Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГАЗОСТРУЙНОЙ ПЫЛЕОЧИСТКИ В КОНВЕРТЕРЕ

Кожухов А.А. Меркер Э. Э. Карпенко Г. А. Бондарчук А. А.
Кислородно - конвертерный процесс с комбинированным дутьем для выплавки стали характеризуется высокой степенью [1, 2] запыленности отходящих из зоны продувки технологических газов [3, 4].

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:

f

где Iо2 - интенсивность продувки металлической ванны кислородом, м3/(т×мин); Gо и G - начальная и конечная запыленность отходящих газов кг/м3. Величина Go = ξ×Iо20,3 пропорциональна эмпирической величине ξ (кг/м3), численно равная количеству железистой пыли в тот или иной период плавки стали в конвертере.

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

f,

где φ - доля пыли в объеме потоков присоединенной струями ВГП; ΔG = qm×Iо2дож - количество присоединенной массы потока в струи кислорода, м3/с; Io2дож - расход кислорода в струях системы ВГП, м3/с.

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

Для основного участка струй ВГП величину qm находим по выражению:

f,

где ρ=ρо - отношение плотностей потока (Go) и струи в системе ВГП; Lс/d0 - безразмерная величина дальнобойности струй в системе ВГП при начальном их диаметре d0. С учетом изложенного величину Gs находим:

f,

где f.

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

Однако чрезмерный расход кислорода Io2дож на утилизацию и дожигание СО ограничивается содержанием окислов железа в шлаке пыли в нем (SFeO) и процессом νс, т.е Io2дож =< Io2опт и тогда для определения оптимального расхода кислорода в системе ВГП используем равенство:

f

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

Таким образом, для определения параметров эффективности утилизации пыли (θ и G/G0) находим значения G, Go и Gs, а также дополнительно еще диаметр зоны продувки Dб=K×(Io2×Lc)2/7×g-1/7, поверхность зоны продувки Sр.з=1,2×π×f  и Iо2дож, 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

Кожухов А.А., Меркер Э. Э., Карпенко Г. А., Бондарчук А. А. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГАЗОСТРУЙНОЙ ПЫЛЕОЧИСТКИ В КОНВЕРТЕРЕ // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 1. – С. 24-24;
URL: http://www.top-technologies.ru/ru/article/view?id=22040 (дата обращения: 03.06.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074