Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна
Целью работы являлось определение рациональных конструктивных и режимных параметров оборудования, реализующего технологию внепечной десульфурации чугуна. Получены аналитические зависимости, позволившие определить механизм образования вынужденных колебаний, величину и частоту их изменения в зависимос...
Збережено в:
Дата: | 2009 |
---|---|
Автори: | , , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України
2009
|
Назва видання: | Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
Теми: | |
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63072 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна / В.И. Большаков, Ю.И. Черевик, А.М. Башмаков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 308-316. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-63072 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-630722014-05-30T03:01:49Z Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна Большаков, В.И. Черевик, Ю.И. Башмаков, А.М. Металлургическое машиноведение Целью работы являлось определение рациональных конструктивных и режимных параметров оборудования, реализующего технологию внепечной десульфурации чугуна. Получены аналитические зависимости, позволившие определить механизм образования вынужденных колебаний, величину и частоту их изменения в зависимости от конструктивных параметров фурмы, режимов дутья и интенсивности процессов парообразования при испарении магния. Показано, что знание величины и характера изменения технологической нагрузки, действующей на фурму и её привод, позволяет обеспечить высокую надежность и долговечность оборудования. Метою роботи було визначення раціональних конструкційних і режимних параметрів устаткування, що реалізує технологію позапічної десульфурації чавуну. Одержано аналітичні залежності, що дозволили визначити механізм утворення вимушених коливань, величину та частоту їх зміни залежно від конструктивних параметрів фурми, режимів дуття та інтенсивності процесів пароутворення при випаровуванні магнію. Показано, що знання величин і характеру зміни технологічного навантаження, що діє на фурму і її привід дозволяє забезпечити високу надійність і довговічність устаткування. The purpose of the work was definition of rational constructive and regime parameters of the equipment realizing the technology of out of furnace desulphurization of pig-iron. The analytical dependences, allowing defining the mechanism of formation of the forced vibrations, size and frequency of their change depending on design data of tuyere, modes of blasting and intensity of processes of steam formation are received during magnesium evaporation. It is shown that the knowledge of size and character of change of the technological loading operating on tuyere and its drive allows to provide high reliability and durability of the equipment. 2009 Article Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна / В.И. Большаков, Ю.И. Черевик, А.М. Башмаков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 308-316. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. XXXX-0070 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63072 669.162.267.6:669.162.221.2.003.12 ru Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
topic |
Металлургическое машиноведение Металлургическое машиноведение |
spellingShingle |
Металлургическое машиноведение Металлургическое машиноведение Большаков, В.И. Черевик, Ю.И. Башмаков, А.М. Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
description |
Целью работы являлось определение рациональных конструктивных и режимных параметров оборудования, реализующего технологию внепечной десульфурации чугуна. Получены аналитические зависимости, позволившие определить механизм образования вынужденных колебаний, величину и частоту их изменения в зависимости от конструктивных параметров фурмы, режимов дутья и интенсивности процессов парообразования при испарении магния. Показано, что знание величины и характера изменения технологической нагрузки, действующей на фурму и её привод, позволяет обеспечить высокую надежность и долговечность оборудования. |
format |
Article |
author |
Большаков, В.И. Черевик, Ю.И. Башмаков, А.М. |
author_facet |
Большаков, В.И. Черевик, Ю.И. Башмаков, А.М. |
author_sort |
Большаков, В.И. |
title |
Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна |
title_short |
Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна |
title_full |
Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна |
title_fullStr |
Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна |
title_full_unstemmed |
Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна |
title_sort |
оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна |
publisher |
Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України |
publishDate |
2009 |
topic_facet |
Металлургическое машиноведение |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/63072 |
citation_txt |
Оценка частоты изменения технологической нагрузки, действующей на фурму при десульфурации чугуна / В.И. Большаков, Ю.И. Черевик, А.М. Башмаков // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии: Сб. научн. тр. — Дніпропетровськ.: ІЧМ НАН України, 2009. — Вип. 19. — С. 308-316. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
series |
Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии |
work_keys_str_mv |
AT bolʹšakovvi ocenkačastotyizmeneniâtehnologičeskojnagruzkidejstvuûŝejnafurmupridesulʹfuraciičuguna AT čerevikûi ocenkačastotyizmeneniâtehnologičeskojnagruzkidejstvuûŝejnafurmupridesulʹfuraciičuguna AT bašmakovam ocenkačastotyizmeneniâtehnologičeskojnagruzkidejstvuûŝejnafurmupridesulʹfuraciičuguna |
first_indexed |
2025-07-05T13:56:12Z |
last_indexed |
2025-07-05T13:56:12Z |
_version_ |
1836815507076939776 |
fulltext |
308
УДК 669.162.267.6:669.162.221.2.003.12
В.И.Большаков, Ю.И.Черевик, А.М.Башмаков
ОЦЕНКА ЧАСТОТЫ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ,
ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА ФУРМУ ПРИ ДЕСУЛЬФУРАЦИИ ЧУГУНА
Целью работы являлось определение рациональных конструктивных и режимных
параметров оборудования, реализующего технологию внепечной десульфурации чугуна.
