, (3)

где r=r_о/r_¥ - отношение плотностей запыленного потока (G_o) и газовых струи в системе ВГП; L_с/d₀ – безразмерная величина дальнобойности струй в системе ВГП при начальном их диаметре d₀.

С учетом изложенного величину G_s находим:

, (4)

Здесь

где

– скорость истечения струй кислорода в системе ВГП определяем по известной формуле Сен-Венана, , м/с; n – число струй в системе, d₀ – диаметр сопел узла отдува, м; k – коэффициент адиабаты.

Характер влияния газоструйной системы ВГП на подсасывающие свойства до и сверхзвуковых струй можно оценить из данных (рис. 2). Как видно из (рис. 2) уровень присоединенной массы струями определяется расходом газа, скоростными характеристиками и длиной струи.

Однако чрезмерный расход кислорода Iо₂^дож на утилизацию и пылезащиту ограничивается содержанием окислов железа в шлаке (SFeO) и процессом окисления углерода (n_с), т. е. Io₂^дож £Io₂^опт и тогда оптимальный расход кислорода составит:

, а

, (5)

здесь V_co и g_co– объемный (м³/с) и массовый (кг/с) расход оксидов углерода на выходе из зоны продувки конвертера; t_m–средняя температура металла, К; y - доля сжигаемого СО в струях кислорода; [С] - содержание углерода в металле, %; К_о – константа скорости окисления углерода.

Таким образом, для определения параметров эффективности действия пылеочистки находим значения G_¥, G_o и G_s, а также дополнительно еще диаметр зоны продувки , поверхность зоны продувки и Iо₂^дож которые входят в структуру модели газоструйной пылеочистки. Модель для 250-т конвертерной ванны реализована при различных параметрах процесса выплавки стали с применением двухъярусной кислородной фурмы в конвертере.

Экспериментальным путем установлено [3, 4], что применение внутриагрегатной газоструйной пылеочистки позволяет в среднем на 30–50% снизить пылевынос из конвертера. Это обстоятельство позволяет в существенной мере облегчить работу внеагрегатной пылеочистной установки, а также улучшить энерго-экологические и технико-экономические показатели кислородно-конвертерного процесса.

Литература

1.       Меркер Э. Э. Проблемы дожигания оксида углерода и утилизации пыли в конвертере.– М.: Металлургия, 1996, 176 с.

2.       Кожухов А. А., Меркер Э. Э., Карпенко Г. А. Исследование аэродинамических характеристик системы встречных газовых потоков над зоной продувки в конвертере. //Изв. вузов. ЧМ, 2002, №1 с. 12 – 14

3.       Модель газодинамической пылеочистки для кислородно-конвертерного процесса. //Изв. вузов. ЧМ, 2001, №1 с. 50 – 52

4.       Кожухов А. А., Меркер Э. Э., Карпенко Г. А. Исследование поведения конвертерной ванны с применением газодинамической пылеочистки над зоной продувки в конвертере. // Изв. вузов ЧМ, 2000, №8 с. 16–19.