Расчет параметров и характеристик сталеплавильного агрегата

Содержание:

1. Условия конвертерного цеха ______________________ 3
2. Габариты конвертера ____________________________  3
3. Расчет фурмы ___________________________________  3
4. Количество материалов загружаемых в конвертер___ 6
5. Оборудование и схема для загрузки скрапа _________ 6
6. Оборудование для доставки и заливки чугуна _______7
7. Подача шлакообразующих и ФС  __________________7
8. Устройство кислородной фурмы ___________________8
9. Система газоочистки _____________________________8

   Основные технические характеристики ____________ 9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Надо  получить 4,7 млн. тон  стали за 1 год  в конвертерном цехе, работающим по классической схеме.

 

     Определяю единичную  производительность  устройства             ( емкость первого конвертера ) по формуле:

Q =

          Где m = 4.7 ∙ 10⁶ т/год – производительность цеха;

  r = 0.75 часа – цикловое время работы устройства;

  n = 2 – число одновременно работающих устройств.

       Определяю действительный  фонд работы устройства:

Фg = 8760( 1. – 0.1 ) = 7884 

Q =

= 234.7

       Принимаю емкость первого конвертера 235 тон. 

2. Габариты  конвертера.

 

  1. Удельный объем: V_уд = 1 м/т

  2. Диаметр ванны: D_в= 0,85 ∙ 235^0,35

  3. Глубина спокойной ванны: h = 0,45 ∙ 235^0,35 1,86 = 2м

  4. Высота полости: Н = 3∙ 235^0,35 = 20м

  5. Толщина футеровки цилиндрической части: 0,142 ∙ 235^0,23 = 0,4м 

3. Расчет  фурмы.

 

Принимаю  давление О₂ в системе Р_ст = 13 атм.

Интенсивность продувки ,, i " 4 нм³/т∙м

Скорость  О₂ в фурме 50 м/с

Температура О₂ перед соплами 20⁰С

Давление  О₂ на крезе сопла 1,4 ата

Остальные данні беру из пункта 1 и 2 

1. Определяю число сопел фурмы  по формуле:

n = = 6 шт 

2. Выбираю конструкцию фурмы.

Фурма шести сопловая с  подводом О₂ по внутренней трубе. 

3. Определяю параметры О₂ в фурме и внутренний диаметр центральной трубы:

G =

= 22 кг/с           1,43 – плотность О₂

p₁ =

= = 15.8 кг/м³

          Плотность поперечного  сечения центральной  трубы:

F_тр =

= 0.027 м²

d_тр =

= = 0.18 м = 180 мм

           Выбираю трубу  200 10

           Определяю полное  давление О₂:

Р₀ = 

= 13,2 ата

К = 1,4                               λ =  = 0,168 

4. Определяю критические параметры истечения кислорода, считая процесс адиобатическим ( изоинтропийным )

PV^k = const

;         a = W_кр = ;

= 298 м/с

P_кр = P₀ ∙

= 13.2 ∙ 10⁵ = 7 атм

Т_кр = 0,835 ∙ Т₁ = 0,835 ∙ 293 = 245⁰К

P_кр =

= = 9.2 кг/м³ 

5. Плотность О₂ на выходе из сопла:

 

= 9.2 = 2.9 кг/ м³ 

6. Максимальная  скорость истечения  О₂ на срезе сопла:

W_max =

W_max =

= 494 м/с 

7. Определяем размеры сопла Лаваля с учетом того, что в любом его поперечном сечении массовый расход является постоянным.

G = WFp

F_кр = = 0.00133 м²

D_кр =

= 0.041м = 41мм

F_вых = = 0.0025м²

D_вых =

= 0,057м = 57мм

L_c =  = 75мм

Остальные размеры выбираю конструктивно.

Скорость  охлаждающей воды в фурме 6м/с. Давление 12атм.

Размеры и длину фурмы  выбираю конструктивно, соответственно емкости  КК и выбранной  машины для подачи кислорода.

