Десульфурация металла в открытом процессе

     

                                                                                           .

3.7) Расчет равновесной концентрации серы

     Согласно  соотношению (19)

       

3.8) Расчет удельной мощности перемешивания

     Расчет  удельной интенсивности  продувки

      Результаты  расчета с использованием соотношения (11) представлены в таблице

Q, л/мин	100	300	600
G, м3/(кг·с)	1,67·10-8	5,00·10-8	1,00·10-7

 

     Расчет  удельной мощности перемешивания

      Результаты  расчета по соотношению (10) для различных  расходов инертного газа представлены в таблице

Q, л/мин	100	300	600
ɛ, Вт/кг	0,024	0,071	0,141

 

3.9) Расчет коэффициента объемного массопереноса

      Результаты  расчета по соотношению (9) для различных  расходов инертного газа представлены в таблице

Q, л/мин	100	300	600
kv, 1/c	5,85·10-4	1,43·10-3	2,53·10-3

 

3.10) Расчет динамики десульфурации

      Расчет  производится по соотношению (6). Пример расчета текущего содержания серы через 10 минут обработки для расхода аргона 300 л/мин приведен ниже (время подставляется в секундах)

В систематизированном  виде результаты расчетов представлены в таблице

Время,  мин	[S], %
	для расхода газа, л/мин
	100	300	600
0	0.0250	0.0250	0.0250
5	0.0214	0.0173	0.0133
10	0.0185	0.0122	0.0077
15	0.0160	0.0090	0.0052
20	0.0139	0.0068	0.0040
25	0.0121	0.0055	0.0034
30	0.0106	0.0046	0.0031
35	0.0094	0.0040	0.0030
40	0.0083	0.0036	0.0029
45	0.0075	0.0034	0.0029
50	0.0067	0.0032	0.0029
55	0.0061	0.0031	0.0029
60	0.0056	0.0030	0.0029

 

     На  основании расчета строим зависимость  текущего содержания серы в металле от времени обработки

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

 

2. Удаление  водорода при ковшевом вакуумировании

 

1) Постановка задачи

     Рассчитать  время вакуумирования металла в  ковше, необходимое для снижения содержания водорода до заданного уровня, в случае различной газонасыщенности стали.

2) Исходные данные

Химический состав металла  перед обработкой, мас,%
C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo
0,1	0,25	0,5	0,1	0,1	0,05
V	Ti	Al	P	S	Cu
0,02	0	0,03	0,01	0,025	0,1

 

Начальное содержание водорода в металле, ppm
4	5	6	7	8	9	10

 

     Требуемая концентрация водорода, ppm                 -      2

     Остаточное  давление в вакуумной камере, атм       -     0,001

     Доля  водорода в удаляемых газах                             -     0,3

     Температура, ^оС                        -      1600

     Масса металла в ковше, т         -     100

     Глубина металла в ковше, м    -      3

     Расход  инертного газа, л/мин  -      600

3) Расчет

3.1) Расчет равновесной концентрации водорода

     Расчет  константы растворимости  Сивертса

     Согласно  соотношению (13)

 
 

      Соответственно  K_H  = 0,0025.

     Расчет  коэффициента активности водорода в металле

     Для расчета необходимы справочные данные по параметрам взаимодействия

Параметры взаимодействия первого порядка e_Hⁱ * 10²

C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo
6	2,7	-0,14	-0,22	0	0,22
V	Ti	Al	P	S	Cu
-0,74	-1,9	1,3	1,1	0,8	0,05

 

     Используя соотношение (15), получаем

     lg ɣ_H = 0,0125;

     ɣ_{H =} 1,0293.

     Расчет  равновесной концентрации водорода

     Исходя  из соотношения (12)

     

                                                                 .

3.2) Расчет удельной мощности перемешивания

     Расчет  удельной интенсивности  продувки

     Используя соотношение (11), получаем

     

           м³/(кг·с) 

     Расчет  удельной мощности перемешивания

     Согласно  соотношению (10)

     

                 Вт/кг 

3.3) Расчет коэффициента объемного массопереноса

      В результате расчета по соотношению (9) получаем

      1/с

3.4) Расчет времени вакуумирования металла в ковше, необходимого для снижения содержания водорода до заданного уровня.

      Для начального содержания водорода в металле 6 ppm пример расчета по соотношению (8) приведен ниже

 

      мин. 

     В систематизированном виде результаты расчета представлены в таблице 

[H], ppm	4	5	6	7	8	9	10
Время, мин	5.40	7.02	8.32	9.41	10.34	11.16	11.89

 

На основании  результатов расчета строим зависимость требуемого времени вакуумной обработки от начального содержания водорода 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

3. Удаление  азота при ковшевом вакуумировании

 

1) Постановка задачи

     Обосновать расчетом влияние содержания серы в металле  на динамику  удаления азота при вакуумировании в ковше.

2) Исходные данные

Химический состав металла  перед обработкой, мас,%
C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo
0,1	0,25	0,5	0,1	0,1	0,05
V	Ti	Al	P	Cu
0,02	0	0,03	0,01	0,1