Оттегілік үрлеменің аэродинамикасы және гидродинамикасы
Оттегілік үрлеменің аэродинамикасы және гидродинамикасы - раздел Промышленность, БОЛАТ ӨНДІРУ
Оттегі Фурма Соплосынан өте Тез өтетіндіктен, Сыр...
Оттегі фурма соплосынан өте тез өтетіндіктен, сыртқы ортамен жылу алмасу орын алмайды деп есептелінеді. Лаваль типті соплодан оттегінің шығу жылдамдығы анықталады, м/с [8]
(3.4)
мұндағы
φ – үйкелісті және идеалдан ауытқуды ескеретін коэффицент, φ≤1;
к – адиабата көрсеткіші, оттегі үшін 1,4;
R – газ тұрақтылығы;
T – оттегінің сопло алдындағы температурасы;
р1 – оттегінің сопло алдындағы қысымы;
р2 – конвертер кеңістігіндегі газ фазасының қысымы, 0,1 МПа.
Лаваль типті сопло оттегі ағынының тез арада дыбыстан жоғары жылдамдыққа жетуін (500 м/с жоғары) және оның жоғары кинетикалық энергиясы болуын қамтамасыз етеді. Соплодан осындай жылдамдықпен шыққан оттегі ағыны алдымен конвертер кеңістігінде өзін қоршаған ортамен әрекеттеседі. Салқын оттегі ағыны, металл бетінен көтеріліп келе жатқан, температурасы мен тозаңы әр түрлі ыстық газға тап болады. Оттегінің бір бөлігі СО газын тотықтандыруға жұмсалып, жылу бөлініп, температура көтеріледі. Оттегі ағынына ұшыраған металл тамшылары да тотығады.
Сонымен, фурмадан шыққан оттегі ағыны жолындағы СО газын, металл тамшыларын жандырып, жоғарғы кинетикалық энергиялы алау ретінде металл бетіне жетеді.
Оттегі ағынының сұйық металл бетімен кездесу жерін реакциялық зона деп атайды. Реакциялық зона металл мен оттегінің өте қарқынды араласуымен, элементтердің тотығуымен, экзотермиялық реакциялардан температураның тез көтерілуімен, қож және тозаңды қою түтіннің түзілуімен сипатталады.
Бұл үрдістерді конвертерден көріп, бақылау мүмкін болмаған соң, алғашқыда салқын үлгілеу әдісі арқылы үрдісті зерттеп, негізгі заңдылықтарды анықтады. Конвертерді органикалық шыны сияқты мөлдір заттан жасап, сұйық металды әр түрлі су ерітінділерімен, ал қожды минералды немесе органикалық маймен үлгілейді. Үрлеме ретінде ауа немесе басқа бір газ пайдаланылады.
Жүргізілген зерттеулер, сұйық пен газ ағынының өзара әрекеті үрлеменің қысымы, фурма конструкциясы және оның биіктігіне байланысты екенін көрсетті. Егер фурма биік орналасса, онда газ ағыны сұйық бетінде көлемі кішкентай “кратер” жасап, беттік үрлеу орын алады. Фурма биіктігі төмендеген сайын,түзілген “кратер” тереңдеп, ұсақ тамшылар мен көпіршіктер саны артып, сұйық пен газ аса қарқынды араласып, тереңдік үрлеу орын алады.
Баптизманский В.И мен Охотский В.Б. ұсынған кейінгі конвертер балқымасы құрылысының сұлбасы 3.10 суретте келтірелген [11].
Жоғарыдан үрлеу кезінде оттегі ағыны (1) балқымаға (2) еніп, төмен ағымды бірінші реттік реакциялық зона (3) құрылады. Екінші реттік реакциялық зонадан (4) көміртегі оксидтері газ көпіршіктері (5) түрінде шыға бастап, металл ағыны пайда болады.
Жоғары көтерілген газ көпіршіктері жарылып, металл шашырап шапшыйды (6). Көпіршіп жоғары көтерілген қожда (7) ұсақ (0,1-10 мм) металл тамшылары (8) түзіледі. Металл тамшылары мен қождың жанасу бетінде, көміртегі тотығуынан түзілген СО (9) қожды көпіршітеді. Қожметаллгаз эмульсиясының деңгейі көтеріліп, конвертердің ауыз (10) жағына таяй бастайды. Кейбір металл шапшымасы конвертер аузынан шығып, кейде қожметалгаз эмульсиясы төгіліп, тасыма орын алады.
3.10 сурет – Конвертер балқымасы құрылысының сұлбасы
Газ ағынының сұйықпен механикалық өзара әрекеті серпімді емес денелер соқтығысу заңы бойынша өрбиді. Жалпы алғанда газ ағынының кинетикалық энергиясы жұмсалады [8]:
1) ағындағы тамшыларға жылдамдық беруге және сұйықты араластыруға;
2) газдың сұйыққа серпімді емес соқтығысындағы энергия жоғалымына;
3) кері қайтарушы (архимедтік ) күштерді жеңуге;
4) сұйықты бөлшектеуге;
5) қайтымды ағымға кеткен энергияға.
