Задача 16. Определение основных размеров конвертера

Размеры рабочего пространства конвертера должны, прежде всего, обеспечивать продувку без выбросов металла через горловину, поскольку выбросы уменьшают выход годной стали и требуют периоди­ческих остановок конвертера для удаления настылей металла с горловины и входной части котла-утилизатора. Размеры некоторых конвертеров приведены в табл. 2.1 [3].

Таблица 2.1

Размеры рабочего пространства кислородных конвертеров

Емкость, т	Удельный объем, м3/т	Высота, НР, м	Диаметр, DВ, м	Глубина ванны, h, м	Диаметр горлови­ны, d, м
85 100 130 200 300 350	0,9 0,92 0,81 1,03 0,87 0,87	6,6 7,0 7,42 9,5 9,26 10,1	4,2 4,4 4,7 5,95 6,55 6,7	1,17 1,14 1,5 1,78 1,9 1,85	2,0 2,17 2,42 3,1 3,43 4,1

Методика расчета представлена ниже на примере 300 т кислородного конвертера.

Пример расчета

Для 300 тонного кислородного конвертера, согласно табл. 2.1 принимаем удельный объем 0,87 м ³/ т.

Вместимость конвертера составляет 300 т. Тогда внутренний объем рабочего пространства составит V = 0,87  300 = 261 м³.

Согласно табл. 2.1. диаметр внутренней поверхности футеровки

D_В = 6,55 м; диаметр горловины принимаем d = 3,43 м. Величина диаметра днища составит 60 % D_В

D_Д = 0,6  D_В = 0,6  6,55 = 3,93 м².

Высоту горловины найдем из соотношения

. (2.14)

Принимаем угол наклона горловины, из соображения устойчивости, равным 53 ^о, тогда tg α = 1,33.

h_Г = [( 6,55 - 3,43) / 2]  1,33 = 2,07 м.

Высота конической части днища

h_К = 0,6  D_В /2 = 0,6  6,55 / 2 = 1,965 м.

Высота сферической части днища

h_С = 0,4  D_Д / 2 = 0,4  3,93 / 2 = 0,786 м.

Высота рабочего пространства конвертера H_Р = 9,26 м .

Объем верхней конусной части составит

V_Г = (1 / 3) π  h_Г  [(D_В / 2) ² + D_В / 2  d / 2 + (d / 2) ² ], (2.15)

V_Г = (1 / 3)  3,14  2,07  [(6,55 / 2) ² + (6,55 / 2)  (3,43 / 2) + (3,43 / 2) ² ] = 41,79 м³.

Объем нижней конусной части составит

V_К = (1 / 3)  π  h_К  [(D_В / 2)² + D_В / 2 * D_Д / 2 + (D_Д /2 ) ² ], (2.16)

V_К = (1 / 3)  3,14  1,965  [(6,55 / 2) ² + (6,55 / 2)  (3,93 / 2) + (3,93 / 2) ² ]= 43,23 м³.

Объем нижней части шарового сегмента конвертера

V_С = (1 / 6)  π  h_С  (3  D_Д / 2 + h _С ²) , (2.17)

V_С = (1 / 6)  3,14  0,786  (3  3,93 / 2 + 0,786 ² ) = 2,68 м³.

Объем цилиндрической части конвертера составит

V_Ц = V – (V_Г + V_К + V_С), (2.18)

V_Ц = 261 – (41,79 + 43,23 + 2,685 ) =173,29 м³.

Высота цилиндрической части конвертера составит

H_Ц = V_Ц / ( π  (D_В / 2)² ) = 173,29 / (3,14  (6,553 / 2)² ) = 5,14 м. (2.19)