Определяем содержание кремния в металле после присадки силикомарганца
Определяем расход ферросилиция
Определим прирост массы металла после присадки ферросилиция
Определим массу ферросилиция, перешедшего в шлак и газовую фазу
МFeSi=МFeSi- МFeSi = 0,181 кг
Определим массу металла после присадки силикомарганца и ферросилиция
ММе= ММе+МFeMn+MFeSi= 93,004 кг
Определяем расход алюминия
Определение прироста массы металла после присадки алюминия
Определим массу алюминия, перешедшего в шлак
МAl=МAL- МAl =0,0186 кг
Определим массу металла после присадки силикомарганца, ферросилиция и алюминия
Определим массу раскислителей, перешедших в шлак и газовую фазу
Проверка химического состава готовой стали
4.Расчет кислородной фурмы
Общие замечания [5]
Кислородная фурма представляет собой конструкцию из трех цельнотянутых стальных труб концентрически входящих одна в другую. По внутренней трубе подается кислород, между внутренней и разделительной трубами осуществляется подвод воды на охлаждение кислородной фурмы, между разделительной и наружной трубами – вода отводится.
В верхней части стальных труб приварены патрубки для подключения кислородной фурмы к трактам кислорода и охлаждающей воды.
Компенсаторы обеспечивают независимые перемещения стальных труб относительно друг друга в связи с различным температурным расширением в процессе эксплуатации.
Нижняя часть кислородной фурмы заканчивается наконечником из чистой меди. Крепление наконечника к внутренней трубе осуществляется путем сварки или резьбового соединения, к наружной – путем сварки.
Наконечник кислородной фурмы формирует струи кислорода в соответствии с заданными аэродинамическими характеристиками. Его конструирование сводится к определению рационального числа сопел (n), угла наклона осей сопел к вертикальной оси кислородной фурмы (α), оптимальных геометричесих размеров сопла Лаваля.
Число сопел кислородной фурмы выбирают исходя из предотвращения выбросов шлакометаллической эмульсии из конвертера и обеспечения приемлемой стойкости кислородных фурм. При однорядном расположении сопел по окружности их число 3-7. Угол наклона осей сопел к вертикальной оси кислородной фурмы выбирают из условия необходимости обеспечения достаточного рассредоточения реакционных зон. При однорядном расположении сопел по окружности величина угла наклона осей сопел к вертикальной оси кислородной фурмы составляет 10-27 град.
При расчете параметров сопел Лаваля с постоянным углом раскрытия необходимо учитывать, что сопло Лаваля – сопло закритического режима истечения.
По всей длине сопло Лаваля имеет круглое сечение.
При работе сопла Лаваля в режиме сверхзвукового истечения газового потока в нем различают:
-
докритическую часть сопла или область дозвуковых скоростей газового потока;
-
критическое сечение, в котором скорость газового потока близка к скорости звука;
-
закритическую часть сопла или область сверхзвуковых скоростей газового потока.
При расчете приняты следующие условные обозначения:
а) исходных данных
Q – номинальная емкость конвертера, равная 340 т;
q – удельная интенсивность продувки, равная 3,3 м3/(т*мин);
Т – температура кислорода перед соплами кислородной фурмы, равная 293К;
Р – давление кислорода на срезе сопел кислородной фурмы, равное 140000 Н/м2.
β – угол раскрытия закритической части сопел, равный 8 градусов;
Vуд – удельный объем конвертера, равный 0,746м3/т;
Wкр – критическая скорость истечения кислорода, равная 298,104 м/с;
Рн – давление кислорода перед соплами кислородной фурмы, равное1920800 Н/м2;
б) промежуточных данных
Ркр – давление кислорода в критическом сечении сопел кислородной фурмы, Н/м2.
Tкр– температура кислорода в критическом сечении сопел кислородной фурмы, К.
m – массовый расход кислорода через одно сопло кислородной фурмы, кг/с;
fкр – площадь критического сечения сопла кислородной фурмы, м2;
fвых – площадь выходного сечения сопла кислородной фурмы, м2;
в) выходные данные
n – число сопел кислородной фурмы, шт
α – угол наклона осей сопел к оси кислородной фурмы, град.
Расчет
Давление кислорода в критическом сечении сопел кислородной фурмы
Ркр = Рн * 0.528 = 1920800 * 0.528 = 1014182 Н/м2
Температура кислорода в критическом сечении сопел кислородной фурмы
Ткр = Т * 0.833 =293 * 0.833 =244,069 К
Плотность кислорода в критическом сечении сопел кислородной фурмы
Число сопел кислородный фурмы
Массовый расход кислорода через одно сопло кислородной фурмы
Площадь критического сечения сопла кислородной фурмы
Диаметр критического сечения сопла кислородной фурмы
Площадь выходного сечения сопла кислородной фурмы
Диаметр критического сечения сопла кислородной фурмы
Длина докритической части сопла Лаваля
Длина закритической части сопла Лаваля
Длина сопла Лаваля
Lсопл = Lдокр + Lзакр = 0.016 + 0.0737 = 0.0897м
Радиус закругления тороида входной части сопла Лаваля
rт= dкр = 0,032 м
Угол наклона осей сопел к оси кислородной фурмы
