Файл: Квитко, М. П. Кислородно-конвертерный процесс.pdf

Д. М. Ефимовым установлено, что при величине критерия Архимеда более 10 глубина проникновения струи в жидкость может быть выражена как

глубины погружения струи дают весьма разные результаты, раз­ личающиеся на 100% и более. Для иллюстрации этого положения в табл. 16 приведены данные расчетов глубины погружения струи для опытного конвертера емкостью 10 т при интенсивности подачи кислорода 4 и 7 м3/(т-мин).

Как видно из табл. 16, результаты весьма различны. При рас­ четах по некоторым выражениям, если учесть, что глубина ванны 10-т конвертера примерно 0,45—0,5 м, струя не только должна размывать днище, но и привести к полному его разрушению, чего не наблюдается. Это объясняется тем, что глубина погружения

струи является лишь косвенной характеристикой процессов, про­ текающих в подфурменной зоне.

Основным процессом, происходящим в реакционной зоне, является перенос кислорода от струи к металлу — поглощение кислорода ванной. Количество кислорода, подаваемого на поверх­ ность ванны в единицу времени, очень велико. Поскольку при нормальных условиях усвоение кислорода ванной в конвертерном процессе является практически полным, процесс передачи кисло­ рода от струи к металлу можно рассматривать как квазистационарный. Это справедливо, во всяком случае, в период развитого обез­ углероживания — после полного окисления кремния и марганца, поскольку в этот период степень дожигания окиси углерода в двуокись невелика (содержание С 02 в отходящем газе 5—7%) и практически постоянна. Следует также учитывать возможность подсоса атмосферного воздуха вдоль дутьевой фурмы, что частично компенсирует расход кислорода на дожигание окиси углерода и обусловливает в ряде случаев меньший расход технического кис­ лорода на окисление примесей, чем это нужно по балансу. При до­ статочно отработанной технологии расход кислорода на 1 т стали практически постоянен.

Суммарная концентрация кислорода в реакционной зоне должна соответствовать суммарной концентрации кислорода

вдутье в каждый момент времени. Поскольку растворение кисло­ рода даже при очень высоких температурах реакционной зоны ограничено, передача металлической ванне больших его количеств возможна лишь при образовании большой поверхности раздела фаз. Ни форма кратера, ни глубина погружения струи не могут характеризовать изменение поверхности контактирования фаз. Полость, выдавливаемая кислородом в месте встречи с металлом, может иметь форму воронки или конуса с четкими геометриче­ скими границами только при малых скоростях потока кислорода, т. е. при весьма малых значениях динамического напора в месте встречи струи с ванной.

При давлениях и расходах кислорода, характерных для кон­ вертерного процесса, о какой-либо определенной форме кратера вряд ли можно говорить. Исследования на моделях показывают, что в подфурменной зоне существует взвесь газа'и брызг металла

впространстве, форма и размеры которого не могут характеризо­

ваться даже в какой-либо отдельно взятый момент времени. Это заставляет полагать, что характеристикой обменных процес­ сов в реакционной зоне должна в большей степени служить поверх­ ность контактирования фаз, а не глубина погружения струи.

Если, например, при увеличении динамического напора в месте встречи струи с ванной возрастают и глубина погружения струи, и поверхность контакта металла с газовой фазой, то это свидетель­ ствует лишь об общности причин этих явлений. Расчет глубины погружения струи может быть. полезен при проектировании новых конвертеров и выборе интенсивности продувки в сочетании

4* 51