книги из ГПНТБ / Выплавка стали в малых конвертерах на кислородном дутье В. В. Кондаков и Н. С. Бойков ; под редакцией И. П. Бардина.1960 - 7 Мб

Рис. 52. Предохранительный клапан рычажного типа диам. 16 мм на давление до 15 ати:

/—корпус; 2 —клапан; 3 — шарик диам. 10 мм; 4 и 5— гайки 1" тр.; 6 и 7 —ушко; в —рычаг; 9 — груз

Рис. 53. Типы фланцевых соединений кислородопроводов:

а—плоские приварные фланцы для стальных трубопроводов низкого и среднего дав­ ления; б—точеные фланцы для стальных трубопроводов высокого давления; в—плоские фланцы с резьбой для стальных трубопроводов высокого давления; г—плоские фланцы с резьбой для красномедных или латунных труб

Фланцевые соединения делают на прокладках: при давлении до 6 ка/cjn2 — из асбестового картона; от 6 до 64 кг/сл«2 — из гоф­ рированного металла с прографиченным асбестовым шнуром; от 64 до 100 кг1см2— из листового алюминия или отожженной крас­ ной меди, марки М3; свыше 100 кг/см2— из отожженной красной меди.

Кислородопроводы из водогазопроводных труб диаметром до

50 мм можно соединять посредством муфт, которые пропаивают

или промазывают свинцовым глетом, изготовленным на дистилли­ рованной воде. Уплотнения из льна, пеньки или других органиче­ ских материалов, а также из веществ, содержащих жиры, не до­ пускаются. Красномедные и латунные трубы соединяют при по­ мощи фланцев или муфт с пропайкой твердым припоем.

Арматуру кислородопроводов устанавливают преимуществен­

но на фланцах. При резьбовых соединениях резьбы труб и арма­ туры пролуживают; после навертывания соединение прогревают и пропаивают.

Перед монтажом трубопроводы и арматуру подвергают на­

ружному и внутреннему осмотру. Те трубы и арматура, в кото­ рых были обнаружены хотя бы следы жира или масла, должны быть .заменены или обезжирены.

Для обезжиривания внутренних поверхностей труб и армату­ ры применяют четыреххлористый углерод, дихлорэтан или этило­ вый спирт-ректификат. Неметаллические прокладки обезжирива­ ют четыреххлористым углеродом. Следует иметь в виду, что че­

тыреххлористый углерод и дихлорэтан токсичны, дихлорэтан и этиловый спирт горючи и взрывоопасны, поэтому при обезжирива­

нии необходимо применять меры 1предосторожности согласно

специальным инструкциям.

Обезжиренные трубы и арматура должны быть продуты азо­ том или воздухом, не содержащим масла, до полного удаления остатков растворителя жиров. Руки и спецодежда рабочих, мон­

тирующих кислородопровод, а также инструмент и обтирочный

материал не должны быть замаслены.

После монтажа, наружного осмотра и продувки воздухом или азотом кислородопровод подвергают пробному испытанию на

прочность и плотность.

Гидравлическое испытание на прочность производят при дав­ лении, в 1,5 раза превышающем рабочее давление. Пробное дав­ ление поддерживают в течение 5 мин., после чего снижают его до рабочего и осматривают трубопровод.

Испытание на плотность производят при рабочем давлении сжатым воздухом, не загрязненным масламиПлотность соедине­

ний проверяют путем обмазки их мыльным раствором. Испытания продолжаются в течение 24 час. после того, как температура га­

за достигнет температуры окружающей среды.

172 Оборудование для снабжения малых конвертеров кислородом

Величину утечки определяют из выражения

В среднем утечка газа в трубопроводе за 1 час испытания не должна превышать 1% при рабочем давлении до 1 кг!см2- и 0,5% при рабочем давлении свыше 1 ка/сж2.

По окончании всех испытаний кислородопровод просушивают путем продувки воздухом или. азотомСкорость воздуха при про­ дувке должна составлять 15—20 м]сек. Продувку кислородопровода считают законченной, если в течение 3—5 мин. на листе бе­ лой бумаги, подставленном под струю ,'выходящего воздуха, не

окажется следов частиц взвеси или влаги, выносимых из кисло-

родопровода.

Перед сдачей в эксплуатацию кислородопроводы должны быть продуты кислородом. Объем кислорода, расходуемого для этой цели, должен равняться примерно трехкратному объему продуваемого кислородопровода.

После монтажа и всех испытаний наружные и проложенные в каналах кислородопроводы окрашивают в голубой цвет.

