Главная Обратная связь

Дисциплины:






РАСЧЕТ ПРОДУВОЧНОЙ ФУРМЫ



 

В первоначальный период развития кислородно-конвертерного процесса продувку металла осуществляли односопловимы фурмами. В дальнейшем распространение получили багатосоплови фурмы, применение которых привело к резкому снижению выбросов металла и шлака из конвертера, улучшилось шлакообразования, резко повысилась интенсивность продувки.

Фурма состоит из трех концентрически расположенных труб, объединенных переменным наконечником из меди с соплами. Кислород поступает по центральной трубе и через сопла в наконечнике попадает в полость конвертера.

Вода для охлаждения фурмы поступает в промежуточную трубу, омывает наконечник и по внешней трубе возвращается в сливной шланг.

Подвода кислорода и воды к фурм и отвод воды осуществляется гибкими металлическими шлангами.

При выборе конструкции наконечника исходят из необходимости рассредоточить кислородное дутье по поверхности ванны и организовать утечки кислорода из сопел обособленными струями с максимальной кинетической энергией. Для рассредоточения кислорода фурму оснащают несколькими соплами, расположенными под углом 15-20 ° к вертикали. Для обеспечения максимальной кинетической энергии струй сопла выполняют с профилем сопла Лаваля, в котором потенциальная энергия газа может быть вполне преобразована в кинетическую энергию струи со сверхзвуковой скоростью истечения.

При однорядном расположении сопел по кругу наконечника фурмы их число не превышает 7, при двухрядном - 12. Однако устойчивость двухрядных фурм обычно не превышает 40-50 плавок. Характеристики некоторых используемых продувочных фурм приведены в таблице 3.1.

Расчетным данными для расчета продувочьной фурмы есть:- вместительность конвертераG=160 т;

- интенсивность дутья і=5 м3/(т∙хв);

- количество сопел на наконечьнике фурми n=5;

- длина фурмы lф=17,64 м;

- внутренный диаметр трубы фурмы dф=1,7 что подводит кислород, м;

- длинна шланги lшл=25 что подводит кислород, м;

- давление кислорода в магистрале Рм=1,8 МПа;

- температура кислорода в магистрале Тм=293 °К.

Таблица 11.1 - Характеристики фурм для конвертерной плавки с верхним кислородным дутьем

Характеристики Номинальная вместимость конвертера, т стали
 
1. Вес, кг
2. Подъемная вес (с водой и присоединенными рукавами), кг
3. Длина фурмы, м 26,50 23,28 23,03 17,64 15,40 15,00
4. Внешний диаметр dн, мм
5. Внутренний диаметр dф, мм
6. Максимальный расход кислорода, нм3 / мин - -
7. Максимальный расход воды на охлаждение, м3 / ч - -
8. Давление кислорода перед фурмой, МПа 2,0 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 1,5
9. Давление воды перед фурмой, 1,5 1,5 1,5 1,2 1,2 1,2 1,2
МПа 22,0 20,60 17,25 17,25 13,86 12,30 12,30
10. Ход фурмы, м              

 



Порядок расчета следующий.

1. Определение секундной массового расхода кислорода на фурму,кг/c:

 

(2.1)

 

где - плотность технического кислорода, кг/м3:

 

(2.2)

 

тут O2 и N2 – количество кислорода и азота в технически чистом кислороде, %.

 

2. Давление кислорода в подводном шланге, МПа:

 

(2.3)

 

3. Температура кислорода в шланге, 0К:

 

(2.4)

 

где k – показатель адиабати, k =1,4.

4. Плотность кислорода в шланге, кг/ м3:

 

(2.5)

 

где Т0 и Р0 – температура и давление кислорода в нормальных условиях, Р0=0,1 МПа;

Т0=293 0К.

5. Диаметр шланга, подводящего кислород, м:

(2.6)

 

где Wшл – скорость кислорода в шланге, Wшл=40...60 м/с.

6. Потери давления в шланге, подводящей кислород, МПа:

 

D (1.7)

де - коэффициент трения, =0,05...0,1

- коэффициент местного сопротивления, =1,0...2,5.

7. Давление кислорода на входе в фурму, МПа:

 

Рфшл -DРшл =1,62-0,11=1,51, (2.8)

 

8. Температуру кислорода в фурме, 0К:

 

(2.9)

 

9. Плотность кислорода в фурме, кг/м3:

 

(2.10)

 

10. Скорость кислорода в трубе фурмы, м/с:

 

(2.11)

 

11. Потери давления в трубе фурмы, МПа:

 

(2.12)

де =0,03...0,05; =0,5...1,0.

 

12. Давление кислорода перед соплами, МПа:

 

D =1,51-0,098=1,414. (2.13)

 

Для обеспечения ровного хода процесса давление перед соплами должно быть не менее 1,2 МПа.

 

13. Температуру кислорода перед соплами, 0К:

 

. (2.14)

 

14. Плотность кислорода перед соплами, кг/м3:

 

. (2.15)

 

15. Давление кислорода в критическом сечении сопла, МПа:

 

. (2.16)

 

16. Скорость кислорода в критическом сечении сопла, м/с:

 

(2.17)

 

R – универсальная газовая постоянная, 260 Дж/(кг 0).

17. Температуру кислорода в критическом сечении сопла, 0К:

 

. (2.18)

 

18. Плотность кислорода в критическом сечении сопла, кг/м3:

 

. (2.19)

 

19. Массовый расход кислорода через одно сопло, кг/с:

 

. (2.20)

 

20. Плоскость критического сечения сопла, м2:

 

. (2.21)

 

21. Диаметр критического сечения сопла, мм:

 

. (2.22)

 

22. Температуру кислорода на выходе из сопла, 0К:

 

. (2.23)

 

Давление на выходе из сопла Р2 принимаем равным:

0,11...0,12 МПа для G 100т;

0,12...0,13 МПа для G=100...200т;

0,13...0,16 МПа для G 200т.

 

23. Плотность кислорода на выходе из сопла, кг/м3:

 

, (2.24)

 

24. Скорость кислорода на выходе из сопла, м/с:

. (2.25)

 

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...