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

Мощность перемешивания ванны струей можно представлять в виде [47]

Расчеты мощности перемешивания струей, выполненные по такой методике для цилиндрической и трехсопловой фурм опыт­ ного конвертера, иллюстрируются рис. 30. Из рис. 30 становится понятным, почему при использовании трехсопловых фурм крити­ ческие скорости окисления углерода выше, чем при использовании

98

односопловой, так как мощность перемешивания струей выше при трехсопловой фурме (в данном случае это обусловлено несколько меньшим сечением).

Мощность перемешивания ванны пузырьками СО можно опре­ делить по методике, аналогичной применяемой для мартеновских

всплывания пузырька СО; Нв — глубина ванны, м.

Рассчитанные по такой методике мощности перемешивания струей и пузырьками СО и их соотношение для двух опытных пла­ вок приведены в табл. 23, Расчет выполнен исходя из предположе­ ния, что отходящие газы удаляются из ванны в виде отдельных пузырьков, а средняя величина пути всплывания пузырей близка к полной глубине ванны.

Из табл. 23 следует, что в начале и конце продувки мощность перемешивания ванны струей составляет весьма значительную величину; даже к середине плавки соотношение мощностей пере­ мешивания не ниже 12,0—14%. При увеличении интенсивности продувки роль перемешивания струей сильно возрастает (тем

более, что мощность перемешивания ванны пузырьками СО сильно завышена).

Таким образом и перемешивание, и турбулентная диффузия в значительной мере определяются воздействием кислородной струи. Поэтому на первый план выдвигаются требования, предъ­ являемые к конструкции фурм и организации кислородно-кон­ вертерного процесса с точки зрения оптимальных сочетаний мощ-

ностеи перемешивания струей и пузырьками окиси углерода. С точки зрения массопереноса наиболее рациональным является такой метод, при котором отношение dCTp/DKOllB будет максималь­ ным. При одной фурме такое требование выполнить очень Трудно, поскольку требуется резкое увеличение диаметров фурм (а сле­ довательно, угла раскрытия сопел относительно вертикали, так как в противном случае вряд ли удастся создать конструкцию с до­ статочно надежным охлаждением). Подъем фурмы на большую высоту также не может привести к желаемым результатам вслед­ ствие уменьшения скорости струи. Более правильной является организация процесса с несколькими локальными несоприкасающимися зонами. В этом случае (при большой энергии струи) отношение диаметров зон к диаметру ванны должно быть макси­

мальным. Такой процесс можно организовать, применяя две и более фурм.

^Исследование кислородно-конвертерного процесса с повышеннон интенсивностью продувки показало прежде всего что про­ дувка ванны в конвертерах возможна без значительных выносов и выоросов во всем интервале расходов кислорода и с применением трехсопловои и тринадцатисопловой фурм. При использовании фурм обеих конструкций удавалось изменением высоты среза фурмы над ванной отрегулировать процесс таким образом, что заметных выбросов и выносов не наблюдалось. При этом изменять положение фурмы над уровнем металла в течение продувки не тре­ бовалось. Процесс проходил совершенно спокойно.

Скорость окисления углерода при высоких темпах подачи кис­ лорода достигала очень высоких значений (1,1%) при подаче кислорода 13 м3/(т. мин). Следует отметить, что такой резкой разницы в усвоении кислорода, какая наблюдалась при сопостав­ лении работы одно- и трехсопловой фурм, при сопоставлении трех- и тринадцатисопловой фурм не обнаруживается. Заметное неусвоение кислорода при использовании трехсопловой фурмы наблюдалось лишь при подаче кислорода 13 м3/(т-мин). Так, при подаче 11 м3/(т-мин) длительность продувки при применении трехсопловой фурмы составляла 4,6 мин, а при подаче 13 м3/(т-мин) составляла 4,25 мин, т. е. практически ту же величину при одном и том же составе конечного металла и одной и той же окисленности

конечного шлака. Эти величины соответствуют 10%-ному умень­ шению степени усвоения кислорода.

Для тринадцатисопловои фурмы соответствующие длитель­ ности продувки при тех же интенсивностях подачи дутья состав­ ляют 4,75 и 3,75 мин. Это говорит о том, что при продувке через трехсопловую фурму с максимальной интенсивностью начинает проявляться та же закономерность, что и при продувке через од­ носопловую фурму с более низкой интенсивностью.

Данные, представленные на рис. 28, показывают, что скорость окисления углерода при высокой интенсивности продувки изме­ няется более плавно по сравнению с изменением при обычном темпе

100

подачи кислорода: отношения максимальных скоростей окислений углерода ir средних невелики, о чем свидетельствуют данные табл. 24.

Соотношения максимальных и средних скоростей окисления углерода практически при всех интенсивностях более благоприят­ ны, чем при продувке с обычной интенсивностью, для которой отношение максимальной скорости к средней обычно не менее 1,4.

Рис. 31. Результаты плавки при про­ дувке с интенсивно­ стью подачи кисло­ рода 13 м3/(т-мин) и использованием тринадцатисопло­

вой фурмы

Продолжительность плавки,мин

101