Оттегі ағынының сұйық металға ену тереңдігін мына теңдеумен анықтау ұсынылған [13]
(3.5)
мұндағы
h – оттегі ағынының сұйық металға ену тереңдігі, м;
Нф – металл деңгейінен фурмаға дейінгі биіктік, м;
ρ – сұйық металл тығыздығы, 7000 кг/м3;
Q – оттегінің жалпы шығыны, м3/мин;
Q1 – бір соплоның оттегі шығыны, м3/мин;
fм – Лаваль соплосының межелі қимасы, см2;
n – фурмадағы сопло саны;
m, k – эмпириялық коэффициенттер.
Көміртегінің қарқынды тотығуы кезінде, қождың тұтқырлығынан СО көпіршіктерінің жоғары көтерілу жылдамдығы төмендейді. СО көпіршіктерінің бір бөлігі қождан шыға алмай, оны көпіршітіп, деңгейін көтере бастайды. Сөйтіп, түзілген көпіршікті газметаллқож эмульсиясына конвертер кеңістігі тола бастайды. Енді металды жоғарыдан оттегімен үрлеу осы эмульсияның ішінде орын алады.
Балқыманы үрлеудің басы мен соңында, көміртегінің тотығу жылдамдығы төмендеу болғанда ғана, оттегі ағыны ашық, ал қалған үрлеме уақытында, оттегі ағыны газметалқож эмульсиясымен жабулы. Үрлеме барысында арнайы құрылғымен конвертердің түп жағынан алынған сынамалар негізінен металл болғанымен, жоғарылай сынамада қож бөлігі арта түседі. Конвертер кеңістігінен фурманы шығарғанда, оның ұш жағының 1,5-2,0 м металқож гарнисажымен қаптаулы болады.
Оттегі ағыны көпіршікті газметалқож эмульсиясымен жабулы кезде, конвертердегі массажылжым өзгере бастайды. Оттегі ағынына түскен эмульсияның ауыр компоненттері, оның жылдамдығын төмендетеді. Оттегі ағынындағы металл тамшылары және СО тотығады. Оттегі ағынының сұйық металмен өзара әрекеттесуінің жалпы заңдылықтары, металды ашық оттегі ағынымен үрлеу үрдісіндей.
Алғы сөз
Металдар мен қорытпалар өндіруді қарастыратын ғылым мен техника және өндіріс саласын металлургия деп атайды. Металлургия тарихи қара ж|
Балқыма фазаларының беттік құбылысы
Болат қорыту үрдісінде фазалардың беттік құбылысының маңызы зор. Көптеген үрдістер гетерогенді реакцияларға негізделіп, бір фазаның
Ождың құрылысы мен қасиеті
Конвертерлік болат қорыту үрдісінде шойын мен скрап элементтері тотығып, қожтүзгіш және басқа қосымша материалдар қож түзілу үрдісі
Болат қорыту үрдісінің негізгі реакциялары
Элементтердің тотығу реакцияларын қарастырғанда, олардың тепе-теңдік константасының мәнін пайдаланады. Ал нақты болат қорыту үрдісі
Болаттағы газ
Болат қорыту барысында газдар (оттегі, сутегі, азот) металл фазасына өтеді:
1) шикіқұрамдық материалдардан;
2) агрегат атмосферасы мен үрлемеде
Болаттағы металл емес кірінділер
Металл емес кірінділер деп металдардың (Fe, Si, Mn және т.б.) металл емес элементтермен (O, S, N, H, P) болаттағы қосылыстарын айтады. Олар болаттың механикалық,
Балқыманы оттегісіздендіру және қосындылау
Болат қорыту үрдісі – тотықтану үрдісі болғандықтан, балқымада едәуір оттегі ериді. Сұйық болатта оттегі ерітінді және оксидті кірі
Балқыманы оттегісіздендіру
Болат сапасы, оның физика-химиялық және эксплуатациялық қасиеттері, металл емес кірінділердің, зиянды элементтердің және еріген газдардың м
Балқыманы қосындылау
Белгілі бір механикалық немесе физика-химиялық қасиет беру үшін қосынды элементтерді (Si, Mn, Cr, Ni және т.б.) қосу арқылы алынатын болатты қо
Болат қорытудың бессемерлік үрдісі
Конвертерлік болат қорыту тәсілін алғаш 1855-жылы ұсынған Г. Бессемер. Болат қорыту агрегатын ол конвертер деп атап, шегені ретінде сол кездегі ж
Болат қорытудың томастық үрдісі
Батыс Европа елдерінде (Англия, Франция, Бельгия, Люксенбург, Германия, Швеция және т.б.) фосфорлы темір кенінің мол қоры болуы, кеннен алынатын жоғары фосфо
Болат өңдірудің оттегі конвертерлік тәсілі
Бессемерлік және томастық үрдістердің өнімділігі жоғары болғанмен, болат сапасы төмендеу болды. Болат сапасын арттыру жолында жү
Болат қорытудың LD үрдісі
1952-жылы Австрияның Линц, 1953-жылы Донавиц қалалары металлургиялық зауыттарының алғашқы өндірістік конвертерінде, мартендік шойынды техни
Конвертер құрылысы
ЛД конвертерінің шегені оттөзімді негізді материалдан, қаптамасы қалың болат қаңылтырдан жасалған, горизонталь өс бойымен айнал
Конвертер пішіні
Конвертерді пішіні бойынша екі түрге бөлуге болады. Біріншісінде орталық цилиндрлік бөлікке үстінен симметриялы қиық конус жалғасып, астыңu
Конвертер қаптамасы
Конвертертер қаптамасын қалың болат қаңылтырдан негізінен пісіру әдісімен тұтас немесе түбін алынбалы етіп жасайды.
