Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория и технология металлургии стали. Производство стали. Практикум
.pdf
На втором этапе задаются параметры режима торкретирования и
N
f
Q
k
t
w
k
определяется стойкость футеровки при данном режиме. Исходные
данные для второго этапа приводятся в табл. 1.5.
Таблица 1.5
Исходные данные для расчета на втором этапе
Параметр
Номер плавки, с которой начнется
торкретирование
Периодичность торкретирования –
Расход торкрет-массы кг/мин
Плотность огнеупорной массы г/см3
Коэффициент использования огнеупорной
составляющей торкрет-массы
Продолжительность торкретирования мин
Скорость износа торкрет-слоя мм/плавка
Единица
измерения
–
–
Обозначение
нт
тор
тм
тм
ρ
огн
тм
исп
тор
тс
изн
Коэффициент, учитывающий нанесение
торкрет-массы на внутреннюю поверхность
– k
1
верхней конической части
Коэффициент, учитывающий нанесение
торкрет-массы на внутреннюю поверхность
– k
2
нижней конической части
Схема нанесения торкрет-слоя представлена на рис. 1.6. Торкретслой наносится равномерно по всей поверхности рабочего пространства конвертера, которая подвергается торкретированию, стрелками
показано направление движения торкрет-фурмы. На поверхность
верхней конической и нижней конической частей рабочего пространства конвертера торкрет-слой наносится по высоте, составляющей
1/4…1/2
высоты соответственно верхней и нижней конических час-
тей рабочего пространства конвертера.
Коэффициент использования огнеупорной составляющей торкретмассы
тм
учитывает то количество огнеупорной составляющей
исп
торкрет-массы, из которого формируется торкрет-слой. Торкрет-слой
наносится на поверхность зоны шлакового пояса, а также частично
на поверхность верхней и нижней конических частей рабочего пространства, что учитывается коэффициентами k
чений k
и k2 одинаковы и, согласно принятой схеме нанесения тор-
1
и k
. Интервалы зна-
1
2
крет-слоя, принимаются равными 0,25…0,5. На рис. 1.7 представлена
схема профиля рабочего пространства конвертера на момент начала
торкретирования.
21
1
'
d
2
'
d
5
d
Торкрет-фурма
1
1
4
2
5
5
3
β
h
11
h31
h1
h2
/2
h2/2
h
3
Футеровка
Торкрет-масса
Торкрет-слой
Профиль рабочего
пространства
конвертера через
N плавок
Рис. 1.6. Схема нанесения торкрет-слоя на футеровку конвертера
′
d
d
α
d
′
d
′
d
d
d
Рис. 1.7. Схема профиля конвертера на момент начала торкретирования:
и d3 – диаметр соответственно верхней и нижней конической части на момент
начала торкретирования, м; d
торкретирования, м;
торкретирования, м; d
торкретирования, м; h1 и h3 – высота соответственно верхней и нижней конической
части, м; h2 / 2 – половина высоты рабочей части, м; h11 и h31 – высота
соответственно верхней и нижней конической части, на которую наносится торкрет-
слой, м; d
22
– верхний диаметр рабочей части на момент начала
4
– диаметр середины рабочей части на момент начала
– нижний диаметр рабочей части на момент начала
5
′
и
– промежуточные размеры, м
11
Площадь поверхности рабочего пространства, на которую нано-
S
S
S
1
р
S
2
р
S
S
tg
1111
22()
dd d d
hhh
53 513
3331
22( )
dd d d
hhh
2( )tg
2( )tg
β
11 1 1
hkh
31 2 3
hkh
2(1 )tg
2(1 )tg
β
11 1 1 4 1
(1 )( )
dd kdd
53 253
(1 )( )
dd kdd
сится торкрет-слой, рассчитывается по формуле
SSSS=+++
тор вк р р нк
12
,
где
– площадь поверхности рабочего пространства конвер-
тор
– площадь поверхности верхней конической части, на
вк
и
тера, на которую наносится торкрет-слой, м
которую наносится торкрет-слой, м
– соответственно площади поверхности верхнего и
ниж- него конуса рабочей части, м
– площадь поверхности нижней конической части, на
нк
которую наносится торкрет-слой, м
Из рис. 1.7 можно получить выражения для
′′
−−
tg
tgβ
41 111
α= =
−−
==
Отсюда
dd hh
dd hh
′
=+ − α,
11 1 1 11
′
=+ −
53 331
2
;
2
;
2
;
2
.
