КОМПЛЕКСНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ГАЗОДИНАМІЧНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ СТРУМЕНІВ, ЩО ВИТІКАЮТЬ З СОПЕЛ ЦИЛІНДРИЧНОЇ КОНСТРУКЦІЇ, ДЛЯ УМОВ ВИКОРИСТАННЯ В КИСНЕВИХ КОНВЕРТЕРАХ

Анотація

Киснево-конверторний процес є єдиним конкурентоспроможним лідером з виробництва рідкої сталі. Це, насамперед, зумовлено наявними різними типами продувних пристроїв, які виконують за ходом виплавки різноманітні функції та дають змогу оперативно підлаштовуватися під змінні технологічні умови. Основними типами сопел для верхніх продувних пристроїв є сопла Лаваля, які використовуються для подачі основного кисневого потоку, та циліндричні сопла, які частіше використовують для допалювання відхідних газів. Представлені результати різнопланового дослідження особливостей витікання газового струменя з циліндричного сопла, які були проведені методами тіньової зйомки при витіканні газового потоку у вільне повітряне середовище та у модельну рідину – воду, та методами математичного моделювання для з’ясування раціональних меж їх використання у конструкції верхніх продувних фурм кисневого конвертера. За результатами досліджень відповідно до промислових технологічних умов використання сопел, встановлено, що при висоті розташування циліндричних сопел на рівні 40 калібрів від поверхні спокійної ванни високі показники енергії продувного газу та відповідно швидкостей газового потоку можуть бути досягнуті при подачі продувного газу з надлишковим тиском не менше 300 кПа. При цьому можливість проникнення у реальний шлако-металевий розплав за таких умов (при екстраполяції розрахунків на 60 кг лабораторну модель кисневого конвертера) складае на рівні 56 – 65 % висоти шлакового розплаву. Відмічено, що для збільшення проникної здатності газового струменя, що витікає з циліндричного сопла, необхідно зменшити висоту розміщення продувного пристрою на 25%відн. Відзначені характерні особливості зміни форми газового струменя та розповсюдження швидкостей за довжиною при зміні тиску продувного газу, та їх вплив на фактичну глибину занурення газового струменя у модельну рідину - воду. Зроблений висновок про доцільність використання циліндричних сопел як сопел другого ряду для багаторядних верхніх фурм.