Получены аналитические зависимости, позволившие определить механизм обра-
зования вынужденных колебаний, величину и частоту их изменения в зависимо-
сти от конструктивных параметров фурмы, режимов дутья и интенсивности про-
цессов парообразования при испарении магния. Показано, что знание величины и
характера изменения технологической нагрузки, действующей на фурму и её привод,
позволяет обеспечить высокую надежность и долговечность оборудования.
внепечная десульфурация чугуна, оборудование, конструктивные парамет-
ры, технологические нагрузки, надежность, долговечность
Введение. В настоящее время на металлургических заводах Украины
и за её пределами, особенно в Китае, широкое распространение получил
способ десульфурации чугуна гранулированным магнием, подаваемым в
нижние слои расплава через погружаемые фурмы, содержащие испари-
тельные камеры [1-2]. Такие фурмы используются при обработке чугуна в
доменных и заливочных ковшах с глубиной погружения до 2,0–2,5 мет-
ров. При более глубоком погружении используются прямоточные фурмы
без испарительных камер.
Целью настоящей работы являлось определение рациональных конст-
руктивных и режимных параметров оборудования, реализующего технологию
внедоменной десульфурации чугуна.
Постановка задачи. Для определения рациональных конструктивных и
режимных параметров оборудования, реализующего такую технологию, и
обеспечивающих его высокую надежность и долговечность, необходимо знать
величину и характер изменения технологической нагрузки, действующей на
фурму и её привод. Для решения этой задачи в работах [3,4] получены анали-
тические зависимости, позволяющие определять величину и характер измене-
ния этой нагрузки в зависимости от глубины погружения фурмы и интенсивно-
сти процесса десульфурации, а также показано, что эта нагрузка является ис-
точником вынужденных колебаний, воспринимаемых фурмой, элементами её
привода и металлоконструкцией установки. Следующим этапом решения этой
задачи является определение частоты и амплитуды этих колебаний и диапазо-
на, в котором они могут изменяться. Эта задача актуальна и представляет прак-
тический интерес, потому что её решение обеспечит работу оборудования с
минимальными динамическими нагрузками и исключит появление при работе
резонансных явлений.
Значения D и D1 для разных типоразмеров фурмы, приведены в таб-
лице 1. В табл.1 также приведены конструктивные параметры нескольких
типоразмеров фурм с коническим колоколом, рекомендуемых для практи-
309
ческого использования (рис.1). Наиболее широкое распространение на
действующих установках десульфурации чугуна в ковшах различного
объема получил типоразмер № 2.
Таблица 1. Конструктивные параметры нескольких типоразмеров фурм с кониче-
ским колоколом, рекомендуемых для практического использования
Конструк-
тивный
параметр
D D1 D2 d dк Н1
Vo
Vn
max
т1F max
т2F max
тF
Размерность м м м м м м м3 м3 кН кН кН
Типоразмер
№1
0,65 0,40 0,18 0,35 0,02 0,60 0,053 0,053 0,95 3,80 4,75
Типоразмер
№2
0,70 0,45 0,18 0,35 0,02 0,65 0,069 0,062 1,15 4,45 5,60
Типоразмер
№3
0,75 0,50 0,18 0,35 0,02 0,70 0,086 0,069 1,35 5,00 6,35
Рис.1. Конструктивные параметры фурмы
с испарительной камерой колокольного типа
Во время продувки жидкий чугун вначале вы-
тесняется из испарительной камеры (ИК), а затем в
зоне нижнего среза фурмы образуется плоский
газовый пузырь, который, после достижения сво-
его максимального объема ( )nV , распадается на
более мелкие составляющие и выбрасывается в
расплав по периметру нижнего среза колокола фурмы (рис.1,а) [4].
