zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ВЛИЯНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОНВЕРТЕРА НА ПРОЦЕСС ВЫПУСКА ПЛАВКИ

 

Огурцов А.П., Кулик А.Д., Похвалитый А.А.

Украина, г. Днепродзержинск,

Днепродзержинский государственный технический университет

 

Аннотация. Статья посвящена решению вопросов связанных с учетом геометрических параметров конвертерной ванны при выпуске плавки из конвертера. Приведены аналитические зависимости, позволяющие с достаточной точностью установить влияние данных параметров на процесс выпуска плавки.

Ключевые слова: конвертер, объем, площадь поверхности, уровень расплава, напор

 

Введение. На процесс выпуска стали из конвертера оказывают влияние такие факторы, как геометрические параметры рабочего пространства и сталевыпускного канала, а также изменение гидравлического напора шлака и металла по мере снижения массы металла в конвертере. В расчетах рабочего пространства конвертера часто прибегают к аппроксимации геометрических параметров, в соответствии с которыми роль верхней и нижней конических частей конвертера не учитываются, либо учитываются в некотором приближении к цилиндрической форме [1, 2].

Цель работы. Определение влияния геометрических параметров рабочего пространства конвертера на изменение напора конвертерной ванны в процессе выпуска плавки.

Методика исследования. При решении поставленной задачи учли ряд ограничений: - конвертер в процессе выпуска плавки находится в горизонтальном положении [1]; - количество шлака в конвертере в процессе выпуска принято неизменным; - профиль днища принят плоским; - износ футеровки не учитывается.

На рис. 1 представлено схематическое изображение рабочего пространства конвертера в положении выпуска плавки. В таблице 1 дана расшифровка основных обозначений рисунка 1.

Для расчета были взяты геометрические параметры 250-т конвертера, полученные с помощью программного продукта АДАМ. Программный продукт АДАМ разработан на кафедре МЧМ ДГТУ (Украина) сотрудниками доц. Куликом А.Д. и асп. Малашонком А.М. для автоматизации расчета параметров конвертера и фурмы, а также материального и теплового баланса кислородно-конвертерной плавки.

 

Рис. 1. – Схематическое изображение ванны конвертера в положении выпуска плавки

 

В горизонтальном положении конвертера металл и шлак частично заполняют все три участка, поэтому при выполнении расчетов объема и площади поверхности расплава необходимо учитывать геометрические особенности каждого из 3-х участков. Стоит отметить, что при определении закономерностей изменении напора конвертерной ванны гораздо проще решать обратную задачу, где определяют объем и площадь поверхности при некотором начальном напоре.

Объем расплава и площадь его поверхности в нашем случае можно найти с помощью выражений:

,                                                   (1)

,                                                 (2)

где индексы 1, 2 и 3 обозначают номер участка конвертера.

Поперечное сечение любого участка рабочего пространства конвертера представляет собой окружность, а заполненная жидким расплавом часть ванны – сегмент этой окружности (рис. 2), площадь которого

,                                             (3)

где ; ;  и  – радиус поперечного сечения рабочего пространства конвертера и уровень расплава в этом сечении соответственно, м; i – номер участка конвертерной ванны.

Тогда площадь сегмента окружности на любом участке конвертерной ванны примет вид:

.                 (4)

 

Таблица 1 – Основные обозначения конвертера

Параметры

Обозначения и формулы

Диаметр (радиус), м:

 

- горловины (участок 1)

D1 (R1)

- цилиндрической части (участок 2)

D2 (R2)

- нижней конической части (участок 3)

D3 (R3)

Длина, м:

 

- горловины (участок 1)

L1

- цилиндрической части (участок 2)

L2

- нижней конической части (участок 3)

L3

Угол наклона, рад.:

 

- горловины (участок 1)

- цилиндрической части (участок 2)

= 0

- нижней конической части (участок 3)

- критический уровень ванны

- критический уровень в участке 3

- длина заполненного расплавом участка, м:

 

- горловины (участок 1)

- цилиндрической части (участок 2)

- нижней конической части (участок 3)

а)  при  

б)  при  

Начальные характеристики ванны:

 

Масса плавки, т

Масса шлака, т

Плотность металла, кг3

Плотность шлака, кг3

Объем металла, м3

Объем шлака, м3

Объем ванны, м3

Параметры жидкой ванны, м:

 

- уровень жидкой ванны

hВ

- уровень шлака

hш

- уровень металла

hМе

- гидравлический напор ванны [3, с.66]

*) - расчетный уровень расплава в процессе выпуска плавки, м. Для предварительного расчета в начальный момент выпуска плавки принимаем.

