содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

8.3. Конструкции блока газодинамической защиты стали от вторичного окисления

Как показали результаты сопоставительного анализа достоинств и недостатков известных конструкций устройств, для устранения негативного воздействия кислорода атмосферного воздуха на струю стали, истекающей из разливочного ковша во время наполнения изложниц, ни одно из них не обеспечивает автоматического регулирования в установленных пределах расхода защитного газа в зависимости от изменения его давления в цеховой сети. В связи с этим на основании данных, полученных в ходе лабораторных и промышленных экспериментов, предложена и запатентована конструкция устройства, являющегося структурным элементом ковшового затвора и позволяющего без участия обслуживающего персоналам применения сложной аппаратуры поддерживать необходимый расход защитного газа, препятствующего контакту поверхности струи стали при разливке в изложницы [119]. Схема устройства приведена на рис. 119. Оно крепится к металлической обойме коллектора затвора 1 сталеразливочного ковша и снабжено кольцевой газораспределительной камерой 7 и кольцевым щелевым соплом 4, которые разделены между собой стенкой 5 с прямоугольными отверстиями и коаксиально с ней размещенной дроссельной заслонкой 6 с такими же отверстиями. Заслонка посредством реечной передачи кинематически связана с подпружиненным плунжером 2 золотника, настроенного на давление, при котором расход защитного газа, истекающего из щелевого сопла, является оптимальным для создания кольцевой завесы вокруг струи разливаемой стали. В случае изменения давления газа в большую или меньшую сторону плунжер 2 золотника совершает перемещение и, воздействуя на зубчатый сектор 3, поворачивает в нужном направлении дроссельную заслонку 6 относительно разделительной стенки 5, вследствие чего площадь совмещаемых частей их отверстий соответственно уменьшается или увеличивается, а объемный расход защитного газа, истекающего из щелевого сопла 4, остается в заданных пределах.

Для нормального функционирования предлагаемого устройства необходимо обеспечить требуемые соотношения размеров его основных конструктивных элементов (кольцевой щели, отверстий дроссельной заслонки и разделительной стенки, а также плунжера и пружины золотника) в зависимости от давления в газоподающей цеховой сети. Поэтому возникла необходимость в разработке методики расчета оптимальных геометрических параметров защитного устройства.

 

8.4 РАСЧЁТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЛОКА ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ РАЗЛИВАЕМОЙ СТАЛИ

Исходными данными для получения расчетных зависимостей приняты: пределы изменения давления газа в цеховой магистрали; объемный расход и скорость истечения газа из щелевого сопла, при которых обеспечивается необходимая эффективность защиты стали от воздействия кислорода воздуха; наружный диаметр стакана-коллектора, применяемого в шиберном затворе.
В соответствии с результатами проводившихся лабораторных и промышленных экспериментов, оптимальный расход Vc и требуемая скорость ис истечения из сопла нейтрального газа, используемого для создания защитной завесы вокруг струи стали в процессе разливки в изложницы, при сифонной разливке составляют соответственно 60 м3/ч и 5 м/с,

при разливке сверху - 100 м /ч и 10 м/с.

В условиях сталеплавильных цехов давление газа в подающем трубопроводе может изменяться в пределах 0,2-0,4 МПа. Наружный диаметр корпусов огнеупорных стаканов-коллекторов, выпускаемых отечественными заводами, в зависимости от типоразмера ковшового затвора составляет 150, 175 и 190 мм [36, 118].

Предварительно выполняли расчет параметров процесса истечения защитного газа при использовании предлагаемого устройства. Расчет базировался на изэнтропической модели процесса, т. е. предполагалось, что газовый поток при движении внутри щелевого сопла не отдает и не воспринимает тепло извне, трение его о стенки сопла отсутствует и скорость движения равномерно распределена по поперечному сечению потока.