Определение состава доменного цеха. Расчет профиля доменной печи. Методы определения размеров профиля доменной печи, страница 23

  м.

В  этом случае полезная высота доменной печи будет равна:

  м.

Высота заплечиков доменной печи не подлежит в настоящее время аналитическому расчету и поэтому принимается для печей полезным объемом от 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 объема имеется тенденция к уменьшению этого угла.

Принимаем  h₃  равной  3,2  м,  а  угол наклона стен заплечиков (b) равным 79⁰ (рисунок 2).

D – диаметр распара, h_з – высота заплечиков, a_з – угол наклона заплечиков, d_г – диаметр горна

Рисунок 2 – Определение диаметра горна

В этом случае диаметр горна можно определить следующим образом:

·                                                   (10)

Отсюда диаметр горна будет равен:

d_г = D – 2 × h_з × tg (90⁰ - b)                                (11)

d_г = 12,78 – 2 × 3,2 × tg (90⁰ - 79⁰) = 11,54 м.

Далее необходимо уточнить угол наклона стен заплечиков:

и уточненное значение b = 79⁰02`.

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

В нашем примере 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 КИПО = 0,45 (м³·сут)/т суточная производительность  доменной  печи  полезным  объемом 3000 м³ составит:

3000 : 0,45 = 6667 т.

При удельном выходе шлака 0,35 т/ т чугуна его суточный выход составит

6667 · 0,35 = 2334 т/сут.

Принимая18*⁾–ти  разовый выпуск чугуна и шлака в сутки (при условии,что шлак выпускается из печи через чугунную летку) и  имея  в  виду,  что плотность  чугуна  равна 6,9 т/м³ , а шлака 2,4 т/м³, в объемном отношении за один выпуск доменная печь дает: чугуна  –   6667 : (18 · 6,9) = 53,68 м³, шлака  –   2334 : (18 · 2,4) = 54,03 м³.

Этот объем жидких расплавов необходимо разместить в горне печи, имея в виду, что его объем занят кусками кокса, порозность слоя (e)  которого составляет 0,35 – 0,40 м³/м³.

Тогда уровень чугуна (h_чуг) и шлака (h_шл) в межкусковых пространствах кокса определяется следующим образом:

 ^,                                   (12)

 ^,                                   (13)

где V_чуг, V_шл – выход чугуна и шлака за один выпуск соответственно, м³.

Для рассматриваемого примера:

м,

 м.

Таким образом, уровень расплава в горне печи будет равен:

1,47 + 1,48 = 2,95 м.

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 конструктивный размер, равный 0,5 м, то высота горна (h_г) составит

h_г= 2,95 + 0,4 + 0,5 = 3,85  м.

Далее, задаваясь отношением  (для доменных печей России данное отношение меняется от 0,65 до 0,68), определяем диаметр колошника (d_к)

d_к = 0,66 × 12,78 = 8,43 м.

Высота шахты (h_ш) определяется из выражения:

 ·                             (14)

Входящее в это выражение значение угла наклона стен шахты (a) для печей полезным объемом 1000 – 5500 м³ изменяется в пределах 83 – 85 град.

Принимая значение a для нашего примера равным 83⁰50^¢, находим высоту шахты проектируемой печи:

м.

Далее уточняем угол наклона стен шахты печи:

.

Отсюда a » 83⁰50¢.

Высота цилиндрической части колошника определяется из условия вместить сюда 2 – 3 подачи. Подачей называется порция материалов, ссыпающаяся в печь с большого конуса. Она определяется прежде всего полезным объемом доменной печи. Величина коксовой составляющей в подаче (V_к.п.) находится из выражения:

.                                                     (15)

Для наших условий минимальное и максимальное значение V_к.п. составит:   V_к.п. = 0,063 × 3000^0,708 ¸ 0,071 × 3000^0,727 = 18,245 ¸ 23,940 м³, т. е. в среднем   21,09 м³.