и tgβ :
α
;
−
.
−
.
Учитывая, что
торкрет-слоя, см. рис. 1.6), получаем:
Или
и
=
dd h k
dd h k
′
=+ − α
11 1 1 1
′
=+ −
53 3 2
′′
=+− −
′
=+− −
(согласно схеме нанесения
=
;
.
;
.
23
Введем следующие обозначения:
2
rd/
2
rd/
2
rd/
2
rd/
S
S
2
11 4 4 11 11
Srrrrh
2
55 55 31
S
2
rd/
1
р
S
2
р
S
22
2
2
2
()/1000
i
w
'ii
dd l
=
44
;
для площадей
=
55
. Тогда получим соответствующие выражения
и
вк
:
нк
π
=+ −+
()()
вк
11 11
2
′′
=
;
=
55
;
;
нк
Аналогично, принимая
щадей
и
:
1
Srrrrh/=+ −+ ;
р 42 24 2
2
Srrrrh/=+ −+
р 52 25 2
′
π
rr rr h
=+ −+
(
π
()()()
π
()()
()
)
′
=
22
2
.
, получаем выражения для пло-
2
()
.
Алгоритм расчета
1. Рассчитываются геометрические размеры профиля на момент
начала торкретирования (через N
плавок). Для расчета геометриче-
нт
ских размеров профиля рабочего пространства конвертера
(
см. рис. 1.7) через N
плавок используется схема износа футеровки
нт
рабочего слоя.
Толщина изношенного слоя в районе соответствующего диаметра,
м, рассчитывается по формуле
i
где
1000 –
– скорость износа в районе соответствующего диаметра,
мм/плавка;
коэффициент пересчета мм в м.
lwN= ,
изн нт
i
Размеры профиля рабочего пространства конвертера после N
плавок рассчитываются, как и для случая изменения профиля рабочего пространства конвертера по ходу кампании путем сложения соответствующих диаметров с удвоенной величиной изношенного слоя
футеровки по формуле
Размеры высоты остаются неизменными.
24
2
=+ .
изн
i
нт
2. Площадь рабочего пространства определяется путем суммиро-
S
k
k
(0,75 ) /1000
Q
t
k
(0 25 ) /1000
вания площадей, на которые наносится торкрет-слой
Рассчитывается количество торкрет массы, которое идет на
3.
тор
.
формирование торкрет-слоя, а также расход топлива и потери торкрет-массы. В данной модели принимается следующий состав торкрет-массы:
–
огнеупорный порошок и связующее вещество 75 %;
–
топливо (коксик) 25 %.
Так как топливо сгорает в струе кислорода, то на формирование
торкрет-слоя расходуется смесь огнеупорного порошка и связующего вещества (огнеупорная составляющая торкрет-массы), т.е. 75 % от
общего количества расходуемой торкрет-массы. Однако огнеупорная
составляющая торкрет-массы используется не полностью, потому
что часть ее может не свариваться с футеровкой, поэтому следует
ввести коэффициент
тм
, учитывающий использованное количество
исп
огнеупорной составляющей торкрет-массы.
