Реконструкция до­менной печи № 1 в доменном цехе ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат", страница 12

Цель расчета: определить обеспечит ли существующий скиповый подъемник тре­буемую производительность реконструируемой печи.

Суточная производительность реконструируемой доменной печи № 1(Р) 7371 т/сут., удельный расход кокса (к) 0,403 т/т чугуна. Определяем суточный расход кокса (К):

К = Р • к.

К = 7371•0,403 = 3000 т.

Если вместимость скипа по коксу составляет величину qc, то количество скипов в сутки (n_к) с этим материалом будет равно:

п_к = К / q_c.

Требуемая емкость скипа

V_ck = 0,0065 • V₀,    Vск = 0,0065 • 3000 = 19,5 м³

Следует иметь в виду также, что полезная ёмкость скипа меньше геометрической (Vск) и равна (0,8 – 0,85) Vск.

Грузоподъёмность скипа (его вместимость – qс) будет равна:

qс =  (0,8 ÷ 0,85) • Vск • pк,

где qк – насыпная масса кокса.

            При qк = 0,45 т/м³,  qс = 0,85 • 20 • 0,45 = 7,65 т.

            Тогда количество скипов для загрузки печи коксом в сутки составит:

            n_к = К / qс = 3000 / 7,65 = 392.

            Поскольку подача включает и железорудную часть шихты, то число скипов с этим материалом равно n_К, и общее число скипов (n_общ) для загрузки печи 784.

            Время подъема одного скипа определяется из выражения:

            τ = (24 • 3600 • Ψ • α)/ n_общ,

где Ψ – коэффициент времени работы скипового подъёмника (равен 0,60 – 0,65);

        α – коэффициент загруженности, учитывающий возможность увеличения

            производительность печи (принимаем равным 0,70).

            τ = (24 • 3600 • 0,62 • 0,70) / 784 = 47,83 с.

Для нормального функционирования системы загрузки печи это время должно составлять 40 – 50 с.          

Для проектируемой печи принимаем массу кокса в подаче 16т. Выход чугуна из подачи (q_ч.п.) находим из выражения:

(q _ч.п.) = V_K._П. / к = 16 / 0,407 = 39,3 т/под.

В этом случае при суточной производительности печи (Р) 7371 т количество подач в сутки (n) будет равно:

n = Р / q_Ч._П. = 7371 / 39,3 = 188 подач/сут.

С учётом запаса производительности скипового подъёмника в 40 % (обычно состав­ляет  40 - 50 %) проектируемая система шихтоподачи должна обеспечить загрузку в печь большего числа подач:

n¹ = 188 • (1 + 0,4) = 264 подач/сут.,

что составляет 11 подач в час. Тогда время, отводимое для загрузки в печь одной подачи (τ _п), составит:

τ _п = 60 / 11 =5,5 мин.

Обычно время, отводимое для загрузки в печь одной подачи, составляет 5-8 мин.

Существующий скиповый подъемник вполне обеспечивает требуемую производительность до­менной печи и не требует реконструкции.

Для продвижения скипов используется скиповая лебёдка грузоподъемностью 39 т. Техническая характеристика скиповой лебёдки ДП № 1 приведена в таблице 13.

Таблица 13 - Техническая характеристика скиповой лебёдки доменной печи № 1

Модель лебёдки	ЛС-39-1
Грузоподъёмность, т (рудная нагрузка в скипе)	39,0
Диаметр барабана, мм	2400
Диаметр каната, мм	52
Мощность электродвигателя, кВт	2x550/710
Наибольшее усилие в канате, кН	625
Полезная канатоёмкость, м	110
Скорость движения каната, м/мин	240

1.7  Конструкция доменной печи

1.7.1  Расчет профиля доменной печи

Ниже приведён расчёт профиля доменной печи № 1 при увеличенной её производи­тельности.

Диаметр распара (D) и полезная высота печи (Но) определяются из следующих вы­ражений:

а • D²• Но = V₀,   H₀/D = b,

где V₀ - полезный объём печи, м³

Здесь коэффициент "а" определяет отклонение профиля печи от цилиндра, а коэф­фициент "b" представляет собой отношение полезной высоты печи к диаметру распара. Чис­ленные значения коэффициентов "а" и "b" для печей различного полезного объёма приведе­ны в таблице 14.

Таблица 14 - Значение коэффициентов "а" и "Ь" для доменных печей

Полезный объём печи, м3	1513	1719	2002	2700	3000	3200	5000	5500
Коэффициент “a”	0,59	0,58	0,57	0,57	0,57	0,58	0,58	0,58
Коэффициент “b”	2,92	2,79	2,70	2,54	2,52	2,46	2,08	2,11

Таким образом,

            0,57 • D²• H_o = 3000 и H_o / D = 2,52,

            H_o = 2,52 • D.

            Откуда

            D = (3000 / (0,57 • 2,52))^1/3 = 12,78 _M.

            В этом случае полезная высота доменной печи будет равна

            H_o = 2,52 • 12,78 = 32,21 _M.

            Высота заплечиков доменной печи не подлежит в настоящее время аналитическому расчету и поэтому принимается для печей полезным объёмом 1033 до 5500 м³ в пределах 3,0 – 3,7 м.

            Угол наклона стен заплечиков имеет значение 79 – 81 град; при строительстве доменных печей большого объёма имеется тенденция к уменьшению этого угла.

            Принимаем высоту заплечиков (h₃) равной 3,2 м, а угол наклона стен заплечиков (β) равным 79 град. В этом случае диаметр горна можно определить следующим образом;

            tg (90^o – β) = (D – d_Г) / 2h₃.

            Отсюда диаметр горна (d_Г) равен

            D_Г = D – 2h₃ • tg (90⁰ – β)

            D_Г =12,78 – 2 • 3,2tg (90⁰ – 79⁰)    11,54 м.

            Далее необходимо уточнить угол наклона стен заплечиков

            tg (90⁰ – β) = (12,78 – 11,54) / (2 × 3,2) = 0,1938

            и уточнённое значение β = 79⁰02'.

            Необходимо проверить отношение (D : d_Г), значение которого не должно выходить за пределы 1,10 – 1,15.

            В данном случае численное значение этого отношения равно

12,78 : 11,54= 1,11,

т. е. не выходит за допускаемые пределы.

Высота горна (h_Г) определяется следующим образом.  При  принятом значении

К.И.П.О. = 0,407 (м³• сут)/т (объемный индекс интенсивности плавки по коксу J = 0,99 т/(м³•сут)) суточная производительность доменной печи полезным объёмом 3000 м^З составит