Высчитываю  массу элементов  фурмы. Угол наклона  оси сопла к  оси фурмысоставляет:

B = arcsin

- угол между осями соседних сопел 20⁰ 
 

4. Расчитую  количество материалов загружаемых в  конвертер емкостью 235 тон

 

     Расход металошихты  ( чугуна и скрапа )

  ∙ 100% = 260 тон

Принимаю, что чугуна заливают 80% а скрапа заваливают 20%, тогда:

Расход  чугуна – 260 ∙ 0,8 = 208 тон

Расход  скрапа – 260 ∙ 0,2 = 52 тоны

Определяю количество шлакообразующих  материалов

Принимаю  расход извести 80 кг/т.мет.ших. тогда:

0,08 ∙ 260 = 21 т.

Расход  плавикового шпата принимаю 2 кг/т.мет.ших. тогда: 0,002 ∙ 260 = 0,52 = 520 кг 

5. Выбираю оборудование и схему  для загрузки скрапа.

 

Принимаю, что металл подают ЖД транспортом в  отделение магнитных  материалов и загружают  в приемные бункера. Для двух КК по 235 тон выбираю 2 бункера  емкостью 250 тон каждый.

Совки заполняют металлоломом магнитогрейферными кранами грузоподъемностью 20 тон. Груженые совки взвешивают и устанавливают на самоходный скраповоз, подающий их на загрузочный пролет.

Для уменьшения времени  простоя оборудования завалку нужно  производить как  можно быстрее.

Для этого принимая, что  на самоходном скраповозе грузоподъемностью 70 тон установлено три совка вместимостью по 20 тон каждый. Для завалки лома в КК выбираю полу нормальную загрузочную машину, грузоподъемностью 2 90 тон которая позволяет загружать КК двумя совками одновременно. 
 

6. Выбираю оборудование для  доставки и заливки  чугуна.

 

Принимаю, что чугун подают передвижными миксерами  емкостью 210 тон каждый в отделение перелива, в котором осуществляют заполнение заливочных ковшей. Транспортирование  ковшей в главный  корпус производят самоходными чугуновозами, заливку чугуна производят заливочным краном.

Грузопадъемность  чугуновоза принимаю – 285 тон, ковш емкостью 225 тон. Грузоподъемность заливочного 

крана - 300 20 тон. 

7. Подача  шлакообразующих  и ФС.

 

Принимаю, что сыпучие материалы доставляют в шихтовое отделение немагнитных материалов

ЖД  транспортом. Материалы  из железнодорожных  полувагонов разгружают в бункера с  последующей выдачей  электровибрационными питателями. Подачу материалов в расходные  бункера конверторного  корпуса осуществляют наклонным конвеерным трактом имеющим перегрузочные узлы. Система весового дозирования и подачи, состоящая из вибропитателей, весовых дозаторов, конвееров, промежуточных бункеров и течек, обеспечивает загрузку определенных материалов в конвертор в процессе плавки.

Подача  ФС осуществляется таким  же способом,

ФС  подаются из отделения  ферросплавов непосредственно  примыкающего к шихтовому  отделению немагнитных  материалов.

ФС  в конце подачи попадают по течкам в сталеразливочные ковши. 
 
 
 

8. Устройство кислородной фурмы.

 

Машину  для подачи кислорода  выбираю верхнего расположения, которая  размещается на спец. площадке над конвертером. Тяговой орган  каретки конатного типа. Конвертер снабжается двумя фурмами ( рабочей и резервной, всего четыре фурмы в цеху) и двумя механизмами перемещения. Механизм вертикального перемещения фурм принимаю без противовеса. Количество сопел фурмы рассчитано ранние – 6 шт., тип фурмы так же определен ранние, с центральным подводом кислорода.

Основные  узлы машины:

Платформа, перемещающаяся на двух парах ходовых колес, реечный механизм передвижения платформы, две каретки с фурмами и метало рукавами для подвода кислорода и воды для охлаждения, два однотипных канатных механизма вертикального перемещения кислородных фурм, подвижная и не подвижная направляющие кареток, контролирующая электроаппаратура – командааппараты и указатели натяжения канатов. 

9. Выбираю систему газоочистки

 

Принимаю  инерционную систему  газоочистки с  дожеганием СО до СО₂. Она состоит из: радиоционный котел – охлодитель, орошаемый газоход, система газоочищения, пылеуловитель, нагнитатель, свеча, дожигательное устройство. 
 
 
 
 
 
 

Основные  технические характеристики: