Реконструкция до­менной печи № 1 в доменном цехе ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат", страница 13

3000: 0,407 = 7371т/сут.

При удельном выходе шлака 0,37 т/т чугуна его суточный выход составит

7371 ×0,3 7 = 2727,3 т/сут.

Принимая 18-ти разовый выпуск чугуна и шлака в сутки (при условии, что шлак вы­пускается из печи через чугунную лётку) и имея в виду, что плотность чугуна равна 6,9 т/м^З, а шлака 2,4 т/м^З, в объёмном отношении за один выпуск доменная печь даёт

чугуна - 7371 : (18 • 6,9) = 59,35 м^З,

шлака -2442 : (18 • 2,4) = 53,31 м^З.

Этот объём жидких расплавов необходимо разместить в горне печи, имея в виду, что его объём занят кусками кокса, порозность слоя (ε) которого составляет 0,35 - 0,40 м^З/м^З.

Тогда уровень чугуна (hчyг) и шлака (h_ШЛ) в межкусковых пространствах кокса определяется следующим образом:

hчуг = 4 • Vчуг : (π • d_Г² • ε),

h_ШЛ = 4 • V_ШЛ : (π • d_Г² • ε),

где Vчуг, V_шл - выход чугуна и шлака за один выпуск соответственно, м³.                    Для приводимого объёма

h_ЧУГ = 4 • 59,35 : (3,14 • 1 1,54² • 0,35) = 1,62 м, h_ШЛ = 4 • 63,13 / (3,14 • 11,54² • 0,35) = 1,73 м.

Таким образом, уровень расплава в горне печи будет равен                                                                       1,62+ 1,73= 3,35м.

Если иметь в виду, что уровень шлака перед началом выпуска не должен подходить к оси воздушных фурм ближе 0,4 м (из-за возможности заливания их шлаком и нарушений технологического режима плавки), а от оси воздушных фурм до верхней кромки горна дол­жен быть установлен конструктивный размер, равный 0,5 м, то высота горна (h_Г) составит

h_Г = 3,35 + 0,4 + 0,5 = 4,25 м.

Далее, задаваясь отношением d_K : D = 0,66 (для доменных печей России данное от­ношение меняется от 0,65 до 0,68), определяем диаметр колошника (d_K)

d_К = 0,66 • D = 0,66 • 12,78 = 8,43 м.

Высота шахты (h_ш) определяется из выражения:

tg(90°-α) = (D-d_k)/2h_m.

Выходящие в этом выражение значение угла наклона стен шахты (α) для печей полезным объёмом 1000 - 5500 м³ изменяется в пределах 83 - 85 град.

Принимая значение для нашего примера равным 83°50', находим высоту шахты:

h_ш = (12,78 - 8,43) / 2tg(90° - 83°50') = 20,14 м.

Далее уточняем угол наклона стен шахты печи:

tg (90° - α) = (12,78 - 8,43) / 2 • 20,14 = 0,1080.

Отсюда α ≈ 83°50'.

Высоту цилиндрической части колошника (h_к) выбираем на основании опытных данных равной 3 м.

Объём распара определяется путём суммирования объёмов горна (V_Г), заплечиков (V₃), шахты (V_Ш), цилиндрической части колошника (V_K) и вычитанием этой суммы из задан­ного полезного объёма печи (V₀).

Находим объёмы элементов профиля проектируемой печи:

V_Г = (π • d_Г² • h_Г) / 4 = (3,14 • 11,54² • 4,25) / 4 = 444,29 м³,

V₃ = ((π • h₃• (d_Г² + d_Г • D + D²)) / 12 = ((3,14 • 3,2 • (11,54² + 11,54 • 12,78 +12,78²)) / 12 =

= 371,76 м³,

Vш = ((π • hш • (dк² + dк • D + D²)) /12=((3,14 • 20,14 • (8,43² + 8,43 • 12,78 + 12,78²)) / 12=               = 1803,01 м³,

V_К = (π × d_К² × h_К) / 4 = (3,14 × 8,43² ×3,0) / 4 = 167,36 м³.

Объём распара (Vр), будет равен

Vр = Vо – (Vг + Vз + Vш + Vк).

Vр = 3000 – (444,29 + 371,76 + 1803,01 + 167,36) = 213,58 м³.

Тогда при найденном ранее диаметре распара 12,78 м. его высота будут равна

hр = (4 • Vр) / (π • D²) = (4 • 213,58) / (3,14 • 12,78²) = 1,67 м.

Уточним полезную высоту доменной печи (Hо) путём суммирования высотных размеров горна, заплечиков, распара, шахты и колошника:

Н_О = 4,25 + 3,2 + 20,14 + 1,67 + 3,0 = 32,26 м.

Высота “мёртвого слоя” (h_М.С.) для печей объёмом 1719 – 5500 м³ обычно равна 1,6 – 2,0 м. Принимаем h_М.С. = 1,7 м.

Результаты расчёта профиля реконструируемой печи представлены в таблице 15

Таблица 15 – Основные размеры доменной печи полезным объёмом 3000 м³

Размеры профиля	Значение
Высота, мм
Полезная	32260
Горна	4250
Заплечиков	3200
Распара	1670
Шахты	20140
Колошника	3000
“Мёртвого слоя”	1700
Диаметр, мм:
горна	11540
распара	12780
колошника	8430

  Продолжение таблицы 16

Углы:
наклона стены заплечиков	79°02'
наклона стен шахты	83°50'
Величина отношения:
H0:D	2,52
DК:D	0,66
D:dГ	1,107

1.7.2  Выбор конструкции кожуха доменной печи

Доменная печь снаружи заключена в металлический кожух, состоящий из ряда ци­линдрических и конических поясов (царг), изготовленных из низколегированной нормализо­ванной листовой стили марки 16Г2АФ. Сталь улучшена шлаковым переплавом и характери­зуется высокой ударной вязкостью, большой прочностью, достаточной пластичностью и термостойкостью.

             На основании практических данных и рекомендаций ЦНИИПСК Министерства чёрной металлургии СССР толщину кожуха в различных зонах принимаем следующей, мм:
           -   Лещадь                                                                                         45

            -    Горн                                                                                             50                                                    -   Фурменная зона                                                                          50

           -    Заплечики                                                                                   50
            - Распар, охлаждаемая часть шахты                                              30-40
            - Неохлаждаемая часть шахты, колошник                                    30-40

Кожух доменной печи выполняется сварным швом. Места выхода водопроводных труб охлаждающей арматуры и болтов, крепящих охлаждающие плиты, также обвариваются для создания необходимой плотности, что особенно важно при работе печи с повышенным дав­лением газа в рабочем пространстве. Вырезы в кожухе для установки арматуры устройств, для подачи воздуха, шлаковых и чугунных лёток усиливаются накладкой металлической по­лосы, амбразур или литых рам.