Перечень ссылок 31

ВВЕДЕНИЕ

Кислородно-конвертерный процесс появился в 1952 году и получил быстрое распространение в мире, благодаря следующим преимуществам:

• конструкция кислородного конвертера проще, а производительность существенно выше, чем в мартеновских печей и электропечей;

• капитальные затраты на строительство кислородно-конвертерных цехов в 1,5 раза меньше, чем мартеновского цеха и в 2,5 – 3,0 раза цехов с электропечами;

• в кислородно-конвертерном процессе возможна переработка чугунов любого химического состава, в том числе химически холодных, что расширяет сырьевую базу для выплавки чугуна;

• избыток тепла в кислородно-конвертерном процесса позволяет перерабатывать 20-30% лома без затрат топлива и электроэнергии;

• в кислородно-конвертерном процессе используют 70-80% передельного чугуна, который является первородной шихтой без примесей цветных металлов, что способствует повышению качества стали;

• в кислородно-конвертерном процессе расходуется 2-3 кг/т огнеупоров против 20-30 кг/т при выплавке стали в мартеновских печах и электропечах;

• содержание азота, водорода, фосфора и неметаллических включений в кислородно-конвертерной стали меньше, чем в стали, выплавленной в мартеновских печах и электропечах, а при использовании ковшевой металлургии это касается и серы.

В курсовой работе разработана технология выплавки стали марки 35ГС в 340-т кислородном конвертере одношлаковым процессом.

1 Выбор и расчет кислородного конвертера номинальной емкостью 3400 т

Общие замечания

При проектировании конвертеров в Украине предпочитают форму ванны в виде усеченного конуса со сферическим днищем. Этот профиль учитывает контур износа футеровки конвертера при работе с многосопловыми кислородными фурмами [2]

При расчете приняты следующие условные обозначения:

а) исходных данных

Q – номинальная емкость конвертера, равная 340 т;

q – удельная интенсивность продувки, равная 3,3 м³/(т*мин);

Т – температура кислорода перед соплами кислородной фурмы, равная 293К;

Р – давление кислорода на срезе сопел кислородной фурмы, равная 140000 Н/м².

б) промежуточных данных

V_уд – удельный объем конвертера, м³/т;

W_кр – критическая скорость истечения кислорода, м/с;

Р_н – давление кислорода перед соплами кислородной фурмы, Н/м²;

ρ_н – начальная плотность кислорода, кг/м²;

λ – критерий скорости истечения кислорода;

W_г – скорость истечения кислорода на срезе сопла кислородной фурмы, м/с;

Ρ_г – плотность кислорода на срезе сопла кислородной фурмы, кг/м³;

V_м- объем металлической ванны, м³;

V- рабочий объем конвертера, м³.

Расчет основных геометрических размеров кислородного конвертера

Удельный объем кислородного конвертера, м³/т

Критическая скорость истечения кислорода, м/с

где К – показатель адиабаты, равный для двухатомных газов 1.4;

R- газовая постоянная, равная 8319/ μ

(μ – молекулярная масса газа)

Давление кислорода перед соплами кислородной фурмы, Н/м²

Р_н = (0.588 + 0.00392*Q) * 10⁶ = (0.588 + 0.00392*340) * 10⁶ = 1920800

Критерий скорости истечения кислорода

Скорость истечения кислорода на срезе сопла кислородной фурмы, м/c

W_г = W_кр * λ = 298,104 * 1,695 = 530,03

Начальная плотность кислорода, кг/м³

Плотность кислорода на срезе сопел кислородной фурмы, кг/м³

Глубина спокойной ванны, м

Внутренний диаметр конвертера, м

Объем металлической ванны, м³

Внутренний диаметр днища, м

Диаметр горловины конвертера, м

Рабочий объем конвертера, м³

Высота конической части конвертера, м

Высота цилиндрической части конвертера, м

Внутренняя высота конвертера, м

Толщина футеровки конвертера в цилиндрической части, м

Толщина футеровки конвертера в конической части

Толщина днища конвертера, м

Толщина металлического кожуха конвертера, м

Наружный диаметр конвертера, м

Полная высота конвертера, м

Диаметр сталевыпускного отверстия, м

Чертеж кислородного конвертера в масштабе 1:100 приведен на рисунке 1.1.