Так как потери огнеупорной составляющей торкрет-массы в ходе
торкретирования нельзя определить точно, то принимается, что они
составляют 5…10 % от количества огнеупорной составляющей тор-
крет-массы. Тогда интервал значений
тм
составляет 0,9…0,95. Та-
исп
ким образом, масса огнеупорной составляющей торкрет-массы, из
которого формируется торкрет-слой, т, рассчитывается по формуле
тм тм
М Qt k=
огн тм тор исп
,
где
– расход торкрет-массы, кг/мин;
тм
– продолжительность операции торкретирования, мин;
тор
тм
– коэффициент использования огнеупорной составляющей
исп
0,75 –
1000 –
Расход топлива за одну операцию торкретирования, т, можно рассчитать по формуле
где 1000 – коэффициент пересчета кг в т.
торкрет-массы;
коэффициент, учитывающий содержание огнеупорной
составляющей в торкрет-массе;
коэффициент пересчета кг в т.
тм
М ,Qt=
кокс тм тор
,
25
Потери массы огнеупорной составляющей торкрет-массы, т, рас-
215
Qq,
2
O
q
Qqt
1000
считываются по формуле
тм тм тм
Рассчитывается расход кислорода (минутный и суммарный за
4.
(1 )М kM=−
потер исп огн
.
операцию).
Для грубого определения необходимого минутного расхода кислорода разделить на 2 численное значение минутного расхода торкрет-массы. По имеющимся литературным данным по минутным
расходам торкрет-массы и кислорода для различных предприятий
можно установить, что соотношение этих расходов составляет приблизительно (2…2,3) : 1. Таким образом, среднее соотношение минутных расходов торкрет-массы и кислорода составит 2,15 : 1. Тогда
расход кислорода можно рассчитать по формуле
где
– расход кислорода, м3/мин.
Суммарный расход кислорода за операцию, м
= ,
O
2
тм
3
, рассчитывается
перемножением минутного расхода кислорода на продолжительность операции торкретирования:
5.
Объем огнеупорной составляющей торкрет-массы, м
=
OOтор
22
.
3
, из кото-
рого формируется торкрет-слой, рассчитывается по формуле
тм
M
тм
огн
тм
ρ
где
– плотность огнеупорной составляющей торкрет-массы, т/м3.
огн
6.
Толщина торкрет-слоя, мм, наносимого за одну операцию тор-
V =
огн
,
тм
ρ
огн
кретирования, рассчитывается по формуле
тн
V
отн
hS=⋅
тс
тор
,
где 1000 – коэффициент пересчета толщины торкрет-слоя, наносимо-
го за одну операцию торкретирования, из м в мм.
26
7. Стойкость торкрет-слоя (число плавок, за которое изнашивает-
hnw
NN
р
р
р
hCw
NC C
Cnn
ся торкрет-слой), наносимого за одну операцию торкретирования,
рассчитывается по формуле
Количество операций торкретирования за кампанию определя-
8.
тс
тс
изн
.
=
тс
ется по формуле
−
n
тор
кт нт
= .
f
тор
По литературным данным торкретирование начинают через
150…200
тирования. Значение N
плавок, либо с половины стойкости футеровки без торкре-
рассчитывается следующим образом. При-
кт
нимается, что на момент окончания торкретирования толщина изнашиваемого рабочего слоя (см. рис. 1.6), должна составлять не менее
10 %
от его первоначальной толщины для того, чтобы исключить
перегрев корпуса конвертера за счет воздействия высоких температур процесса торкретирования 1800…2000 °С). Толщина рабочего
слоя на момент окончания торкретирования, м, рассчитывается по
формуле
кт исх
01h,h= .
срс
Стойкость этого слоя (число плавок) рассчитывается по формуле
кт
кт
рс
с
изн
с
.
=
Таким образом, значение N
стойкостью футеровки без торкретирования и стойкостью рабочего
слоя на момент окончания торкретирования:
9. C
операции торкретирования) рассчитывается по формуле
рассчитывается как разность между
кт
бт кт
=−
кт фут рс
.
уммарная стойкость торкрет-слоя (прирост стойкости за все
Σ
=
тс тс тор
.
