Внепечная обработка стали (стр. 4 из 6)
Время, необходимое для нагрева металла в печь-ковше, ч:
ч или 16,56 минут2.7 Расчет параметров продувки стали в печь-ковше инертным гамм
Расчет времени продувки
На основании исследования поведения металла при продувке в различных агрегатах предложена следующая зависимость для расчета времени
(с), необходимого для достижения 95 %-ной гомогенизации: 
где
- функция диссипации (рассеяния) энергии, Вт/т; 
- расход газа, л/с; 
- температура металла, 0К; 
- температура окружающей среды, 0К;М – масса металла, т;
- плотность металла,7000 кг/м3;Н – высота металла в ковше, 2,7 м;
РА - атмосферное давление,101325 Па.
Принимаем
= 0,5 м3/мин = 30 м3/ч = 8,33 л/с, =1903 0К, =293 0К. 
Вт/т. 
сДля достижения наиболее полного перемешивания принимаем время продувки 3 минуты
Расчет дегазации при продувке инертным газом
В процессе продувки пузырьки нейтрального газа экстрагируют из жидкой стали растворенные в ней газы (водород и азот) Снижение содержания растворенных газов описывается уравнением Геллера, в упрощенной форме имеющего вид:
V
где V – расход нейтрального газа, м3/т( в нашем случае
);МГ - молекулярная масса удаляемого газа (
= 2, 
= 28);КГ – константа равновесия газа;
Р – давление над расплавом, 0,1 МПа.
При температуре 1903 0К :
, 
= 0,0027, 
, 
= 0,0249. 
Подставляя к уравнение Геллера значения начальной концентрации в металле водорода и азота равные
= 0,0004 % и [N]Н = 0,004% находим содержание в металле водорода и азота после продувки - |Н|к = 0,00039 %, |N|К=0,00397 %.2.8 Расчет вакуумирования
В данном курсовом проекте для наиболее эффективной дегазации металла применяем обработку вакуумом в порционном вакууматоре.
Для порционной вакуумной обработки стали, ковш с металлом на сталевозной тележке подают под вакуум-камеру. Патрубок вакуумной камеры погружают в металл; порция металла засасывается в камеру. По одному из патрубков начинают подавать инертный газ, в результате чего металл по нему направляется вверх, в вакуум-камеру, а по-другому – стекает в ковш.
Определение основных параметров вакуумной камерыпорционного типа.
Рабочий объем вакуум-камеры:
где М1 – порция металла, засасываемого в камеру, 19 т.
Площадь поперечного сечения вакуум-камеры:
где h – высота металла в камере, м.
Принимаем h=400 мм.
Диаметр камеры:
Диаметр патрубка:
где t1 – время полуцикла, 12 с,
φ = 0,9.
Объем конической части вакуум-камеры:
где α – угол наклона днища камеры, 10о.
Высота конической части камеры:
hk= 0,217 м
Объем цилиндрической части камеры:
Vц = V - Vк
Vц= 2,714 – 0,584 = 2,13 м3.
Высота цилиндрической части камеры:
Уточняем h:
h = hц + hK= 0,314 + 0,217 = 0,531м
Уточняем время полуцикла:
где t1/ - время, необходимое на подъем и опускание камеры до высоты 0,531м, с,
t2/ - время вытекания металла с установившегося уровня до уровня hк, с,
t3/ - время вытекания металла из конической части, с.
где ω – скорость подъема (опускания) камеры, 10 м/мин.
t2/ = 8,02 с.
t3/ = 2 с.
t = 3,186 + 8,02 + 2 = 13,206 с.
Проведение процесса вакуумирования
А. Продувка металла инертным газом (аргоном)
Найдем общее количество удаляемого аргона при продувки металла:
МАr=
где
- плотность аргона, 1,785 кг/м3 ; 
- удельный расход аргона, 0,0011 м3/т мин; 
- масса металла, 116, 87.МАr=
= 0,229 кг/минНайдем количество аргона приведенного к сухому воздуху:
кг/ минБ. Дегазация металла по водороду
Водород из металла удаляется по реакции:
Найдем общее количество удаляемого водорода:
где
=0,00039 % - начальное содержание водорода в металле; 
=0,0002 % - содержание водорода в металле после вакуумирования; - масса стали в ковше. 
Найдем количество водорода приведенного к сухому воздуху:
кг за весь процессНайдем количество удаляемого водорода за 1 минуту, для этого примем продолжительность этапа вакуумирования 10 минут:
В. Дегазация металла по азоту
Азот из металла удаляется по реакции 2[N] {N2}Найдем общее количество удаляемого азота:
где
=0,00397 % - начальное содержание азота в металле; 
=0,002 % - содержание азота в металле после вакуумирования; - масса стали в ковше. 
кг за весь процесс.