Величина этого объема определяется зависимостью
( ) ( )⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
−+−= 1418
DDDDD
D
nV
ππ
. (1)
Длительная эксплуатация фурм с ИК показала, что при десульфура-
ции, в зависимости от степени интенсивности технологического процесса,
происходит попадание жидкого чугуна в ИК, во время которого высота hi
достигает величины 0,08–0,12 м и более (рис.2,б). Значения ΔVo для этих
случаев заполнения ИК приведены в табл.2.
Во время продувки общий объем газового пузыря, выбрасываемого из
подколокольного пространства, определяется зависимостью, которая
включает две составляющие, а именно:
nVoVV +Δ= (2)
310
а) б)
Рис.2. Последовательность образования и действия технологической нагрузки.
а – момент распада пузыря на мелкие составляющие и выброса из-под колоколь-
ного пространства парогазовой смеси в расплав; б – исходное состояние фурмы
перед образованием нового пузыря
Таблица 2. Технологические и конструктивные параметры ИК
Техноло-
гический
параметр
Нi V г Gм Vм Vсм рт рм рф hi Δ Vo V β
Размер-
ность
м м3/с кг/с м3/с м3/с МПа МПа МПа м м3 м3 Гц
min 1,8 – – – – – – 0,13 0,28 0,06 – – Без
про-
дувки max 2,2 – – – – – – 0,16 0,32 0,011 – –
min 1,8 0,044 – – – 0,26 – 0,13 0,08 0,013 0,075 0,59Про–
дувка
чистым
газом
max 2,2 0,050 – – – 0,30 – 0,16 0,12 0,019 0,081 0,62
min 1,8 0,008 0,050 0,046 0,054 0,26 0,22 0,13 0,08 0,013 0,075 0,72Про–
дувка
парога-
зовой
смесью
max 2,2 0,014 0,417 0,383 0,397 0,30 0,26 0,16 0,12 0,019 0,081 4,91
При постоянном количестве газа в ИК фурмы c объемом Vо и атмосфер-
ным давлением при отсутствии дутья, его давление в ИК находится в прямой
зависимости от глубины погружения фурмы и при глубине равной 2,2 метра
высота hi достигает максимальной величины равной 0,32 метра (табл.2). Если
продувка начинается в нижнем положении фурмы, то сначала высота hi
311
уменьшается до нуля, а затем, когда давление транспортирующегося газа пре-
вышает ферростатическое давление расплава в зоне нижнего среза колокола
фурмы, газ вытесняется за пределы ИК, образуя плоский пузырь, который
затем, разрываясь, попадает в расплав (рис.2, a). Такая ситуация имеет место.
в реальных производственных условиях, когда в процессе эксплуатации обо-
рудования возникают различные аварийные ситуации, связанные с неполад-
ками в системе пневмотранспорта, электроснабжения или выхода из строя
технологического оборудования, когда подача газа в ИК прекращается.
Обычно такое явление, как заполнение внутренней полости ИК фурмы рас-
плавом, тем более на максимальную высоту, стремятся вообще не допускать
или, по меньшей мере, сводить к минимуму.
В реальных условиях дутье начинается в момент приближения нижнего
среза колокола фурмы к поверхности расплава и осуществляется чистым
транспортирующим газом с расходом равным 160–180 м3/час. Продувка фур-
мы газом с таким расходом происходит до тех пор, пока она не достигла сво-
его нижнего рабочего положения, то есть не опустилась в расплав на глубину
близкую двум метрам. Поскольку скорость погружения фурмы в расплав со-
ставляет около 0,2 м/сек, то она достигает своего рабочего положения за 10
секунд. После этого включается механизм фиксации фурмы, который через
5,0–7,0 секунд фиксирует её в этом положении. Таким образом, в течение 15–
17 с фурма продувается только чистым газом.
Процесс десульфурации начинается с подачи небольшого количества магния,
равного 3,0–5,0 кг/мин, которое затем постепенно увеличивается и может достигать
при установившемся процессе максимальных значений порядка 25,0 кг/мин. Обыч-
но процесс десульфурации чугуна происходит при расходе магния равном 8,0–15,0
кг/мин, а расход транспортирующего газа при этом уменьшается до 30,0–50,0
м3/час.
