indicate clearly that the most energy-saving process is heating with "nearly" linear variation of charge surface temperature. The computation results show also that for each case of heating there is a specific charge surface temperature increase rate during the heating period, which assures the minimum heat consumption.

---

Dla przeprowadzenia symulacji komputerowej wpływu technologii nagrzewania na zużycie ciepła wykonano w pracy program obliczeń numerycznych nagrzewania wsadu i wymiany ciepła w komorze pieca. Obliczenia numeryczne nagrzewania wsadu wykonano posługując się metodą bilansów elementarnych. Obliczenia wymany ciepła w komorze pieca wykonano wykorzystując metodę strefową. Wewnętrzną przestrzeń pieca podzielono na 20 stref obliczeniowych, w których wydzielono izotermiczne powierzchnie oraz izotermiczne bryły gazowe. Zagadnienie radiacyjnego przepływu ciepła rozwiązano z wykorzystaniem dwóch wersji metody jasności i stosunków konfiguracji. W obliczeniach wymiany ciepła uwzględniono transport na drodze konwekcji. Wyniki symulacji komputerowej wpływu intensywności nagrzewania na zużycie ciepła jednoznacznie wskazują, że procesem najbardziej energooszczędnym jest nagrzewanie z "prawie" liniową zmianą temperatury powierzchni wsadu. Wyniki obliczeń wskazują również, że dla każdego przypadku nagrzewania istnieje ściśle określona szybkość wzrostu temperatury powierzchni wsadu w okresie podgrzewania, zabezpieczająca minimalne zużycie ciepła.