Техника производства

Для откачки газов из агрегата «ковш - печь», а также для создания необходимого разряжения применяется энжекторный насос.

1. Водород уменьшается с 5 см3/100 г. до 2 см.3/100 г. Следовательно выделяется

VН2 = 3 м.3 водорода.

2. Содержание азота сокращается на 15%. [N2]н = 0,08%

VN2 = 9,6 м.3

где М - масса плавки, т.;

МN2 - молярная масса азота, г./моль;

[N]н - начальная концентрация азота, %.

3. Содержание углерода уменьшается на [C] = 0,05%

VCO = 93,3 м.3

где МСО - молярная масса угарного газа, г./моль;

МС - молярная масса углерода, г./моль.

4. Продувку аргоном ведём в течении 20 мин. с интенсивностью 0,05 м.3/(мин. т.)

VAr = =100 м.3

5. Объём отходящих газов составляет

,

где V - суммарный объём отходящих газов, м.3;

V = 3 + 9,6 + 93,3 + 100 = 205,9 м.3

Рабочий насос обеспечивает вакуумное давление ртехн = 10 мм. рт. ст. (0,013 атм.)

1. Скорость откачки газов:

,

где Q - общее количество газов в единицу времени, м.3/мин.;

S0 - скорость откачки объекта, м3/(атм.мин.).

Преобразуя предыдущую формулу получим:

м.3/(атм.мин.)

Начальное давление насоса ph = 1 атм.

Коэффициент примем 2,5

,

где Qmax - максимальная массовая производительность насоса, м.3/мин.

м.3/мин.

2. Пропускная способность системы от входа в насос до вакуумной камеры определяется по формуле:

,

где U - пропускная способность системы.

3. Выбрав по паспорту насос и его характеристики следует провести проверочный расчёт: проверить какое остаточное давление газов (рост) обеспечивает этот насос и сравнить его с заданным значением ртехн.

Объём ковша, занимаемый металлом:

,

где VK - объём ковша, занимаемый металлом, м.3;

H - высота металла в ковше, м.;

Dср - средний по высоте диаметр металла, м.

По практическим соображениям принимаем H/Dср = 0,9.

Для 100 т металла объём ковша:

,

где m - масса металла, т;

d - плотность жидкого металла, т/м.3.

м.

H=0,92,8=2,5 м.

В выбранной технологии необходимо подогревать в АКОС металл с 1863 К до 1953 К. До той же температуры будет нагреваться шлаковая смесь CaO (40%) - Al2O3 (40%) - TiO2 (20%) массой 1,5 т и аргон, удельный расход которого составит 175 м3/т. Также следует учесть тепловой эффект реакции с алюминием, расход которого составляет 120 кг на всю плавку.

Номинальная мощность трансформатора находится:

,

где S - полная мощность трансформатора, МВА;

P - мощность, поступающая из сети, МВт;

- коэффициент мощности. По данным завода = 0,8

Мощность поступающая из сети находится:

,

где РДУГ - мощность дуг, МВт;

Э - электрический к.п.д.

В расчёте примем Э=0,8 /20/.

Мощность дуг находится по формуле:

,

где РПОЛ - полезная мощность, МВт;

РТП - мощность тепловых потерь, МВт.

По данным /20/ для 150 т ковша РТП = 4,5 МВт. Произведя пересчёт для 100 т ковша, получим:

,

Полезная мощность находится по формуле:

,

где WПОЛ - полезная энергия, МДж;

- время обработки, с.

Время обработки выбирается из расчёта времени нагрева 2 -3 К/мин.

Примем = 35 мин.

Полезную энергию находим из формулы:

,

где Мi - масса i - го компонента, т;

Сi - теплоёмкость i - го компонента, МДж/тК;

Тi - температура, на которую нагреваем, К;

Hi - тепловой эффект раскисления металла алюминием, МДж/т.

Данные по Сi и Hi приняты по данным /21/.

WПОЛ = 1000,6590 + 1,5(0,7640,4 + 0,7750,4 + 0,6190,2)1660 + 1751,781030,521660 -

- 11,371030,12 = 6585 МДж

МВт

МВт

Из проведённого расчёта видно, что существующий на агрегате «печь ковш»

АО «НОСТА» трансформатор с SН = 16 МВА вполне удовлетворяет выбранной технологии.