Расчет основных параметров и теплового баланса конверторов цветной металлургии

3 Расчет основных параметров и теплового баланса конверторов цветной металлургии

При расчете конверторов для переработки медных, медно-никелевых и никелевых штейнов определяют следующие величины:

 1) Пропускная способность конвертора по воздуху V_конв, нм³/мин.

Находится из формулы

 (1)

где А – суточная производительность конвертора по штейну, т/сутки;

К – коэффициент использования конвертора под дутьем, безразмерный; по данным практики К=0,70-0,80;

  - практический удельный расход воздуха на 1т штейна, нм³/т;  находится на основе расчета технологического процесса;

1440 – число минут в сутках;

2) Удельная нагрузка фурм конвертора по воздуху q, нм³/см³·мин.

Находится по формуле

 (2)

где p₁ – давление дутья на воздухоподводящем коллекторе, кг/см²;

H_гидр – среднее гидростатическое противодавление штейновой ванны, кг/см²; определяются по удельному весу штейна γ, кг/см³, и средней высоте слоя штейна над фурмами h, см:

H_гидр= γh

C – безразмерный коэффициент характеризующий гидравлическое сопротивление участка воздухораспределительной арматуры конвертора от закольцованного коллектора до конца фурменной трубки и степень зарастания рабочего конца фурменной трубки. Исследованиями установлено, что числовое значение коэффициента С для существующей конструкции воздухораспределительной системы горизонтальных конверторов составляет 6 –7.

При условии применения улучшенной конфигурации воздухораспределительной системы значение коэффициента С снижается до 2 – 4;

3) Площадь сечения всех работающих фурм конвертора, см²

.

4) Число работающих фурм n_p.

Определяется по формуле:

 (3)

где d - диаметр фурменных трубок, мм.

По данным практики для фурменных труб обычно применяют стандартные железные трубы диаметром 1 ¹/₄  ^“ (36 мм), 1 ¹/₂^“ (41 мм), 1 ³/₄^“ (44 – 66 мм), 2^” (53 мм).

5) Число установленных фурм n_уст

n_уст=(1,2÷1,3) n_p, (4)

где (1,2÷1,3) – коэффициент запаса учитывающий возможный выход из строя некоторых фурм.

6) Тип и размеры конвертора.

На основании выполненных расчетов конвертор обычно подбирают из стандартных типов конверторов по табл. 3. Основными показателями при подборе конвертора являются величины , d, n_уст.

Таблица 1 - Характеристика конверторов

7) Размеры горловины

Сечение Головины выбранного конвертора F_горл, м² проверяют по действительной скорости газов в горловине ω_t, м/сек, и количеству отходящих из конвертора газов v_t, м³/сек:

Практикой установлено, что для нормальной работы конверторов значение ω_t≤8 – 12 сек. Величина v_tопределяется по данным технологического расчета по уравнению

(5)

Здесь  - удельное количество газов на 1 т штейна, нм³/т;

t – температура отходящих газов;

86400 – число секунд в сутках.

8) Параметры воздуходувной машины и расчет воздухопроводов.

Производительность воздуходувной машины V_возд , нм³/мин, рассчитывают из условия обеспечения подвода к фурмам конвертора воздуха в количестве

V_конв, нм³/мин, и восполнение потерь воздуха на возможных неплотностях воздухоподводящей трассы, которые по данным практики составляют 10 – 25% от V_конв. Следовательно, производительность воздуходувки

V_возд=(1,10÷1,25) V_конв нм³/мин. (6)

Давление дутья, создаваемое воздуходувкой p_возд , кг/см³, должно на

10 – 20% превышать давление на коллекторе p₁:

p_возд=(1,10÷1,20) p₁ кг/см² (7)

Диаметр воздухопроводов d, м определяют по максимальному секундному объему воздуха, проходящего по воздухопроводу V_tp м³/сек, и действительной его скорости ω_tp, м/сек, по формуле:

Действительная скорость воздуха в конверторных воздухопроводах принимается обычно равной 15 – 25 м/сек.

Пример расчета конвертора.