Длительность конвертерной плавки обратно пропорциональна средней плотности теплового потока ( 
, кВт/м2) на развитую поверхность металла (Sр.з., м2) в барботажной зоне продувки агрегата и определяется по выражению:
, (1)
где Δi - необходимое увеличение энтальпии металла по ходу продувки расплава кислородом в конверторе, кВт×ч.
Тепловой поток от струй дожигания оксида углерода (СО) на поверхность зоны продувки равен:
, (2)
Где 
- коэффициент передачи тепла металлу от струй дожигания; 
- суммарный приход тепла от струй дожигания СО при дополнительной подаче кислорода (О2) над поверхностью металла в зоне продувке, кВт.
После подстановки из выражения (2) в уравнение (1) для τпл получим формулу:
, (3)
где 
, кВт; ρ - плотность газа, кг/м3; значение 10,15×103 соответствует удельному количеству тепла, выделяемого при сжигании 1 кг СО, кДж/кг.
Из выражения (3) следует, что при постоянных значениях G и Δi длительность плавки заметно снижается (τпл), а следовательно и производительность (Рк) конвертера возрастает с увеличением и , что свидетельствует об эффективности применения новых [1, 2] фурм для продувки конвертерной ванны двухъярусным потоком кислорода.
Объем оксида углерода (VCO) дожигаемого в струях О2, равен удвоенному расходу кислорода, подаваемого над поверхностью металла в зоне продувки (Sр.з.), т.е. 
, м3/с. В свою очередь расход О2 на дожигание СО определяется условиями технологии конвертерной плавки [1,3].
При соответствующих параметрах дутьевого режима конвертерной ванны кислородом определяем значение в системе встречных газовых потоков над зоной продувки по выражению:
(4)
где 
, 
и 
- теплоусвоенное металлом, эндотермические потери тепла и теплоусвоенное ванной (металлом и шлаком); 
- эффективный коэффициент теплопередачи от струй дожигания металлу.
Анализ выражения (4) показывает, что при Кэф=const повышение и снижения величины 
коэффициент 
, т.е. возрастает, а это способствует снижению τпл (ур-е 3) и повышению производительности агрегата (Рк→max) конвертерного агрегата.
На основе проведенных исследований предложена структура технологической модели и разработан алгоритм расчета параметров конвертерной плавки, позволяющий их прогнозировать по ходу продувки и оптимизировать процессы шлакообразования, нагрева и обезуглероживания металла при различных режимах дутья в агрегате.
Термодинамические расчеты и анализ процесса дожигания СО в конвертере показали, что реакция СО+0,5О2→СО2 в объеме газошлакометаллической эмульсии является необратимой в интервале до 2000°К в рабочем пространстве конвертера вне барботажной зоны продувки. В том случае, если струи дожигания СО направляются непосредственно на поверхность барботажной зоны продувки, где температура достигает 2500°С, то имеют место значительные тепловые потери в результате диссоциации СО2, поступающего на поверхность металла, а также за счет эндотермических реакций восстановления СО2 железом и углеродом при подаче струй дожигания на поверхность металла и его брызг над реакционной зоной.
Следовательно, целесообразным является такой дутьевой режим с дожиганием СО в струях О2 над зоной продувки, при котором струи дожигания находятся на оптимальном расстоянии от головки фурмы и направляются на поверхность переходной зоны шлак-металл вне объема барботажной зоны продувки в конвертере.
Экспериментальным путем по результатам исследований на 5 т конвертере установлено, что при использовании режима дожигания СО в струях О2 для соответствующего дутьевого режима продувки конвертерной ванны существует оптимум для зависимости термического к.п.д. дожигания (ηт) от соотношения расходов 
, Н/Нф и r/r0, где Н - текущее расстояние сопел дожигания относительно Нф и r - текущий радиус струи дожигания относительно начального радиуса r0 струи кислорода, поступающего в зону газошлакометаллической эмульсии на дожигание СО. Экстремальный характер зависимости ηт вызван газодинамическими и теплофизическими свойствами газоструйной системы из О2 при внедрении струй дожигания на поверхность металла в зоне продувки, заключающиеся в том, что при определенных условиях Σ
=const по мере увеличения 
возрастают потери тепла 
и Qгух, что снижает Qвсо и ηт при данных значениях Н/Нф и r/r0 в системе встречных газовых потоков.
Таким образом, организация оптимального дутьевого режима конвертерной ванны с применением дополнительного дожигания оксида углерода струями кислорода над поверхностью зоны продувки позволяет интенсифицировать теплопередачу (излучением и конвекцией) от струй дожигания СО над поверхностью барботируемого металла, что способствует повышению производительности и улучшению технико-экономических показателей агрегата.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Меркер Э.Э. Карпенко Г.А.. Известия вузов «Черная металлургия». 2000. №4. с. 12-14.
- Кобеза И.И. Энергосберегающие методы интенсификации сталеплавильных процессов. М.: Металлургия, 1988. - 167 с.
- Меркер Э.Э. Газодинамическая защита зоны продувки в сталеплавильных агрегатах. М.: Металлургия, 1994. - 176 с.