![](/cs-cz/-/media/dam/industrial/europe/website-images/blog-resources/mitigating-risk-and-improving-sustainability-in-steel-applications-2.png)
Silné hrudkování prachu (na obrázku), delší prostoje při údržbě a stagnace zisku přiměly jednu ocelářskou společnost hledat lepší řešení pro svou základní kyslíkovou pec (BOF). Vzhledem k nebezpečným podmínkám a riziku fyzikálních zkoušek společnost vyhledala naše služby CFD pro optimalizaci aplikace.
Výroba oceli: Základní informace
V procesu výroby oceli se v BOF zušlechťuje roztavené surové železo a šrot na ocel. Tento proces obvykle zahrnuje více fází, ale začíná vstupem šrotu a roztaveného surového železa do vysoké pece. Při tomto procesu vzniká značné množství popela, sazí a dalších znečišťujících látek, které se pak kanálem dostávají do odpařovací chladicí věže BOF. V odpařovací chladicí věži vstupuje plyn do vrcholu věže, kde je rychle a silně ochlazován rozprašováním.
Znečištěný prach, který je v plynu zachycen, pak padá k základně věže, kde je spálen. Pokud je však uspořádání rozprašovací lance chybné, jako tomu bylo v případě tohoto zákazníka, dochází k silnému hrudkování prachu. To znamená, že postřik, který se sráží s přicházejícím plynem, ale neodpařuje se, ulpívá na stěně a shromažďuje prach, jak je znázorněno níže. Červená oblast je voda, která se neodpařila a ulpěla na stěnách, kde se hromadí prach.
![](/cs-cz/-/media/dam/industrial/europe/website-images/blog-resources/mitigating-risk-and-improving-sustainability-in-steel-applications-cfd.png)
Pokud tento proces pokračuje, aniž by se zastavil a očistil stěny věže od prachu, sprej se nadále shromažďuje na lepkavém prachu a shromažďuje stále více prachu. Nakonec je společnost nucena proces zastavit kvůli údržbě. Důsledkem těchto prostojů jsou zdravotní problémy pracovníků, ušlý zisk a neudržitelné obchodní postupy.
Optimalizace procesu pomocí CFD
Naším úkolem bylo navrhnout optimální uspořádání trysek tak, aby se rozstřik potkal s plynem u vstupu do věže a zcela se odpařil, takže prach by spadl na dno věže, kde by byl vhodně spálen. Museli jsme to udělat s ohledem na minimalizaci smáčení stěn a krátké časové a prostorové domény.
Při tomto procesu je v běžných konstrukcích uspořádání trysek umístěno šest vstřikovačů v rovnoměrných rozestupech podél kruhové stěny chladicí věže těsně u vstupu plynu do věže. Místo abychom se řídili konvenčním myšlením, protože to našemu zákazníkovi zjevně způsobovalo vážné problémy, chtěli jsme znát odpovědi na otázky, jako např: Jak bychom měli rozmístit trysky? V jaké hloubce by měly být pro tuto konkrétní věž vloženy? Existuje optimální úhel vstřikování a rozstřiku?
![](/cs-cz/-/media/dam/industrial/europe/website-images/blog-resources/mitigating-risk-and-improving-sustainability-in-steel-applications-cfd-2.png)
Abychom na tyto otázky odpověděli, nejprve jsme vytvořili síť celého objektu věže, vstupních a výstupních kanálů a lancet trysek. To umožnilo našemu softwaru CFD provádět pokročilé výpočty mechaniky proudění v malých, konečných bodech celé aplikace. Poté jsme mohli posoudit jak to, co se děje během současného procesu, tak i návrh uspořádání trysek, který by optimalizoval proces odpařovací chladicí věže.
Když jsme vizualizovali postřikovou šňůru zbarvenou teplotními gradienty, jak je znázorněno níže, zjistili jsme, že šest trysek umístěných v těsných intervalech přímo naproti vstupu plynu účinně odpařuje postřik a zabraňuje smáčení stěn. Toto uspořádání trysek navíc výrazně snížilo hrudkování prachu v celé věži.
![](/cs-cz/-/media/dam/industrial/europe/website-images/blog-resources/mitigating-risk-and-improving-sustainability-in-steel-applications-cfd-3.png)
Návratnost investic a neustálé zlepšování
Využití výsledků přineslo této společnosti snížení prostojů při údržbě, vyšší výnosy a větší bezpečnost zaměstnanců. V prostředích, jako je toto, kde není možné provádět fyzické testy, nabízejí naše služby CFD řešení, kterému se jiný modelovací software nevyrovná.
![](/cs-cz/-/media/dam/industrial/europe/website-images/blog-resources/mitigating-risk-and-improving-sustainability-in-steel-applications-cfd-4.png)
Základní kyslíková pec je pouze jediným místem, kde se CFD ukázalo jako užitečné pro tohoto zákazníka. Vzhledem k nebezpečnému prostředí většiny oceláren realizujeme testování a řešení CFD pro zákazníky v široké škále ocelářských aplikací a v celém procesu výroby oceli.
Pokud byste chtěli toto téma probrat podrobněji, kontaktujte nás nebo se se mnou spojte přímo prostřednictvím sítě LinkedIn.
Další simulace CFD naleznete na naší stránce YouTube!