2. ВИБІР ВИХІДНИХ ДАНИХ

2.1 3Агальні положення

Мета розрахунку - встановлення основних розмірів кисневого конвертеру і параметрів кисневої фурми для продувки металу зверху.

Методикою розрахунків передбачено, що верхня конічна частина конвертера (по внутрішній поверхні вогнетривкої кладки) виконана у вигляді усіченого конусу (рисунок 2.1.) з симетрично розташованим відносно вертикальної вісі конвертеру жерлом.

Середня частина конвертеру має циліндричну форму.

Ванна конвертеру, яку займає метал в спокійному стані, представляє собою усічений конус зі сферичним днищем.

Така конфігурація нижньої частини робочого простору конвертера забезпечує найбільшу глибину ванни під фурмою, добру циркуляцію металу і необхідний стік металу і шлаку при зливі.

Форма корпусу конвертера в основному повторює профіль робочого простору з урахуванням зон збільшення і зменшення товщини вогнетривкої кладки.

Киснева фурма складається з трьох концентрично розташованих овальних труб (рисунок 2.2), які мають в верхній частині патрубки з фланцями, з'єднані сталевими шлангами (металорукавами) з трубопроводами для подачі кисню, підводу і відводу охолоджуючої води.

Головка фурми виконана з міді з соплами Лаваля (рисунок 2.3).

Підвід кисню до фурми - центральний (по центральній трубі).

Вода до головки фурми подається між кисневопідвідною і розподільною трубою і зовнішньою.

Дуттєві сопла з'єднані з чашею і колектором головки фурми з допомогою зварювання (рисунок 2.4).

Вхідними даними для розрахунку являються:

1. Ємкість конвертеру G = 220 т.

2. Питомий об'єм конвертеру V_у = 0,91 м³/т.

3. Інтенсивність продувки металу киснем 4,1 м³/т.

4. Тиск кисню в магістралі Р_м = 2 МПа.

5. Температура кисню в магістралі Т_м = 293 К.

6. Швидкість кисню в шлангу W_шл = 65 м/с.

7. Швидкість кисню в кисневопідвідній трубі фурми W_ф = 55 м/с.

8. Довжина шлангу l_ш = 20,6 м

9. Довжина фурми l_ф = 26,51 м.

10. Ступінь нерозрахункованості сопла z = 1,08.

11. Кут розкриття сопла Лаваля β = 10^○.

12. Кут нахилу вогнетривкої кладки верхньої частини конвертору по відношенню до вертикалі γ = 28^○.

13. Товщина стінки сопла δ_с = 12 мм.

14. Товщина стінки чаши головки фурми δ_г = 14 мм.

15. Товщина стінки разподільної труби фурми δ_р = 4 мм.

16. Товщина стінки зовнішньої труби фурми δ_в = 10 мм.

17. Питомий тепловий потік для ділянки фурми, яка знаходиться в порожнині конвертеру q_к= 850 кДж/м² ∙ с.

18. Питомий тепловий потік для ділянки фурми, розташованої над конвертором q_н = 115 кДж/м² ∙ с..

19. Перепад температур води на вході і виході з фурми (Δt_п) не повинен перевищувати 15 - 25^○ С.

20. Швидкість руху води у відвідному каналі фурми W₀ = 5 м/с.

21. Відношення площі пересічного перерізу кільцевих каналів для підводу і відводу води в фурмі α = 1,5.

Рисунок 2.1 – Схема конвертера

Рисунок 2.2 – Киснева фурма

1 – киснево-підвідна труба; 2 – подільна труба;

3 – зовнішня труба; 4 – головка;

5, 7 – патрубки для підводу і відводу води;

6 – патрубок для підводу кисню.

Рисунок 2.3 – Профіль сопла Лаваля

Рисунок 2.4 – Схема нижньої частини фурми

Нижче приведені пояснення до вибору величин вищезгаданих параметрів. При виконанні розрахунку задані і вибрані початкові дані представляються з вказівкою найменувань параметрів, їх умовних позначень, чисельних значень і одиниць вимірювання.

Наприклад:

1. Ємкість конвертеру G = 350т.

2. Питомий об'єм конвертеру V_y = 0,9 м³/ т і далі.