Расчет внутреннего диаметра кислородопровода. Для расчета составляют схему трубопроводов. Внутренний диаметр отдельных участков или ветвей сети определяют в зависимости, от макси­

мального расхода газа, длины трубопровода, принятых скоростей газа и потерь давления. Суммарная потеря давления на пути от

источника до агрегата-потребителя не должна превышать 5—8% от величины рабочего давления. Диаметр кислородопровода обычно определяют по формулам расчета трубопроводов, рабо­ тающих под высоким давлением:

V12,5ф.<^

УY ■ \Р

где d—внутренний диаметр трубопровода, мм; G— расход газа, кг)час;

I — длина трубопровода, м;

Т — удельный вес газа при данном давлении и температуре,

кг1м3;

ЛР— потери давления, ата; Р —коэффициент трения.

174 Оборудование для снабжения малых конвертеров кислородом

где QH — расход кислорода в нормальном состоянии, т. е. приве­ денном к 20° и 760 мм рт. ст., нм31час\

t—температура кислорода, °C;

Р— давление кислорода в трубопроводе, ата\ К — коэффициент отклонения (см. рис. 37).

Скорость потока кислорода в стальных трубопроводах прини­ мают меньшей, чем для других газов, так как возможно самовос­

пламенение труб вследствие трения частиц газа и механических

примесей о стенки при высоком давлении или образование искры

статического электричества при прохождении струи кислорода че­ рез каналы арматуры (вентили и пр.). Рекомендуемые скорости,

м]сек:

Толщину стенки трубопровода определяют или проверяют на прочность по формулам для расчета цилиндрических соединений на внутреннее давление.

Пример 1. Конвертер емкостью 1,5 т и вагранка производи­ тельностью 3,0 т/час получают кислород от реципиента высокого давления. Длина кислородопровода от реципиента до цеха 250 м, ответвления к конвертеру— 15 м, к вагранке — 25 м.

Максимальная интенсивность подачи кислорода в процессе

10 ати. Максимальная температура газа 30°.

Определить внутренний диаметр участков кислородопровода: 1) магистрального (межцехового) от реципиента до цеха; 2) от­ ветвления к конвертеру; 3) ответвления к вагранке.

1. Магистральный кислородопровод. Принимаем потери дав­ ления 'равными 0, 3 атм. Расчетное давление 15 + 0,3 = 15,3 ати-

Местные сопротивления: шесть изгибов , один проходной за­ порный вентиль, один тройник. Расчетная длина трубопровода,

включая эквивалентные длины местных сопротивлений, соста­ вит

I = 250 + 0,7 х 6 + 25 + 7 = 286 м.

Максимальный расход кислорода при одновременной рабо­ те конвертера и вагранки с учетом 2% потерь:

Q = 900 -р 30 • 1,02 = — 950 нм?!час\

весовой расход газа:

G = 950 • 1,327 = 1260 кг!час-,

коэффициент трения, соответствующий этому расходу, (3-1,00.

176 Оборудование для снабжения малых конвертеров кислородом

костью 1,0 т. Длина трубопровода 18 м, давление 15 ати, макси­

4.Контрольно-измерительные приборы

Учет расхода технического кислорода. Наиболее распрост­ раненным способом измерения расхода газов является установ­ ка в трубопроводе дроссельного устройства— диафрагмы, соп­ ла или трубы Вентури. Сужение сечения трубопровода вызыва­ ет повышение скорости, увеличение кинетической энергии потока и соответствующее понижение его потенциальной энергии. За­ меренная дифференциальным манометром величина перепада давлений ДР = Р\ — Ръ служит мерой расхода газа. Весовое или объемное количество газа, прошедшего через дроссельное уст­ ройство в единицу времени, показывает соответствующий изме­

рительный прибор или его определяют расчетным путем по пе­ репаду давлений, параметрам газа и экспериментальным коэф­ фициентам.

Наиболее простыми дроссельными устройствами являются

диафрагмы или дроссельные шайбы. Диафрагмы нормализова­

с осью трубопровода. Отбор газа для измерения перепада дав­

лений производится с обеих сторон диафрагмы при помощи спе­ циальных отверстий или кольцевых камер, прилегающих к дис­ ку и соединенных с внутренней полостью трубопровода кольце­ выми щелями. Рекомендуется применять камерную диафрагму,

так как она менее чувствительна к неточностям установки, не­ симметричности и местным возмущениям газового потока.

диафрагмы должно иметь строго цилиндрическую форму с ко­ ническим расширением к выходу потока. Длина цилиндричес­

кой части а < 0,02 D при отношении к толщине диска —=0,2.