Сыйымдыл
Конвертердің тыянақ белдігі
Конвертердің металконструкциясы қаптама мен цапфалы (2) тыянақ белдіктен (4) тұрады (3.6 сурет). Тыянақ белдіктің екі цапфасы подшипниктер (1) ар
Конвертер жетегі
Металл сынығын салу, шойын құю, болат пен қожды ағызу және т.б. технологиялық операцияларды орындау үшін конвертерді айналдыру қажет. Сонды
Конвертер шегені
Балқыманың қарқынды араласуынан, үрдістің жоғарғы температурасынан, конвертерді айналдыру кезіндегі инерциялық күштерден, металл мен
Шикіқұрамдық материал
ЛД үрдісінің шикіқұрамдық материалдарын металдық және металл еместік деп екі топқа бөледі. Шикіқұрам материалыны
Балқыманың үрлеме режімі
Үрлеме режімінің конвертердегі физика-химиялық үрдістің динамикасына, технологиялық үрдістің өрбуіне және агрегаттың техника-эконом
Оттегілік фурма
Конвертерге құйылған шойынды жоғарыдан оттегімен үрлеу үшін көп соплолы фурма қолданылады. Фурманы жоғарыдан 0,1-1,0 м⁄с жылдамдықп
Балқыманың салқындатқышы
Конвертер балқымасын аса қыздырып алмау үшін (1600-16500 С), шикіқұрамға салқындатқыш материал (скрап, темір кені жә
Балқыманың шойыны және қожтүзгіш материалы
Шойын.Шойын домна цехынан шөмішпен миксерлік бөлімшеге жеткізіледі немесе миксерлі типті шөмішпен – конвертер цехына.
Миксер (3.13 сурет) арқылы ж&
Балқыманы берілген құрамға жеткізу
ЭЕМ-да анықталған керекті оттегі мөлшері біткен соң, балқыманы үрлеуді тоқтатып, оны берілген болат құрамына жеткізу операциясы
Балқыманың жылулық сипаттамалары
ЛД үрдісі балқымасының температуралық режімі сұйық шойынның температурасы мен химиялық құрамы, салқындатқыш м
Болат сапасы
Болат сапасы негізінен химиялық құрамымен, зиянды элементтердің (Р, S), газдардың (оттегі, азот, сутегі) және металл емес кірінділердің (ок
Конвертерлік газды тазалау
Жоғарыдан оттегімен үрлеп болат қорыту барысында, 70-80 м3/т шойынға конвертерлік газ түзіледі. Конвертерлік газ негізінен көміртегіні
Конвертерлік үрдісті автоматтандыру
Конвертерлік болаттың сапасы және оның техника-экономикалық көрсеткіштері үрдістің автоматтандырылу дәрежесімен анықталады. Тех
Болатты құю тәсілдері
Қорытылған болатты құйып, сапалы құйылма алу болат өндірудің маңызды бір кезеңі.
Болатты құюдың
Комбинациялық үрлеу конвертерлік үрдісі
Жоғарыдан және түптік оттегі үрлеме конвертерлерінде болат қорыту үрдістерінің артықшылықтары мен кемшіліктерін талдау негізінд
Балқыманы конвертерден тыс өндеу
Дүниежүзілік конвертерлік болат өндіру практикасы химиялық құрамы және мөлшері әр түрлі шойындарды пайдаланумен, конверте
Пайдаланылған әдебиет
1. Борнацкий И.И. Основы физической химии.- М.: Металлургия, 1989.- 320 с.
2. Толымбеков М.Ж. Болат балқыту өндірісінің негіздері. 1 бөлім.- Алматы:
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
(3.4)
(3.5)
Новости и инфо для студентов