Уточнив характерные особенности дутья и режимы подачи реагента на
различных этапах подготовки и проведения процесса десульфурации, опреде-
лив расходные характеристики используемого реагента и транспортирующего
газа, а также учитывая, что при испарении одного килограмма гранулирован-
ного магния образуется 0,0153 м3 пара в секунду [5], определим реальные
объемы парогазовой смеси, образующейся в результате его испарения при
различной интенсивности протекания технологического процесса. Результаты
определения этих объемов приведены на рис.3. Анализ кривых 1 и 2, пред-
ставленных на этом рисунке, показывает, что при движении фурмы вниз на
участках № 1 и № 2, когда она продувается чистым газом, его расход вначале
(участок № 1) составляет 0,044–0,050 м3/с, а затем (участок № 2) уменьшается
до 0,033–0,039 м3/с.
После фиксации фурмы и начала подачи гранулированного магния в ИК
образуется парогазовая смесь, объем которой резко возрастает с увеличением
количества подаваемого магния. Так, если при испарении минимального ко-
личества гранулированного магния равного 3,0 кг/мин, образовавшийся объем
парогазовой смеси составляет 0,096 м3/с (кривая 6, положение III), то увели-
чение его расхода до возможного максимального значения, равного 25,0
кг/мин, будет сопровождаться увеличением объема парогазовой смеси до
312
0,397 м3/с (кривая 5, участок № 4). Поскольку на практике в реальных услови-
ях десульфурация чугуна осуществляется, как правило, с расходом гранули-
рованного магния изменяющимся в диапазоне от 8,0 до 15,0 кг/мин, то и ве-
личина образующейся при этом паромагниевой смеси составляет, соответст-
венно, 0,136–0,244 м3/с (кривые 3 и 4, участок № 4). Этими объемами, в ко-
нечном итоге, и определяется частота изменения той выталкивающей силы,
которую мы называем технологической, так как она появляется с момента
начала продувки и действует до завершения процесса десульфурации.
Рис.3. Величина и характер
изменения объемов
транспортирующего газа и
парогазовой смеси.
Положение I – фурма нахо-
дится над поверхностью распла-
ва; Положение II – фурма опус-
тилась в рабочее положение;
Положение III – фурма зафикси-
рована механизмом зажима и
началась продувка магнием;
Положение IV – начался
установившийся процесс
десульфурации.
Участок 1 – фурма погружа-
ется в расплав; участок 2 – фурма
фиксируется механизмом зажи-
ма; участок 3 – начинается про-
дувка магнием; участок 4 и далее
– идет процесс десульфурации.
Область А – зона изменения
объема транспортирующего газа:
кривые 1 и 2 – нижняя и верхняя
границы этой зоны; область В –
зона изменения объема
парогазовой смеси: кривые 3 и 4 – в реальных границах изменения этой зоны;
кривые 5 и 6 – верхняя и нижняя границы изменения объема парогазовой смеси.
Выброс парогазовых пузырей в расплав из подколокольного пространства
испарителя происходит периодически разовыми порциями. Возникающая при
этом технологическая нагрузка изменяется циклически с абсолютной величи-
ной и периодичностью, зависящими от таких факторов, как: особенность кон-
структивного исполнения фурмы, выражающееся в наличии или отсутствии
колокола с ИК; форма внутренней полости ИК а также её геометрические
размеры – объем, высота и соотношение размеров внутреннего и наружного
диаметров нижнего среза колокола фурмы; глубина погружения фурмы в рас-
плав; давление и расход транспортирующего газа; количество вдуваемого
магния и паромагниевой смеси, образующейся при его испарении и другие.
Эта сила действует циклически и вызывает возникновение вынужденных ко-
313
лебаний у фурмы, которые передаются на её привод и металлоконструкции
установки.
Величина этой силы определяется зависимостью:
( )nVoVgFFF +Δ=+= ρт2т1т (3)
и состоит из двух составляющих, каждая из которых имеет различную физи-
ческую природу. Максимальные значения этих сил для фурм с различными
конструктивными параметрами приведены в табл. 1.
В уравнениях (1) – (3), на рис.1 и 2 и табл.1 приняты следующие обозна-
чения: ро – внешнее давление на поверхность расплава (в рассматриваемом
случае атмосферное); pi или рф – абсолютное давление в любой точке расплава
(в дальнейшем будем называть его ферростатическим); ρ – плотность распла-
ва, равная 7200 кг/м3 при температуре 1200°С; Нi – глубина погружения фур-
мы; Vo – начальный объем испарительной камеры (ИК); hi – высота, характе-
ризующая степень заполнения расплавом ИК; D, D1, D2 d, dк и Н1 – конструк-
тивные параметры фурмы и её ИК; g – ускорение силы тяжести.