Рис. 54. Установка измерительной диафрагмы:

/ — трубопровод; 2 — фланцы; 3 — нормальная диафрагма с кольцевыми камерами; 4 — дифференциальный манометр; 5 — присоединительные трубки

Угол конусности должен быть в пределах 30—45° (практически обычно 45°). Ширина кольцевой щели должна быть п < 0,3 D,

но не более 5 мм и не менее 2 мм. В целях выравнивания давле­

ний площадь поперечного сечения S кольцевой камеры должна

178 Оборудование для снабжения малых конвертеров кислородом

меньше половины площади кольцевой щели. При изготовлении диафрагмы следует обращать особое внимание на обработку входной кромки; она должна быть острой, не иметь заусениц,

царапин, углублений, закруглений и т. п.

Камеры диафрагм изготовляют из углеродистой конструк­ ционной стали, а диски — из нержавеющей или малоуглероди­ стой конструкционной стали с антикоррозийным покрытием.

Диафрагмы могут быть установлены как на горизонтальных,

так и на вертикальных участках трубопровода. Острый край ди­

афрагмы располагают со стороны подвода газа. Диафрагма должна быть точно центрирована с осью трубопровода. Для точности, измерений большое значение имеет состояние внутрен­

ней поверхности трубопроводов и длина прямых участков до и особенно после диафрагмы. Эти участки должны быть цилин­ дрическими и иметь возможно более гладкую внутреннюю по­ верхность. До и после диафрагмы должны быть (прямые участки трубопровода без вентилей и каких-либо других местных соп­ ротивлений. Требуемая длина прямых участков определяется

отношением типом диафрагм и степенью искажения пото­

ка до измерительного участка. Прямой участок после диафраг­ мы во всех случаях может быть принят /2 > 5 D. Для получения точных результатов измерения требуются очень длинные пря­ мые участки до диафрагмы, доходящие в отдельных случаях до

/1 = 80 D- При иопользовании диафрагмы камерного типа, от­

ношении =0,4 -ъ0,6 и требуемой точности измерения ± 1,0%

длину прямого участка можно принять /-10-И5 D.

Все соединения диафрагм и отводов к измерительным прибо­

рам должны быть абсолютно плотными, так как малейший про­

пуск газа снижает точность измерений.

Измерение перепада давления, при установке диафрагмы или другого дроссельного устройства для последующего определения объемного или весового расхода газа в единицу времени, произ­ водится при помощи дифференциальных манометров.

Наиболее удобны механические дифференциальные мано­ метры — газовые счетчики, или расходомеры, показывающие часовой и суммарный расход газа и вычерчивающие на диаграм­ ме кривую изменения расхода газа во времени. Промышленность выпускает такие расходомеры нескольких типов. Широко приме­ няются показывающие и самопишущие расходомеры типа

«кольцевые весы», которые выпускаются как для малого стати

пишущие и с суммирующими счетчиками).

Соединительные трубопроводы от дроссельного устройства или диафрагмы к расходомеру должны быть совершенно плот­ ными; длина их по возможности не должна превышать 50 м. Расходомеры с электрической передачей можно устанавливать на расстоянии 300—500 м без изменения градуировки прибора-

В случае отсутствия газовых счетчиков-расходомеров можно

использовать простые и легко монтируемые переносные U-об- разные дифференциальные манометры с водяным или ртутным заполнением, а также манометры чашечного типа. Такие мано­

метры выпускаются промышленностью в двух модификациях:

для статического давления до 50 кг!см2 (ДТ-50) и до 150 кг/см2 (ДТ-150) в комплекте с пружинным манометром для измерения давления газа перед диафрагмой или без него (рис. 55). Уста­ новка U-образного дифференциального манометра на трубопро­

воде с диафрагмой схематически показана на рис. 54.

Приближенные формулы расхода газа:

а) при заполнении дифференциального манометра водой:

Q = 1,252 • аи • d2 р/"у- м31час\

б) при заполнении дифференциального манометра ртутью:

в мм рт. ст.;

аи —исходный коэффициент расхода (см. табл. 47); d — диаметр отверстия диафрагмы, см\

у — удельный вес газа при данных параметрах, кг/м3.

В приведенных выше формулах расход газа определяют в ■его рабочем состоянии, т. е. при действительных давлении и тем­ пературе. Приведение расхода газа к нормальному состоянию ^20°С и 760 мм рт. ст., или 1,033 кг!см2) производят по соответ­ ствующим уравнениям для сухого или влажного газа.

Для более быстрого определения расхода газа в производ­ ственных условиях пользуются расчетными таблицами или диаг­ раммами расхода по измеренному перепаду давления для раз­ личных значений давления в трубопроводе и температуры газа.

При питании конвертера кислородом от рамповой баллон­ ной установки, расход кислорода на плавку можно легко и срав­ нительно точно определить по падению давления в баллонах.