27
10. Стойкость футеровки при выбранном режиме торкретирова-
CC
100 %.
ния (число плавок) рассчитывается как сумма стойкости футеровки
без торкретирования и суммарной стойкости торкрет-слоя:
ст бт Σ
С
Увеличение стойкости футеровки в процентном выражении
11.
=+
фут фут тс
.
рассчитывается по формуле
Σ
C
Δ
С
фут
тс
=⋅
бт
C
фут
Данная модель реализована в виде программы, входящей в пакет
прикладных программ RPK. Результатами расчета по программе являются:
–
стойкость футеровки без торкретирования, число плавок;
–
стойкость футеровки с выбранным режимом торкретирования,
число плавок;
–
толщина торкрет-слоя, наносимого за одну операцию торкрети-
рования, мм;
–
стойкость торкрет-слоя, наносимого за одну операцию торкре-
тирования, число плавок;
–
число операций торкретирования за кампанию;
–
увеличение стойкости футеровки, %;
–
общий расход торкрет-массы (огнеупорный порошок + связую-
щее вещество + топливо), т;
–
расход огнеупорного порошка, т;
–
расход топлива, т;
–
количество использованной огнеупорной составляющей тор-
крет-массы (из которого формируется торкрет-слой), т;
–
потери огнеупорной составляющей торкрет-массы, т;
–
расход кислорода, м
–
суммарный расход кислорода за операцию торкретирования, м
3
/мин;
3
.
1.4. Расчет массы футеровки, переходящей
в шлак по ходу кампании
Цель работы. Выработать у студентов навыки оценки массы
шлака, переходящей в шлак по ходу кампании.
При расчете шихты на конвертерную плавку необходимо оцени-
вать массу футеровки, переходящей в шлак по ходу кампании.
28
В табл. 1.6. приводятся исходные данные для расчета.
р
w
114141
Vrrrrh
2
Vrrrrh/
/2
453533
Vrrrrh
4
3
h
Таблица 1.6
Исходные данные для расчета
Параметр
Номер начальной плавки – n
Номер последующей плавки – m
Толщина рабочего слоя футеровки в зоне
шлакового пояса
Плотность футеровки т/м3
Линейная скорость износа футеровки в зоне
шлакового пояса за плавку
Единица
измерений
м h
мм/плавка
Обозначение
ρ
изн
Методика расчета
По
методике, изложенной в подразд. 1.2 рассчитываются размеры
профиля рабочего пространства конвертера через n и m плавок.
Рассчитывается объем в разных зонах конвертера после n плавок
(
см. рис. 1.4).
Объем в зоне первого конуса рабочего пространства:
1
n
=++
22 222
ππ π
(
3
.
)
Объем в зоне второго конуса рабочего пространства:
с
1
n
=++
224242
22 222
ππ π
(
3
Объем в зоне третьего конуса рабочего пространства:
1
n
Vrrrrh=++ .
325252
22 222
ππ π
(
3
Объем в зоне четвертого конуса рабочего пространства:
1
n
=++
22 222
ππ π
(
3
Объем в зоне сферической части рабочего пространства:
n
Vhr
=−
543
⎛⎞
2
π
⎜⎟
⎝⎠
)
.
)
.
)
.
29
Объем рабочего пространства конвертера после n плавок рассчи-
n
i
V
m
V
тывается по формуле
5
∑
i
n
,VV
i
=
1
n
=
где
– объем отдельных зон конвертера, м3.
Аналогично рассчитывается объем в разных зонах конвертера по-
сле m плавок
.
Рассчитывается разница между этими объемами:
nm
.
VVΔV −=
Масса футеровки, перешедшей в шлак, получается перемножени-
ем разницы объемов и плотности футеровки:
ΔρMV=
фут фут
.
Данный расчет реализован в программном комплексе RPK. Результатом расчета по соответствующей программе является масса
футеровки, перешедшая в шлак.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]