Şiddetli toz birikmesi (burada gösterilmektedir), uzun süreli bakım kesintisi ve kâr durgunluğu, bir çelik şirketinin temel oksijen fırını (BOF) için daha iyi bir çözüm aramasına neden oldu. Tehlikeli koşullar ve fiziksel test riski nedeniyle şirket, uygulamayı optimize etmek için CFD hizmetlerimizi aradı.
Çelik Üretimi: Temel Bilgiler
Çelik üretim sürecinde bir BOF, erimiş pik demiri ve hurdayı çelik haline getirir. Bu süreç tipik olarak birden fazla aşama içerir ancak hurda ve erimiş pik demirin yüksek fırına girmesiyle başlar. Bu süreç, önemli ölçüde kül, kurum ve diğer kirleticiler üretir ve bunlar daha sonra bir kanal yoluyla BOF'nin buharlaşmalı soğutma kulesine girer. Evaporatif soğutma kulesinde gaz, kulenin tepe noktasına girer ve burada bir sprey ile hızlı ve güçlü bir şekilde soğutulur.
Gaza karışan kirli toz, daha sonra yakıldığı kulenin tabanına düşer. Ancak, bu müşteride olduğu gibi püskürtme borusu yerleşimi hatalıysa, ciddi toz topaklanma meydana gelir. Bu, aşağıda gösterildiği gibi gelen gazla çarpışan ancak buharlaşmayan, duvara yapışan ve toz toplayan sprey anlamına gelir. Kırmızı alan buharlaşmamış ve duvarlara yapışmış ve toz toplayan sudur.
Bu işlem kule duvarlarındaki tozu temizlemek için durmadan devam ederse, sprey yapışkan tozun üzerinde toplanmaya devam eder ve daha fazla toz toplar. Sonunda, şirket bakım sürecini durdurmak zorunda kalır. Bu aksama süresi, işçi sağlığı sorunlarına, kâr kaybına ve sürdürülemez iş uygulamalarına neden olur.
CFD Kullanarak Süreci Optimize Etme
Görevimiz optimum bir meme düzeni tasarlamaktı, böylece sprey gazla kulenin girişinde buluşacak ve tamamen buharlaşacak, böylece toz, uygun şekilde yakılacağı kule tabanına düşecekti. Bunu duvar ıslanmasını en aza indirerek ve kısa zaman ve boşluk alanlarını göz önünde bulundurarak yapmak zorundaydık.
Bu süreçte, geleneksel nozul yerleşim tasarımları, gaz kuleye girerken dairesel soğutma kulesi duvarı boyunca eşit aralıklı artışlarla altı enjektör yerleştirir. Geleneksel düşünceyi takip etmek yerine, bu açıkça müşterimizde ciddi sorunlara neden olduğu için şu tür sorulara yanıtlar aradık: Memeleri nasıl yerleştirmeliyiz? Bu özel kule için hangi derinliğe yerleştirilmelidirler? Optimum bir enjeksiyon ve püskürtme açısı var mı?
Bunları cevaplamak için önce tüm kuleyi, giriş ve çıkış kanallarını ve nozul mızraklarını ördük. Bu, CFD yazılımımızın tüm uygulama boyunca küçük, sonlu noktalarda gelişmiş akış mekaniği hesaplamaları yapmasına izin verdi. Daha sonra, hem mevcut süreç sırasında olup bitenleri hem de evaporatif soğutma kulesi sürecini optimize edecek nozul yerleşim tasarımını değerlendirebildik.
Aşağıda gösterilen sıcaklık gradyanlarıyla renklendirilmiş sprey bulutunu görselleştirdiğimizde, gaz girişinin tam karşısına yakın aralıklarla yerleştirilmiş altı meme mızrağının spreyi etkili bir şekilde buharlaştırdığını ve duvarın ıslanmasını önlediğini bulduk. Ayrıca, bu nozul düzeni kule boyunca toz birikmesini önemli ölçüde azalttı.
Yatırım Getirisi ve Sürekli İyileştirme
Sonuçları kullanarak, bu şirket bakım kesinti süresinin azalmasından, daha yüksek verimden ve daha fazla çalışan güvenliğinden faydalandı. Fiziksel testin imkansız olduğu bu gibi ortamlarda, CFD hizmetlerimiz diğer modelleme yazılımları ile eşsiz bir çözüm sunar.
Temel oksijen fırını, CFD'nin bu müşteri için yararlı olduğunu kanıtladığı tek bir konumdur. Çoğu çelik fabrikasının tehlikeli ortamlarını göz önünde bulundurarak, çok çeşitli çelik uygulamalarında ve çelik üretim süreci boyunca müşteriler için test ve CFD çözümleri uyguluyoruz.
Konuyu daha derinlemesine tartışmak isterseniz lütfen bizimle iletişime geçin veya doğrudan LinkedIn üzerinden benimle bağlantı kurun.
Daha fazla CFD simülasyonu için lütfen YouTube sayfamızı ziyaret edin!