Принципиальное отличие этих сил заключается в том, что первая – в
течение одного технологичного цикла является переменной по величине,
а вторая – остается постоянной. Объясняется это тем, что величина пер-
вой силы зависит от таких конструктивных параметров ИК колокола
фурмы, как: D1, D2, Нi, Vo и hi. Параметр hi является переменной величи-
ной, зависящей от глубины погружения фурмы Нi, ферростатического
давления на этой глубине и количества гранулированного магния, посту-
пившего в ИК. Увеличение глубины погружения приводит, при прочих
равных условиях, к увеличению высоты hi, а увеличение давления парога-
зовой смеси в ИК способствует уменьшению этой высоты. Величина вто-
рой силы зависит только от двух конструктивных параметров нижнего
среза колокола фурмы: размеров его наружного (D) и внутреннего (D1)
диаметров. Чем меньше разница между ними, тем меньше и величина
этой силы.
Поскольку технологическая нагрузка в течение одного цикла изменя-
ется от нуля до максимальной величины и не имеет отрицательных значе-
ний, выражение для определения её текущих значений в любое время
цикла может быть представлено в виде:
( )1cosmax
т5,0т +⋅= tFF β , (4)
где 1/2 tπβ = – частота изменения технологической нагрузки; 1t –
время одного цикла; max
тF – максимальное значение технологической
нагрузки.
Эта зависимость отражает характер изменения технологической на-
грузки. Поэтому в дальнейшем воспользуемся уравнением, представляю-
щим косинусоиду, ось симметрии которой смещена на величину равную
0,5⋅ max
тF в сторону её отрицательных значений.
314
Физически частота изменения технологической нагрузки определяет-
ся количеством парогазовых пузырей, выделившихся из под колокольного
пространства в единицу времени (сек). Поэтому большой практический
интерес представляет определение частоты этой нагрузки, диапазона, в
котором эта частота может изменяться, и факторов, от которых зависят
границы изменения этого диапазона.
Определяется эта частота отношением общего объема парогазовой
смеси (Vсм), образующейся в ИК за секунду, к объему одной порции этой
смеси (2), периодически выходящей в расплав, которая определяется за-
висимостью
VсмV=β . (5)
Рассмотрим, как решается поставленная задача, на примере фурмы,
наиболее часто используемой на практике. Конструктивные параметры
этой фурмы приведены в табл.1, вариант 2. Испарительная камера фурмы
с такими параметрами обеспечивает устойчивое протекание процесса де-
сульфурации, исключает зарастание внутренней полости ИК и заметалли-
вание входного отверстия материалопровода.
Технологические параметры процесса десульфурации зависят от его
интенсивности и являются величинами переменными, основными из ко-
торых являются расходы транспортирующего газа (Vг ) и гранулированно-
го магния (Gм), глубина погружения фурмы (Нi), ферростатическое давле-
ние расплава (рф), а также давления транспортирующего газа (рт) и паров
магния (рм)и его объема (Vм). Анализ частоты изменения технологической
нагрузки произведём для граничных значений этих параметров, то есть
минимального и максимального. Это позволит определить диапазон, в
котором эта частота может изменяться. Абсолютные значения этих пара-
метров для трех случаев, имеющих место на практике, а именно: – про-
дувка фурмы отсутствует; – фурма продувается чистым газом; – фурма
продувается парогазовой смесью, приведены в табл.2.
Анализ полученных результатов показывает, что при погружении
фурмы в расплав и до фиксации её в нижнем рабочем положении, когда
она продувается чистым газом, частота изменения технологической на-
грузки составляет 0,59 – 0,62 Гц. Если продувка фурмы осуществляется
при минимальном попадании расплава в ИК, то есть когда ΔVo →0, часто-
та изменения технологической нагрузки увеличивается до 0,87 Гц.
При продувке фурмы парогазовой смесью, поступление гранулиро-
ванного магния в ИК изменяется в диапазоне от 3,0 до 25,0 кг в минуту. В
результате его испарения образуется от 0,046 до 0,383 м3 пара в секунду,
частота изменения технологической нагрузки колеблется от 0,72 до 4,91
Гц, то есть резко увеличивается. Если попадания жидкого чугуна в ИК
фурмы не происходит, то эта частота увеличивается до 6,4 Гц.
