Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Файлы

Кожухов А.А. Меркер Э. Э. Карпенко Г. А. Бондарчук А. А.

Статья в формате PDF

125 KB

В целях существенного снижения пылеуноса из конвертера предложили [5] на корпусе типовой кислородной фурмы на расстоянии 1,5 - 2,0 м от многосопловой продувочной головки применить многосопловый узел отдува с помощью которого осуществляется дополнительная подача струй кислорода навстречу потоку отходящих газов через слой шлака до поверхности металла.

Этим самым, создаваемая система встречных газовых потоков (ВГП) турбулизирует шлаковую ванну, что способствует разрушению пыленесущих пузырей СО и дополнительной утилизации пылегазового потока с дожиганием в нем оксида углерода (СО) над поверхностью металла.

Степень очистки технологических газов струями системы ВГП в шлаковой ванне и в атмосфере агрегата оценивается следующей зависимостью:

где Iо₂ - интенсивность продувки металлической ванны кислородом, м³/(т×мин); G_о и G_∞ - начальная и конечная запыленность отходящих газов кг/м³. Величина G_o = ξ×Iо₂^0,3 пропорциональна эмпирической величине ξ (кг/м³), численно равная количеству железистой пыли в тот или иной период плавки стали в конвертере.

Количество подсосанной пыли (G_s) струями кислорода в системе ВГП равно

,

где φ - доля пыли в объеме потоков присоединенной струями ВГП; ΔG = q_m×Iо₂^дож - количество присоединенной массы потока в струи кислорода, м³/с; Io₂^дож - расход кислорода в струях системы ВГП, м³/с.

Величина V_(со+со2) = 0,2×ν_с×G_м есть общее количество СО и СО₂ при данной скорости обезуглероживания (ν_с) металла, а G_м - масса металла в конвертере.

Для основного участка струй ВГП величину q_m находим по выражению:

,

где ρ=ρ_о/ρ_∞ - отношение плотностей потока (G_o) и струи в системе ВГП; L_с/d₀ - безразмерная величина дальнобойности струй в системе ВГП при начальном их диаметре d₀. С учетом изложенного величину G_s находим:

,

где .

Здесь u₀ - скорость истечения струй кислорода в системе ВГП, влияющих на степень турбулизации шлака и утилизацию пыли в нем, м/с; n_i - число струй.

Однако чрезмерный расход кислорода Io₂^дож на утилизацию и дожигание СО ограничивается содержанием окислов железа в шлаке пыли в нем (SFeO) и процессом ν_с, т.е Io₂^дож =< Io₂^опт и тогда для определения оптимального расхода кислорода в системе ВГП используем равенство:

Здесь V_co и g_co- объемный (м³/с) и массовый (кг/с) расход СО на выходе из зоны продувки, конвертера; t_m - температура металла, К; ψ - доля сжигаемого СО в струях кислорода; [С] - содержание углерода в металле, %; К_о - константа скорости ν_с.

Таким образом, для определения параметров эффективности утилизации пыли (θ и G_∞/G₀) находим значения G_∞, G_o и G_s, а также дополнительно еще диаметр зоны продувки D_б=K×(Io₂×L_c)^2/7×g^-1/7, поверхность зоны продувки S_р.з=1,2×π×  и Iо₂^дож, которые входят в структуру модели газоструйной пылеочистки. Модель для 250 т конвертерной ванны реализована на алгоритмическом языке «Турбо Паскаль» при различных параметрах процесса выплавки стали с применением новой кислородной фурмы в конвертере.

Выводы. Экспериментальным путем установлено, что применение внутриагрегатной газоструйной пылеочистки позволяет в среднем на 50-70% снизить пылевынос из конвертера. Это обстоятельство позволяет в существенной мере облегчить работу пылеочистной установки, улучшить энерго-экологические и технико-экономические показатели кислородно-конвертерного процесса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арсентьев П.П., Яковлев В.В., Комаров С.В. Конвертерный процесс с комбинированным дутьем. М.: Металлургия, 1991. - 176с
2. Меркер Э. Э. Проблема дожигания оксида углерода и утилизации пыли в конвертере. - М.: Металлургия, 1996. - с.191
3. Баптизманский В. И., Бойченко Б. М., Черевко В. П. Тепловая работа кислородных конвертеров. М.: Металлургия, 1988. - 174с.

Библиографическая ссылка