Расчеты плавильных и нагревательных печей литейных цехов: Учебное пособие, страница 13

где  DН  = (0,14...0,15)Н   для  печей  емкостью  до 20 т  и (0,12...0,13)Н для более крупных печей.

От уровня откосов начинается собственно плавильное пространство печи, представляющее собой обычный конус с небольшим углом конусности. Объем плавильного пространства намного превосходит объем ванны печи и определяется следующими соображениями:

1) Высота плавильного пространства от уровня металла до свода должна обеспечивать удовлетворительную работу свода. Чем она больше,  тем лучше экранирован свод электродами от прямого излучения дуг,  тем меньше температура свода, тем дольше он будет работать.

2) Высота от уровня порога рабочего окна до свода должна обеспечить нужные размеры окна, возможность перекрытия окна аркой и размещения над ним кольца жесткости.

3) Объем плавильного пространства должен позволять загружать всю шихту в один прием, при плотности шихты 1,5...1,6 т/м3 , когда ее объем в пять раз превосходит объем жидкого металла.

4) Чем выше расположен свод, тем больше наружная поверхность печи и выше ее тепловые потери, тем больше длина и ход электродов, что увеличивает электрические потери в них и утяжеляет конструкцию печи. В выпускаемой  серии отечественных печей высота плавильного пространства колеблется от 0,5...0,6 у малых печей до 0,42...0,46 у крупных от диаметра плавильного пространства.

Можно пользоваться эмпирической формулой для определения высоты рабочего пространства (К),м:

К = 0,75G0,25

Верхний диаметр плавильного пространства  D2= D1 для цилиндрических стен, выкладываемых их кирпича.

Для печей с набивными или блочными стенами D2 зависит от конусности стен и может быть вычислен из выражения, м:

D2 = D1 +2m(К-DН),

где m = 0,07...0,08  для печей емкостью до 20 т и m = 0,06...0,07  для  более крупных печей.

Стрела свода обычно составляет, м:

DК = (0,10...0,12)D2.

Размер рабочего окна определяется размерами мульд загрузочной машины или возможностью применения машин для заправки пода и стен по всему периметру печи, а также возможностью наблюдения за состоянием свода.

Ширина рабочего окна, м:

М =  рD1, где р = 0,33 для печей емкостью до 10 т,  р = 0,26...0,3 для печей емкостью 15...40  т;  р = 0,25...0,22  для более крупных печей.

Высота рабочего окна, м:    N = (0,65...0,70)М.

Стрела арки окна, м:        DN = (0,13...0,14)М.

Толщина подины, м:    Е = (0,39 ... 0,40) (G)1/6Из этого размера на теплоизоляционный слой обычно приходится 0,10...0,15  м для печей емкостью 0,5...1,5  т; 0,15...0,17 м для   печей емкостью 3,0...10,0 т; 0,17...0,22 для печей емкостью 15...40 т и 0,22...0,25 для печей емкостью выше 40 т; остальное приходится на слой огнеупорного кирпича и набивную часть подины.

Диаметр кожуха печи (Dк) превосходит диаметр плавильного пространства D1 на двойную толщину футеровки у основания стен, м:

Dк = D1 + 2(S1   S2),

где S1 - толщина огнеупорного слоя, м; S2 -толщина теплоизоляционного слоя, м.

Значения S1  и S2 для печей разной емкости приведены в таб. 1.

Толщины динасовых сводов (L) приведены в табл. 2.

Электродное отверстие в своде (d0) должно быть больше диаметра электрода:

d= dэл + 2Dd,

где  d0 - отверстие под электрод в своде,  м;  dэл - диаметр электрода, м ;  Dd - зазор, м.

Значение Dd  принимается в зависимости от диаметра электрода по табл.3.

Весьма важным размером является диаметр распада электродов. Это диаметр окружности, на которой расположены оси электродов. Этот размер должен быть достаточным для того, чтобы внутри рабочего пространства разместились электродержатели без риска, что они будут соприкасаться при движении.

Диаметр распада электродов (Dрэ)  связан, с одной стороны с диаметром электродов (dэл) и определяется обычно в функции dэл.

Отношение Dрэ / dэл рекомендуется брать равным 2,5...3,5 причем большие значения относятся к меньшим печам. В печах отечественной последней серии это отношение составляет 3,3...3,5 для печей малой емости и 3,0 ... 3,2 для печей средней и большой емкости.