На практике в реальных условиях десульфурация чугуна осуществля-
ется с расходом гранулированного магния, изменяющимся от 8,0 до 15,0
315
кг/мин. Это приводит к тому, что в результате его испарения образуется
от 0,14 до 0,25 м3 пара в секунду. В этом случае частота изменения техно-
логической нагрузки изменяется от 1,97 до 3,26 Гц, а в отдельных случа-
ях, при отсутствии попадания расплава в ИК, она может увеличиваться до
4,25 Гц.
На рис.4, а и б приведены кривые, иллюстрирующие величину технологи-
ческой нагрузки и частоту её изменения при продувке фурмы чистым газом (а)
и парогазовой смесью (б) на глубине 2,0 м. Как видно из этих рисунков вели-
чина этой силы в обоих случаях имеет одинаковое значение равное 5,25 кН.
Частота же изменения этой силы, в первом случае, составляет 0,65 Гц, а во вто-
ром – 3,2 Гц, то есть увеличивается более чем в 5 раз.
а) б)
Рис.4. Изменения технологической нагрузки при продувке фурмы: а – чистым
газом; б – парогазовой смесью
Выводы. Получены аналитические зависимости, позволившие опре-
делить механизм образования вынужденных колебаний, амплитуду и час-
тоту их изменения во времени в зависимости от конструктивных парамет-
ров фурмы, режимов дутья и интенсивности процессов парообразования
при испарении магния.
Результаты расчетов позволили оценить диапазон частот вынужден-
ных колебаний фурмы под действием технологической нагрузки, пере-
дающихся на её привод и металлоконструкцию установки. Установлено,
что эти колебания являются низкочастотными, а частота их изменения
даже при самом интенсивном режиме десульфурации не превышает 6,5
Гц.
Зная величину и частоту изменения технологической нагрузки, разра-
ботчики механического оборудования, реализующего эту технологию,
могут правильно определять его основные конструктивные и режимные
параметры, а также выбирать такую частоту его собственных колебаний,
которая обеспечит работу этого оборудования с минимальными динами-
316
ческими нагрузками и исключит возникновение резонансных явлений при
его работе.
1. Совершенствование технологии и оборудования десульфурации чугуна с
заменой порошковой смеси извести с магнием на чистый гранулированный
магний на Уханьском металлургическом комбинате / А.Ф.Шевченко,
Б.В.Двоскин, А.С.Вергун, В.А.Александров, А.М.Башмаков и др.// Труды VII
Международного симпозиума по десульфурации чугуна и стали. –
ALMAMET. АНИФ, Австрия. – 2002. – С.2–8.
2. Современные комплексы внедоменной десульфурации чугуна вдуванием маг-
ния и скачивания шлака / В.И.Большаков, А.Ф.Шевченко, В.А.Александров,
Э.А.Троценко, Б.В.Двоскин, А.С.Вергун, А.М.Башмаков и др. // Труды Меж-
дународной н.-т. конференции, посвященной 70-летию КГГМК «Криворож-
сталь», «Теория и практика производства чугуна». – Кривой Рог. – 2004. –
С.101–111.
3. Технологические нагрузки, действующие на фурму при десульфурации чугуна
магнием / А.М.Башмаков, В.И.Большаков, А.Ф.Шевченко, Ю.И.Черевик //
Металлургическая и горнорудная промышленность. – 2006. – № 3. – С.11–15.
4. Большаков В.И., Черевик Ю.И., Башмаков А.М. Нагрузки, действующие на
фурму при десульфурации // Металлургическая и горнорудная промышлен-
ность. – 2008. – № 5. – С. 128–131.
5. Воронова Н.А. Десульфурация чугуна магнием. – М.: Металлургия, 1980. –
238 с.
Статья рекомендована к печати:
заместитель ответственного редактора
раздела «Металлургическое машиноведение»
канд.техн.наук В.В.Веренев
докт.техн.наук А.С.Вергун
В.І.Большаков, Ю.І.Черевик, О.М.Башмаков
Оцінка частоти зміни технологічного навантаження, діючого на фурму
при десульфурації чавуну
Метою роботи було визначення раціональних конструкційних і режимних параме-
трів устаткування, що реалізує технологію позапічної десульфурації чавуну. Одержано
аналітичні залежності, що дозволили визначити механізм утворення вимушених
коливань, величину та частоту їх зміни залежно від конструктивних параметрів
фурми, режимів дуття та інтенсивності процесів пароутворення при випаровуванні
магнію. Показано, що знання величин і характеру зміни технологічного навантаження,
що діє на фурму і її привід дозволяє забезпечити високу надійність і довговічність устат-
кування.
|