Практична робота № 29 Тема: Розрахунок кисневих фурм донного дуття.
Мета: Вміти розраховувати кисневу фурму донного дуття
Витрату кисню на одну дону фурму приймаємо рівним 21 м3/хв; нейтральних газів - 4 м3/хв.
1 Глибину ванни в спокійному стані визначаємо за формулою, м:
h = 0,446 х Т0,21
h = 0,446 х 2000,21 = 1,4.
Пріймаємо кількість фурм рівним 8, тиск кисню р = 1 Мпа. Загальна витрата кисню V = 50 м3 /хв*т.
Сумарна площина прохідного січення кисневих фурм складі, мм2:
ΣF = 9,82 х (V/p) х (1 +0,7 х h);
де V - витрата газу крізь днище, м3/хв;
h - глибина вани метала в конвертері, м;
р - тиск газу до сопел, Мпа.
УF = 9,82 *(50/1) *(1 +0,7* 1,4) = 1168,58.
Площина січення одного сопла складі, мм2:
F = ΣF/8
де 8- кількість фурм, шт.
F= 1168,58/8= 146.
Внутрішній діаметр сопла складі, мм:
Приймаємо товщину стінки кисневого сопла рівною 3 мм. Тоді наружний діаметр сопла складі dH= 13,64 + 6= 19,64 мм.
Витрату природного газу приймаємо рівною 10% від витрати кисня.
Тоді площина січення зазору (щілі) між кисневою й зовнішньою трубою, по який подається природний газ, дорівнює F / 10 = 146 / 10 = 14,6. Приймаємо площину січення рівною 15 мм2.
Внутрішній діаметр зовнішнього сопла визначаємо із залежності, мм:
де dH - наружний діаметр внутрішнього сопла, мм; dE2 - внутрішній діаметр наружної сурми, мм.
Величина зазору між соплами складі, мм: (dE2-dH)/2
(20,12-19,64)/2 = 0,24.
Приймаємо товщину стінки зовнішнього сопла рівною 3 мм. Тоді наружний діаметр зовнішнього сопла складі, мм: dH2= 20,12 + 6 = 26,12.
Фурмі, які розміщені у верхній половині днища (при нахилі конвертера) з відстані між ними рівною 450 мм.
Мінімальна відстань між фурмами складі, м:
d1 = К1 х 10-2 х Т0,395 ,
де К1 коефіцієнт відстані між фурмами.
d1 = 8,85 х 10-2 х 2000,395 = 0,718.
Мінімальна відстань між фурмами в ряду, м:
d2 = К2 х 10-2 х Т0,395 ,
d2 = 7,35 х 10-2 х 2000,395 = 0,596.
Вибрана відстань задовольняє встановленим вимогам.
Розрахунок кисневої фурми верхнього дуття.
При розрахунку матеріального балансу плавки була знайдена кількість кисню на окислення усіх домішок й складає 3,25017 кг Приймаємо коефіцієнт освоєння подаваємого у вану кисню равним 0,9. Визначимо необхідну кількість кисню на 100 кг садіння, м3:
3,25017 х 22,4/(0,495 х 0,9 х 32)= 5,11.
Вітрата кисню на 1 т садіння складає 51,1 м3/т, кількість подаваємого азоту дорівнює 5,11 х 0,005 = 0,025 м3 або 0,031 кг Кількість незасвоєного кисню складі: (5,11 - 0,025) * 0,005 = 0,254 м3 або 0,363 кг
Маса технічного кисню рівна, кг:
3,25017 + 0,031 + 0,363 = 3,644.
Загальна витрата кисню на садіння масою 200 т складі, м3:
51,1 х 200 = 10220.
Масова витрата технічного кисню на садіння масою 200 т дорівнює, кг:
3,644 / 100 х 200 х 103 = 7288.
При тривалості дуття 20хвилин витрата кисню складі:
об'ємна - 10220/20/60 = 8,517 м3/с
масова - 7288/20/60 = 6,073 кг/с, приймаєм 6,1 кг/с.
1 Візначаємо тиск кисню перед фурмою.
Крізь продувочну фурму треба подавати G = 6,1 кг/с кисня. Кисень подається по стальним трубах діаметром d = 133 мм, тиск на вході в трубопровід Р1 = 1 х 106 Па, температура Ті = 293 К, довжина трубопровода І = 100 м. В'язкість кисню у = 15,7 х 10-6 м2/с.
Плотність кисню в качану трубопроводу, кг/м3:
р1 = Р1 / RT1
де R - універсальна газова постійна для кисню, 260 Дж/ (кг х К).
р1 = 1 х 106/260 х 293= 13,13.
Швидкість продвиження кисню на качану трубопроводу, м з:
Визначаємо коефіцієнт тертя є трубопроводі, для чого знайдемо число Рейнольдса:
Абсолютна широховатість стальних труб рівна А = 0,5 мм. Тоді коефіцієнт тертя складає:
Визначаємо тиск кисню до фурми, Па:
Визначаємо плотність кисню до фурми, кг/м3:
де Т1 - температура кисню до фурми, приймаємо t1 = 20°С, тоді
Т1 = 273 + 20 = 293 К.
Діаметр сопла, забезпечуючий критичну витрату, визначаємо за формулою, м:
звідки
Визначаємо критичний діаметр сопла, мм:
Приймаємо кількість сопел рівним 4, тоді
dKp = 158 / 4 = 39,5.
Визначаємо тиск кисню на вході з сопла, Па:
Визначаємо критичну швидкість течії кисню, м/с:
Температура кисню на виході з сопла, К:
Плотність кисню на виході з сопла, кг / м3:
