раздел 2.4 данной работы).
Граничное условие в сталевыпускном отверстии летки конвертера (граница 8)
формулируется как отсутствие тензора напряжений, чем показывается фактическое
отсутствие границы на срезе летки конвертера [99]. На боковых стенках летки
(границы 10 и 11) значения составляющих скорости и задавались равными нулю
[34].
В качестве начальных условий задавались значения скоростей истечения газа из
сопла и шлака из летки конвертера.
Для расчетно-теоретического исследования приняты исходные данные,
представленные в таблице 4.1. Результаты расчета для случая фронтального
натекания газовой струи на летку диаметром представлены на рис. 4.5-4.7.
Сравнение результатов расчета показывает следующее:
- при прочих одинаковых условиях глубина оттеснения слоя шлака над леткой
конвертера растет с увеличением диаметра выходного отверстия сопла;
- увеличение угла между осью сопла и осью сталевыпускного отверстия летки
приводит к уменьшению глубины оттеснения шлака над леткой;
- глубина проникания газовой струи в слой шлака в полости летки конвертера ()
составляет длины летки конвертера и в целом корреспондируется с глубиной
оттеснения слоя шлака над леткой конвертера после торможения и удержания в ней
шлака, рассчитанной в главе 3 данной работы, что дает основания говорить об
адекватности нестационарной математической модели, описывающей истечение
газовой струи в тупиковый канал;
- при прочих одинаковых условиях с уменьшением диаметра сталевыпускного
отверстия летки время запирания шлака в ней газовой струей сокращается;
- время запирания шлака газовой струей в летке конвертера () для конвертеров
емкостью т в соответствии с расчетами и рис. 4.7 составляет с.
Время срабатывания системы газодинамической отсечки шлака, помимо времени,
необходимого для осуществления запирания расплава шлака газовой струей в летке
конвертера, включает в себя также время срабатывания пневматической системы,
расчет которого приведен в приложении Д. Таким образом, время срабатывания
газового затвора определяется по формуле:
, (4.15)
Результаты расчетов времени срабатывания пневматической системы свидетельствуют
о том, что основными параметрами, регулирующими его, являются диаметр
трубопровода, питающего пневматический цилиндр, а также давление газа в
магистрали.
4.4 Расчет экономической эффективности работы системы газодинамической отсечки
шлака
Выход годного в кислородно-конвертерном производстве зависит от химического
состава чугуна, соотношения в шихте чугуна и лома, шлакового режима,
интенсивности продувки, количества шлака, попадающего в ковш при выпуске плавки
и ряда других факторов.
Исходные данные для расчета представлены в [56, 157-159].
Удельная величина потерь металла в угар в процессе выплавки и раскисления стали
определяется по формуле, которая получена из теоретического уравнения
материального баланса конвертерной плавки в расчете на 100кг металлозавалки,
т.е. чугуна и лома [160]:
,(4.16)
где - угар металла в конвертере и при раскислении, % по массе; - расход чугуна,
%; - доля примесей в чугуне, %; - расход скрапа, % (кг/100кг); - доля шлаковой
фазы и графита в миксерном шлаке, %; - доля миксерного шлака в чугуне,
заливаемом в конвертер, %; - доля мусора в скрапе, %; - доля окалины в скрапе,
%; - доля примесей в скрапе, %; - количество образующегося шлака, %; - доля
закиси железа в образующемся шлаке, %; - доля оксида железа в образующемся
шлаке, %; - доля корольков железа в образующемся шлаке, %; - объем
образовавшихся конвертерных газов, м3/100 кг; - концентрация пыли в
конвертерных газах, г/м3; - доля железа в пыли конвертерных газов, %; -
количество металла, теряемого с выбросами из конвертера, %; - расход
ферросплавов j- ой марки, % (кг/100кг); - доля i- го легирующего элемента в j-
ой марке ферросплава, %; - угар i- го легирующего элемента в j- ой марке
ферросплава, %; - доля примесей в металле после продувки, %; - расход i- го
неметаллического железосодержащего материала, % (кг/100кг); - доля железа в i-м
железосодержащем материале, %.
Пересчет полученной величины угара на тонну годной стали осуществляется по
формуле [160]:
, (4.17)
где - угар металла, кг/т годной стали; - выход жидкого металла из
металлозавалки, %; - выход годной стали из жидкого металла, %.
Выход жидкого металла из металлозавалки определяем по формуле [160]:
, (4.18)
Выход годной стали из жидкого металла определяем по формуле [160]:
, (4.19)
где - отходы и потери металла в процессе разливки, кг/т годной стали.
Более упрощенно выход годного определяется по формуле [161]:
, (4.20)
- выход жидкой стали по плавке, кг; - расход чугуна, кг; - расход
металлического лома, кг; - расход железной руды, кг; - расход ферросплавов,
кг.
Выполненные технические расчеты показывают, что угар легирующих элементов
ферросплавов снижается в среднем на 10%, а выход годного увеличивается на
0,17%.
ВЫВОДЫ
1. На основании экспериментальных данных проведено расчетно- теоретическое
исследование диссипации энергии газовой струи при натекании ее на тупиковый
канал, в результате которого установлено, что максимум диссипации энергии
наблюдается в свободной струе газа и составляет % энергии струи на срезе сопла.
В объеме тупикового канала диссипация энергии импактной струи не превышает 40%
от энергии струи, поступающей в тупиковый канал.
2. Расчетным путем определена глубина проникновения газовой струи в слой шлака
в полости летки конвертера в период отрыва потока, вытекающего из конвертера
металла от шлака, находящегося в конвертере и отдува шлака
- Київ+380960830922