Выбор и расчёт технология получения стали в кислородном конвертере

2.3 Определение основных размеров конвертера
Внутренний диаметр D_BH конвертера и глубина жидкой ванны в спокойном состоянии h и общая высота H_i зависят от его садки (рисунок 3):
Таблица 8
Садка, т 50 100 150 200 250 300
D_вн, m 3,3 4,2 4,93 5,5 6,2 6,9
h, м 1,1 1,4 1,5 1,6 1,7 2,0
H₁/ D_вн 1,55 1,47 1,4 1,3 1,22 1,25

Толщину футеровки конвертера обычно принимают: конусной части 508—888 мм; цилиндрической части 711 - 990 мм; днища 748-1220 мм.

В соответствии с приведенными рекомендациями выбираем D_вн= 4,2 м и H₁/ D_вн= 1,47.

Рисунок 3. Профиль кислородного конвертора

Тогда высота рабочего пространства равна
H₁=4,2×1,47 = 6,2 м.
Диаметр горловины принимаем равным
D_г = 0,55×D_вн= 0,55×4,2 = 2,3 м.
Высота горловины при угле ее наклона α=60^o равна
Н_г = 0,5(D _вн– D_г) tg 60° =0,5×(4,2 - 2,3)×1,732=3,29 м.
Объем конвертера находим по упрощенной формуле
V =π D²_внН ÷ 4 = 3,14×4,2²×6,2÷4 = 85,8 м³.
Принимая толщину футеровки днища равной δ_ф=1 м и толщину кожуха δ_кож =0,03 м, определим общую высоту конвертера
Н = 6,2+1,0+ 0,03 = 7,23 м.
Наружный диаметр конвертера при средней толщине футеровки стен δ_ф.ст.⁼ 0,85 м и толщине кожуха δ_кож = 0,03 м равен
D_нap = 4,2 + 2×0,85 + 2×0,03 = 5,96 м.

2.4. Расчет кислородной фурмы

При расчете материального баланса было найдено, что расход технического кислорода на 1 т садки должен быть равен 64 м³. Общий расход кислорода на садку 100 т должен быть равен 64×100 = 6400 м³. Принимая интенсивность продувки равной 8,38×10^-5 м³/(кг·с) найдем, что расход кислорода равен 8,33×10^-5 ×100×10³= 8,3 м³/с.
Тогда продолжительность продувки равна 6400:8,3 = 771 с (12,85 мин).
Длительность паузы между продувками примем равной 1080 с (18 мин). Тогда общая продолжительность цикла: равна 771+1080=1851 с (30,85 мин).
Массовый расход технического кислорода на садку 100 т равен 8,688÷100×100×10³= 8688 кг (здесь 8,688 кг— масса технического кислорода, расходуемого на 100 кг садки, заимствована из материального баланса), а его секундный расход 8688÷12,85÷60 = 11,27 кг/с.
Далее, задаваясь величиной давления технического кислорода в цехе, по методике, приведенной в примере 7, определяем давление кислорода перед фурмой. Затем аналогично расчетам в примере 8 (коническое сопло) и примере 9 (сопло Лаваля) производим расчет сопла. При многосопельной фурме расход кислорода делим на число сопел.
Для упрощенных расчетов диаметра цилиндрического сопла шестисопельной фурмы можно воспользоваться формулой Б. Л. Маркова
d = 7,13 ÷ 10³ мм,
где, v_ф — расход кислорода на фурму, м³/с.