ПРАКТИЧНА РОБОТА №1

 

Вступ.

Розрахунок основних розмірів кисневого конвертора відповідної садки призначений в якості навчального посібника при виконанні самостійних завдань, практичних робіт з навчальної дисципліни «Теорія і технологія виробництва сталі та феросплавів», а також при виконанні курсових та дипломних проектів по киснево – конвертерним цехам для студентів спеціальності 5.05040103 «Виробництво сталі і феросплавів».

1. Методичні вказівки для виконання розрахунку

 

1.Спочатку розрахунку вибираються необхідні для розрахунку (номер варіанту по списку: Д_в – внутрішній діаметр конвертера; Н/Д_в- відношення висоти до діаметру;

α – кут нахилу горловини).

2.Для полегшення виконання розрахунку необхідно проводити нумерацію.

При виборі основних розмірів конвертерів необхідно дотримуватись таких вимог, які витікають із аналізу роботи діючих кисневих конвертерів.

1) Нормальне протікання технологічного процесу без викидів досягається, якщо підібраний мінімально допустимий об’єм внутрішньої порожнини конвертера. Для кисневих конвертерів садкою від 50 до 100т питомий об’єм знаходиться в межах 0,80 – 1,10 м³/т; для конвертерів садкою 120 – 250 т питомий об’єм знижується до 0,80 – 0,85 м³/т; для конвертерів садкою 270 – 400 т питомий об’єм знижується до 0,76 – 0,79 м³/т сталі. При виборі питомого об’єму враховують прийняту технологію виплавки сталі.

2) Відомо, що із збільшенням внутрішнього діаметру конвертера стійкість кладки збільшується. Але при цьому необхідно враховувати, що відношення висоти робочого простору конвертера до його внутрішнього діаметру знаходиться в межах (Н/Д_в) = 1,4 – 1,8. В конвертерах прийняті наступні розміри внутрішнього діаметру;

Таблиця.

№ п/п	[Q] – садка,т	[ДВ]- внутрішній діаметр, м
		3,2 – 3,4
		4,0 – 4,4
		4,8 – 5,5
		5,4 – 5,52
	200 - 210	5,5 – 5,94
		6,6 – 6,7
	300 - 330	6,7 – 6,9
	350 - 400	6,8 – 7,0

 

 

3)Діаметр горловини повинен вибиратися по прийнятих умовах витрат металевого брухту. Чим більше металевого брухту, тим ширше повинен бути розмір короба, і відповідно, тим більше повинен бути діаметр горловини. Але великий діаметр горловини може стати причиною попадання атмосферного повітря при подачі кисню під великим тиском. Діаметр горловини складає 0,52 – 0,63 D_В.

4)Висота горловини визначається прийнятим кутом нахилу [α] по умовам стійкості. Значення кута [α] в діючих конвертерах середньої та великої садки коливається в межах 53 – 71⁰С (зменшується при збільшенні садки).

5)Днище конвертера злегка вигнуте з метою збільшення його стійкості.

6) Глибина рідкої ванни в спокійному стані в діючих конвертерах така:

Таблиця

 

№ п/п	[Q] – садка, т	[h]- глибина ванни,м
		1,05 – 1,10
		1,40 – 1,50
		1,52- 1,61
		1,63 – 1,71
		1,57 – 1,71
		1,85 – 1,90
		1,99- 2,05
	350 - 400	2,05 – 2,10

 

7) Висота вільного простору вище рівня спокійної ванни в конвертерах садкою від 100 до 400 т коливається в межах 5,50 – 9,0 м.

8) Максимальна та мінімальна товщина футеровки конвертерів (мм):

Конусна частина 508 – 990мм,

Циліндрична частина 710 – 1200 мм,

Днище 750 – 1500 мм.

 

По наведеним вище даним вибираються основні розміри профілю кисневого конвертера.

 

2.Визначення основних розмірів кисневого конвертера садкою 150 т.

 

По вище наведеним даним вибираємо: D_в - 5,0 м α=60⁰

Н₁/D_в – 1,4 D_г- 0,55D_в

 

Де D_в- внутрішній діаметр циліндричної частини конвертера, м;

Н₁ – висота робочого простору від зрізу горловини до центра днища,м;

α – кут нахилу горловини, градуси;

Dг- діаметр горловини,м.

Форму конвертера приймаємо по малюнку, 1.

 

2.1. Визначаємо висоту робочого простору:

2.2.Визначаємо діаметр горловини:

 

 

2.3.Висота горловини рівна:

 

2.4.Визначаємо об’єм рідкого металу:

 

 

Q – садка конвертера, т

0,145 – питомий об’єм металу, м³/т,

 

2.5. Метал в спокійному стані міститься в шаровому сегменті та в циліндричній частині конвертера:

 

 

Обʼєм шарового сегменту визначається по формулі:

 

2.5.1.

 

Де - глибини шарового сегменту, знаходиться в межах 0,32 – 0,35 м,

для розахунку приймаємо рівним 0,32м;

Z_в- внутрішній радіус циліндричної частини конвертера,м (D_в/2)

 

2.5.2. Обʼєм циліндричної частини конвертера зайнятої металом визначаємо по формулі:

 

Де h_ц.ч.- висота металу розміщеного в циліндричній частині, позначаємо через х,м

 

Підставивши розрахункові дані в формулу (2.5.), визначаємо висоту металу розміщеного в циліндричній частині конвертера:

 

Звідкіля х=0,95, тобто висота металу розміщеного в циліндричній частині h_ц.ч.=0,95м

 

2.6.Визначаємо загальну глибину металевої ванни:

 

2.7.Якщо приймаємо кількість шлаку 10% від загальної маси шихти, а його густина 3000 кг/м, то шар шлаку буде:

 

 

2.8.Загальна глибина металевої ванни в спокійному стані складає:

 

2.9.Висота циліндричної частини конвертера рівна:

 

2.10.При товщині кладки днища (δ_д =1,0м) та товщині кожуха (δ_к=0,05 м) загальна висота конвертера рівна:

 

 

2.11.Повний об’єм робочого простору рівний:

 

Обʼєм горловини представляє собою фігуру зрізаного конуса, який визначається по формулі:

 

Де Н_г - висота горловини конвертера, м

Z_г– радіус горловини конвертера, м.

 

 

2.11.2.Обʼєм циліндричної частини конвертера рівний:

 

Підставивши визначені дані в формулу (2.11.) знаходимо об’єм робочого простору:

 

2.12.Питомий об’єм робочого простору конвертера складає:

 

 

Що відповідає припустимим нормам для конвертерів.

 

2.13.Відстань від рівня спокійної ванни до зрізу горловини:

 

Висновок.

Завдання на практичну роботу №1

Номер варіанту	Садка конвертера Q, т
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.