Дуговые печи постоянного тока. Конструкция кожуха, днища и свода, страница 3

2.2.1 Объём ванны, занимаемый жидкой сталью, м³

V_M = υ∙G ,                                                           (2.6)

где   υ – удельный объём жидкой стали, м³/т (υ=0,145 м³/т).

G – масса жидкого металла, т.

 м³

2.2.2 Выбор рационального значения соотношения D_М/Н_М

где D_М − диаметр зеркала металла;

Н_М − глубина металла.

Для сверхмощных печей с основной футеровкой, выплавляющих полупродукт с последующей его обработкой в ковше принимаем D_М/Н_М =4,0.

2.2.2.3Выбор формы ванны

Выбираем сфероконическую ванну

Полная глубина сфероконической ванны Hm состоит из двух частей: глубины конической части ванны(h1) и глубины сферической части ванны(h2)

Причем h1=0.8Hm и h2=0.2Hm

2.2.3 Диаметр зеркала металла (D_M)

,                                                (2.7)

где  V_M – объем жидкого металла, м³;

С – коэффициент, равный:

.

С = 0,875+0,042∙4 = 1,043 мм.

D_М =2000∙1,043∙ (14,5^1/3) = 5143 мм.

2.2.4 Глубина жидкой ванны,

 ,                                                         (2.8)

мм.

2.2.5 Глубина конической части ванны,

 ,                                                     (2.9)

мм

2.2.6 Глубина сферической части ванны,

h₂ = 0,2H_м                                                        (2.10)

h₂ = 0,2∙1285 = 257 мм.

2.2.7 Диаметр сферической части ванны, d

,                                                (2.11)

d = 5143-2∙1028 = 3087 мм.

2.2.8 Объём ванны, занимаемый жидким шлаком, V_ШЛ

В расчётах можно принимать что шлак занимает 10-15% объёма жидкого металла,т.е K=0.1-0.15, где К – кратность шлака

Таким образом для основного процесса

 ,                                                 (2.12)

где   К – кратность шлака; К  =0,12;

 – удельный объём стали;=0,145 м³/т

м³.

2.2.9 Высота слоя шлака

Высота слоя шлака может быть определена по упрощённой формуле:

,                                                (2.13)

    мм

2.2.10 Высота от зеркала шлака до уровня порога рабочего окна

Принимаем h₃=30 мм.

2.2.11 Высота от уровня порога рабочего окна до верхнего уровня откосов

Принимаем h₄=50 мм.

2.2.12 Глубина ванны от подины до верхнего уровня откосов

                                 ,                               (2.14)

  мм.

2.2.13 Диаметр плавильного пространства на уровне откосов

 ,                                (2.15)

мм

2.2.14 Высота стен

Расстояние от уровня откосов до пят свода называют высотой стен h_ст (рисунок 2.1).

                                   ,                                 (2.16)

мм.

Рисунок  2.1 – Эскиз дуговой сталеплавильной печи

2.2.15 Стрела выпуклости свода, h_стр

Расстояние от зеркала до высшей центральной точки на внутренней поверхности свода считают высотой свода.

,                               (2.17)

где     мм.

мм.

2.2.16 Высота свода, h_св

Высота свода состоит из двух частей:

                                                   (2.18)

мм

Должно соблюдаться соотношение /. С теплотехнической точки зрения, это соотношение равно:

.

2.2.17 Толщина свода

Принимаем толщину свода δ_СВ=380 мм.

2.2.18 Определение рационального профиля печи при использовании футеровки стен с водоохлаждаемыми панелями

Внутренний диаметр печи на уровне пят свода:

,                    (2.19)

где   α=30⁰.

  или  .

 мм.

мм.

2.2.19 Определение диаметра кожуха печи на уровне пят свода

D_{K.ПЯТ.СВ}= D_ПЯТ.СВ+2∙D_ТР , где D_ТР – диаметр трубы водоохлаждаемой панели (по практическим данным D_ТР= 70÷90 мм).

D_{K.ПЯТ.СВ}= 7520,2+2∙75=7670,2 мм.

2.2.20 Определение размеров кожуха печи

.                                               (2.20)

мм.

2.2.21 Определение толщины подины

Толщина подины δ_П определяется по формуле:

δ_П = δ₁ +δ₂ +δ₃ +δ₄ ,

Согласно  пункту 2.3.3.5  мм.

2.2.22 Определение высоты подины

 ,                                               (2.21)

мм.

2.2.23 Определение диаметра распада электродов

Для наиболее распространенной трёхфазной печи расположение электрических дуг по отношению к боковой стенке определяется величиной отношения d_p/D_пл. Рекомендуется при конструировании печей придерживаться следующей рациональной величины отношения:

                                                      (2.22)

d_p = 0,35∙5476,4= 1916,7 мм.

2.2.24 Определение размеров рабочего окна

Ширина рабочего окна (а):

а = (0,30÷0,35)∙D_пл , мм                           (2.23)

Высота  рабочего  окна (b):

b = 0,8∙a , мм.                                           (2.24)

              а = 0,34∙5476,4 = 1862 мм.

             b = 0,8 *1862 = 1489 мм.