Дуговая сталеплавильная печь вместимостью 100 тонн, страница 5

2.2.1 Объем ванны, занимаемой жидкой сталью

V_в=ν∙G , где

ν – удельный объем жидкой стали, м³/т (ν=0,145 м³/т);

G – масса жидкого металла, т.

V_в=0,145∙100=14,5м³

2.2.2 Выбор рационального значения Д_м/Н_м, где Д_м – диаметр зеркала металла, Н_м – глубина металла

Принимаем Д_м/Н_м=5

2.2.3 Выбор наиболее рациональной формы ванны

H_м=h₁+h_2, где

h₁ – глубина конической части ванны, мм;

h₂ – глубина сферической части ванны, мм.

При чем h₁=0,8∙Н_м и h₂=0,2∙Н_м.

2.2.4 Диаметр зеркала металла

Для сфероконической ванны диаметр зеркала металла определяется следующим образом:

, где

ν_м – объем жидкого металла, м³;

С – коэффициент, равный С=0,875+0,042∙а, (а= Д_м/Н_м)

С=1,085

2.2.5 Глубина жидкой ванны

2.2.6 Глубина конической части ванны

h₁=0,8∙H_м=0,8∙1056=844,7мм

2.2.7 Глубина сферической части ванны

h₂=0,2∙Н_м=0,2∙1056=211,2мм

2.2.8 Диаметр сферической части ванны

d=Д_м-2h₁=5297,28-2∙844,7=3607,9мм

2.2.9 Объем ванны, занимаемый жидким шлаком

ν_шл=К∙G∙ν_осн.шл

В расчетах можно принимать, что шлак занимает 10-15% объема жидкого металла, т.е. К=0,1-0,15 – кратность шлака; удельный объем ν_осн.шл=0,312м³/т.

ν_шл=0,1∙100∙0,312=3,12 м³

2.2.10 Высота слоя шлака

2.2.11 Принимаем высоту от зеркала шлака до уровня порога рабочего окна h₃=40мм.

2.2.12 Принимаем высоту от уровня порога рабочего окна до верхнего уровня откосов h₄=60мм.

2.2.13 Глубина ванны от пода до верхнего уровня откосов Н_в

Н_в=H_м+h_шл+h₃+h₄=1056+142+40+60=1298мм

2.2.14 Диаметр плавильного пространства на уровне откосов

     Д_пл=Д_м+2(h_шл+h₃+h₄)=5297,28+2(142+40+60)=5781,28мм

2.2.15 Высота стен

h_ст=(0,34-0,38)Д_пл – для печей емкостью 100т и выше

h_ст=0,35Д_пл=2023,45мм

2.2.16 Стрела выпуклости свода h_стр

Стрела выпуклости свода зависит от материала свода и составляет: h_стр=(0,12-0,15)Д_{пролета} – для сводов из термостойкого хромопериклазового кирпича.

Ориентировочно диаметр пролета больше диаметра плавильного пространства на 1000мм, т.е.

Д_{пролета}=Д_пл+1000.

Д_{пролета}=5781,28+1000=6781,28мм

h_стр=0,135∙Д_{пролета}=915,4мм

2.2.17 Высота свода

Должно соблюдаться соотношение h_св/Д_пл. С теплотехнической точки зрения это соотношение выбирается в пределах:

h_св/Д_пл=0,55-0,70 (нижний предел для большегрузных печей, верхний – для малых)

Принимаем h_св/Д_пл=0,55

h_св=0,55∙ Д_пл=0,55∙5781,28=3179,6мм

2.2.18 Толщина свода

Толщину свода принимаем: δ_св=460мм

2.2.19 Определение рационального внутреннего профиля кладки боковых стен: 

Рисунок 11- Профиль кладки боковых стен

, принимаем  

h_к.вст  =(0,25-0,50)·h_ст , принимаем h_к.вст=0,3∙2023=607мм

2.2.20 Определение толщины стен на уровне откосов

m=575мм

2.2.21 Внутренний диаметр кожуха печи:

– на уровне откосов:

Д_к.отк=Д_пл+2m=5781+2∙575=6931мм

– на уровне пят свода:

Д_{к.пят св.}= Дк.отк + h_к.вст·tg(ά)-2m₁

где m₁ – толщина панели с гарнисажом, m₁=130мм

Д_{к.пят св}=6931+607·tg(30^◦)=6931+607·0.5774-260=7110

2.2.22 Определение размеров кожуха печи

Кожух печи выбирается цилиндроконической формы. Для печей 71-200т и более рекомендуется  иметь угол наклона к вертикали конической части кожуха. Принимаем.

Коническая часть кожуха должна начинаться от верхнего уровня откосов и составлять по высоте h_к=(0,25-0,50)h_ст.

Принимаем h_к.вст=0,3∙2023=607мм

2.2.23 Толщина подины принимается согласно тепловым расчетам данного проекта, суммируя толщины каждого слоя футеровки.

δ_п=δ₁+δ₂+δ₃+δ₄=760+135+50+5=950 мм

2.2.24 Высота подины

Н_под=Н_в+ δ_п=1298+950=2248мм

2.2.25 Диаметр распада электродов

Диаметр распада электродов характеризует расположение электрических дуг в рабочем пространстве печи. Для наиболее распространенной трехфазной печи расположение электрических дуг по отношению к боковой стенке определяется величиной отношения d_р/Д_пл. Рекомендуется при конструировании печей придерживаться следующей рациональной величины отношения d_р/Д_пл ≤0,35

d_р/Д_пл=0,2

d_р=Д_пл∙0,2=5781,28∙0,2=1156мм

2.2.26 Размеры рабочего окна