ГИДРОДИНАМИКа ВАННЫ  ХОЛОДНОЙ МОДЕЛИ конвертера ПРИ комбинированной продувке

Шарандин К.Н. (МЧМ-08бм) Баранник А.В. (МЧМ -06б)

В настоящее время актуальность подвода донного дутья в конвертерной ванне не вызывает сомнений. Изучению данного вопроса посвящен  ряд исследований, в том числе за рубежом авторами Vikas Singh, Jyoti Kumar и др. В их работе получены и обсуждены данные о влиянии перемещения 8-ми симметрично расположенных донных фурм от центра к периферии днища конвертера на массообменные процессы. В данных исследованиях установлено, что наилучший массообмен наступает при расположении фурм на расстоянии 0,58R от центра днища. Исследователями не в полной мере приведены данные о гидродинамическом состоянии ванны в рекомендованном режиме продувки (P=const,Q=const). Поэтому целью исследований явилось определение гидродинамических параметров ванны на аналогичной модели.

Исследования были условно разбиты на два этапа. На первом этапе изучалось поведение ванны при донном подводе дутья. Устройство донных фурм позволяло их перемещение от центра к периферии днища. Расположив фурмы соответственно на расстоянии 0,5R, 0,58R, 0,66R при постоянном  расходе воздуха Q=10л/мин, и его давлении P=0,04 ати., информацию фото- и видео съемки обрабатывали масштабированием  снимков.

В ходе исследований получены следующие данные: площадь барботажного пятна S_б.п.(мм²), диаметр пятна d_п.(мм), высота пятна h_п.(мм). Графическая интерпретация представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Графические зависимости гидродинамических параметров при донной продувке:  S_б.п.ср., S_{б.п.общ.} – площади барботажного пятна средняя и общая соответственно, S_ванны – площадь поверхности ванны,  d_п., h_п. – диаметр и высота барботажного пятна (буруна).

На втором этапе  продувка производилась только сверху через   4-х сопловую фурму.Полученные данные представлены графически на рисунке 2.

Рисунок 2. Графические зависимости гидродинамических параметров при верхней продувке:  Р – давление воздуха на срезе сопла, d_р.з., h_р.з – диаметр и глубина реакционных зон, S_р.з., S_ванны – площади реакционной зоны и поверхности ванны.

При комбинированной продувке был воспроизведен режим предыдущих этапов исследований: P=0,04 ати=const, Q=10 л/мин=const (расположение фурм 0,66R); P=1,7 ати=const, Q=0,39 м³/мин=const (высота фурмы над уровнем ванны H=300мм). Гидродинамическое состояние ванны при  комбинированной продувке представлено на рисунке 3.

Рисунок 3.  Гидродинамическое состояние ванны при комбинированном подводе дутья: а- направление потоков, б- реакционные зоны.

Выполненные исследования на холодной модели конвертера позволили получить дополнительные данные о гидродинамике его ванны. Их анализ показал, что площадь реакционной зоны при верхней продувке составляет 5%, а площадь барботажных пятен при донной продувке 14,2%. Комбинированная продувка обеспечивает более однородный характер реакционных зон и более спокойный ход процесса при подводе неассимилируемого газа.