 

Рисунок 2. – Поперечное сечение рабочего пространства конвертера в горизонтальном положении

 

В процессе выпуска плавки  и  изменяют свои значения в соответствии с углами  и могут быть определены из выражений

,                                                  (5)

,                                                   (6)

где  и - длина и угол наклона і-го участка, заполненного расплавом, м.

Объем расплава на i-м участке конвертерной ванны определяем, подставляя значения (5) и (6) в уравнение (4) с последующим его интегрированием по длине .

.     (7)

Общий объем расплава определяем по уравнению (1) с учетом уравнения (7) и некоторых преобразований:

.  (8)

Для определения площади поверхности расплава, в соответствии с рис. 2, воспользуемся теоремой Пифагора:

,                                            (9)

Площадь поверхности расплава на i-м участке конвертерной ванны определяем, подставляя значения (5) и (6) в уравнение (9) с последующим его интегрированием по длине .

.                                      (10)

Общую площадь поверхности расплава определяем по уравнению (2) с учетом уравнения (10) и некоторых преобразований:

.                              (11)

Расчеты изменения объема расплава и площади его поверхности при снижении уровня ванны, выполненные по ур. (8) и (11), графически представлены на рис. 3.

 

Рис. 3 - Зависимости объема и площади зеркала ванны (расплава) от её уровня

 

Из рис. 3 видно, что характер кривых можно описать степенной функцией типа , где а, b и c – расчетные коэффициенты, зависящие от геометрических параметров конвертера; - функция, соответствующая объему расплава или площади его поверхности; - аргумент функции, соответствующий уровню расплава. Определение данных коэффициентов выполнялось с помощью математического редактора Mathcad 15 оператором pwrfit.

Такое представление взаимных зависимостей объема, площади поверхности и уровня расплава позволяет с достаточной легкостью выполнить расчет изменения соотношений уровня металла и шлака, а также получить динамическую картину изменения гидравлического напора в процессе выпуска плавки.

Результат расчетов для 250-т конвертера приведен на рис. 4.

Из графика (рис. 4а) видно, что в начальный момент выпуска плавки влияние шлаковой фазы на гидравлический напор незначительно. При дальнейшем снижении массы и, соответственно, уровня металла в конвертере толщина слоя шлака и его влияние на гидравлический напор конвертерной ванны значительно возрастает.

На рис. 4б прослеживается плавная динамика снижения поверхности раздела между металлом и шлаком. При истечении последних 10-20% металла наблюдается резкое снижение поверхности раздела фаз. На этот процесс следует обратить внимание при изучении воронкообразования и затягивания шлака в сталевыпускной канал на завершающих этапах выпуска плавки из конвертера.

 

Рис. 4 – Изменение уровня расплава (а) и площади поверхности (б) в процессе выпуска плавки

 

Выводы. Предоставленная методика позволяет аналитическим путем учитывать влияние геометрических параметров конвертера на процесс выпуска плавки. С помощью полученных выражений дана возможность рассчитывать объем, площадь поверхности, уровень металла и шлака, а также динамику изменения их влияния в процессе выпуска плавки на гидравлический напор расплава. Указанная методика может быть полезной при выполнении расчетов, связанных с процессом выпуска плавки, и использована для решения задач в данной области знаний.

 

Литература

1.     Охотский В.Б. Модель инжекции воздуха при выпуске стали из конвертера / В.Б. Охотский, А.А. Джусов // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. – 1992. - №9. – С.7-9.

2.     Перцевой В.А. Газодинамика и теплообмен импактных струй при выборе эффективных режимов эксплуатации системы газодинамической отсечки шлака: дис. … канд. техн. наук. Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск, 2009.

3.     Еронько С.П. Физическое моделирование процессов внепечной обработки и разливки стали / С.П. Еронько, С.В. Быковских– К.: Техника. – 1998. – 136 с.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info