Расчёт основных размеров дуговой сталеплавильной печи

Наиболее распространенная форма ванны дуговой сталеплавильной печи — сфероконическая с углом между образующей и осью конуса, равным 45° (рис. 1).

Объем жидкого металла в дуговой сталеплавильной печи емкостью G=100 т равен V=u·G=0, 145·100= 14, 5 м³ где u=0, 145 м³/т—удельный объем жидкой стали.

 

 

Рис. 1. Профиль рабочего пространства ДСП.

 

Диаметр зеркала металла вычислим по формуле

D = 2000·С = 2000·1, 085 = 5291, 5 мм =5, 3 м,

где коэффициент С выбираем из нижеприведенной табли­цы, принимая значение D/H ==5, 0.

D/H.... 4, 0 4.5 5.0 5, 5 6, 0 6, 5 7, 0

С...... 1, 043 1, 064 1, 085 1, 106 1, 127 1, 149 1, 165

Глубина ванны жидкого металла Н =5, 3/5, 0 =1, 06 м. Принимая расчетный объем шлака равным 0, 1 V, най­дем

 

V_ш = 0, 1-14, 5= 1, 45 м³,

 

откуда определим высоту слоя шлака

H_ш = 4V_ш/π D² = 4·1, 45/3, 14·5, 32 = 0, 0658м = 65, 8 мм

и диаметр зеркала шлака

D_ш = D + 2H_ш = 5291, 5 +265, 8 = 5423, 1 мм.

 

Уровень порога рабочего окна должен быть расположен выше уровня зеркала шлака на 40 мм, а уровень откосов — на 65 мм выше уровня порога рабочего окна. Тогда диаметр ванны на уровне откосов равен

 

D_от = D+2(H_ш+40+65) = 5291, 5 + 2 (65, 9+40 + 65) = 5633 мм.

и D_ст = D_от + 200 = 5633 + 200 = 5833 мм.

 

Высота плавильного пространства Н_шл и толщина футе ровки зависит от емкости печи:

G, т 0, 5 — 6, 0 12—50 > 100

H_шл/D_от 0, 5—0, 45 0, 45—0, 4 0, 38—0, 34

δ _д, мм.. 450—550 600—700 800—1000

δ _св, мм. 230 300 380—460

δ _cт, мм. 300—350 300—350 300—350

В соответствии с приведенными рекомендациями находим H_шл = 0, 36.5633 = 2028 мм,

Футеровка подины имеет толщину δ _п = 960 мм и состо­ит из огнеупорной магнезитовой набивки толщиной 125 мм, огнеупорной кладки из магнезитового кирпича толщиной 575 мм и шамота-легковеса толщиной 260 мм.

Футеровка стен на уровне откосов (δ _от = 500 мм) со­стоит из магнезитового кирпича толщиной 460 мм с засып­кой зазора между кладкой и кожухом шириной 40мм магнезитовой засыпкой

Внутренний диаметр кожуха

D_к = D_ст+2·500=5833+ +2·500 = 6833 мм.

Толщину магнезитовой футеровки в верхней части стен принимаем равной δ _ст = 300 мм.

Свод выполняют из хромомомагнезитового кирпича толщиной δ _св = 460 мм. Стрела пролета свода печи принимается равной 15% пролета (внутреннего диаметра) свода.

Размеры рабочего окна выбираем из условий удобства загрузки в печь шлакообразующих и легирующих материа­лов мульдами: b·h= 1600·1600 мм.

 

Исходные данные для самостоятельного решения

 

№	М, т	D/H
		4, 5
		5, 5
		6, 5

 

Расчет фурмы кислородного конвертера

 

При расчете материального баланса кислородного конвертера было найдено, что расход технического кислорода на 1 т садки должен быть равен 57, 60532 м³. Общий расход кислорода на садку 150 т должен быть равен 57, 60532∙ 150 = 11054, 05м³.

Принимая интенсивность продувки равной 8, 33·10^-5 м³/(кг∙ с) найдем, что расход кислорода равен

8, 33∙ 10^-5·150·10^-3 = 12, 5 м³/с.

Тогда продолжительность продувки равна
11054, 05: 12, 5= 884, 32 с (14, 74 мин).

Длительность паузы между продувками примем

равной 1080 с (18 мин). Тогда общая продолжительность цикла равна 884, 32 + 1080 = 1964, 32 с (32, 74 мин).

Массовый расход технического кислорода на садку 150 т равен

8, 22: 100∙ 150∙ 10^-3 = 12337, 077 кг (здесь 8, 22 кг — масса технического кислорода, расходуемого на 100 кг садки, заимствована из материального баланса),

а его секундный расход

12337, 077: 14, 74: 60 = 13, 95 кг/с.

Далее, задаваясь величиной давления технического кислорода в цехе, p₁ = 10⁶ Па, определяем давление кислорода перед фурмой. При этом через продувочную фурму необходимо подавать кислород с расходом G = 13, 95 кг/с по стальным трубам с диаметром d = 0, 2 м. Температура T₁ = 293 К, длина трубопровода l_тр = 100 м. Коэффициент кинематической вязкости для кислорода ν = 15, 7∙ 10^-6 м²/c. Плотность кислорода в начале трубопровода:

 

ρ ₁ = р₁/ RT = 10⁶ / 260·293113, 13 кг/м³,

 

где R - универсальная газовая постоянная, равная для

кислорода 260 Дж/(кг∙ К).

Скорость движения в начале трубопровода

 

W₁=G /ρ ₁f = 13, 95 / (13, 13∙ π ∙ 0, 2²/4) = 33, 84 м/с.

 

Определяем коэффициент трения в трубопроводе, для чего найдем число Рейнольдса:

 

Re = W₁∙ d/ν = 33, 84∙ 0, 2/ 15, 7∙ 10^-6 = 4, 31∙ 10⁵.

 

Основные значения шероховатости стенок и каналов труб.

Материал и состояние поверхности	Δ, мм
Новые бесшовные стальные трубы	0, 1
Цельнотянутые стальные и железные трубы после нескольких лет эксплуатации	0, 2
Старые заржавленные железные и стальные трубы	0, 33÷ 0, 5
Бетонные и кирпичные каналы в хорошем состоянии	3, 0

 

Согласно справочным данным абсолютная шероховатость стальных умеренно заржавевших труб равна Δ =0, 5 мм, а коэффициент трения равен:

Давление кислорода перед фурмой находим как

Для упрощенных расчетов диаметра цилиндрического сопла шестисопельной фурмы можно воспользоваться формулой Б. Л. Маркова

 

,

где V_ф — расход кислорода на фурму, м³ /с.

 

Исходные данные для самостоятельного решения

 

№	Уд. расход кислорода, м3/т	Интенсивность продувки, 10-5 м3/(кг∙ с)

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I Расчет номинального состава бетона
2. III. Порядок заполнения титульного листа расчета
3. MS Excel. Расчеты с условиями. Работа со списками
4. Автоматическое регулирование в области дуговой сварки
5. Активный транспорт ксенобиотиков через биологические мембраны: опре-деление и характеристика основных механизмов.
6. Алгоритм расчета доз органических и минеральных удобрений по прогнозному ротационному балансу элементов питания растений
7. Алгоритм расчета непроизводительных затрат рабочего времени
8. Алгоритм расчета режимов ТИГ
9. Алгоритмы проектных расчетов гидрометаллургического оборудования
10. Алгоритмы проектных расчетов пирометаллургического оборудования
11. Алгоритмы проектных расчетов электрометаллургического оборудования.
12. Аллах — Творец всякой вещи. Он — Попечитель и Хранитель всякой вещи.