Реконструкция мартеновского цеха ООО «ПО Юрмаш» (Расчетная часть дипломного проекта), страница 9

где m₁ – толщина стен на уровне откосов. Принимаю m₁ = 445 мм.

                                               D_к.отк. = 3789 + 2*445 = 4679 мм.                      (2.45)

Определение диаметра кожуха на уровне пят свода

                                                  D_{к.пят.св.} = D_к.отк. + 2*D_тр. ,                                     (2.46)

где D_тр. – диаметр трубы водоохлаждаемой  панели. Принимаю D_тр. = 70 мм.

D_{к.пят.св.} = 4679 + 2*70 = 4819 мм.

Определение диаметра распада электродов

Диаметр распада электродов (d_р) характеризует расположение электрических дуг в рабочем пространстве. Для наиболее распространенной трехфазной печи расположение электрических дуг по отношению к боковой стенке определяется величиной отношения d_р/D_пл. , рекомендуется придерживаться следующей рациональной величины отношения.                                                                                                                                                                                                                                

                                                                   d_р/D_пл. £ 0,35                                            (2.47)

d_р = 0,26 * 3789 = 1000 мм.

Определение размеров рабочего окна

На основании практических данных установлено, что на печах емкостью до 100 т достаточно иметь одно рабочее окно.

Ширина рабочего окна

                                                 а = (0,3-0,35) * D_пл. ,                                               (2.48)  

а = 0,3 * 3789 = 1136 мм,

Высота рабочего окна

                                                            в = 0,8 * а ,                                             (2.49)

в = 0,8*1136 = 909 мм.

Рисунок 2.1 – Внутреннее пространство печи

2.4 Тепловой расчет футеровки

Так как стены и свод печи являются водоохлаждаемые, то рассчитывают только одну подину. Рабочая часть подины выполняется из двух – пяти слоев магнезитового кирпича и магнезитовой набивки. Теплоизоляционная часть футеровки подины состоит из двух слоев легковесного шамотного кирпича на плашку. Затем диатомитовая засыпка и асбестовая прокладка (рисунок 2.2). [    ]

Магнезитовая набивка – 

125 мм.

Магнезитовый кирпич –

3·125 мм.

Шамотный кирпич –

2·65 мм.

Диатомитовый слой –

50 мм.

Асбест – 10мм.

Рисунок 2.2 - Тепловой поток проходящий через подину печи

Для подины, принимаем что теплоотдача равна

                                                   Q_т.о. = 0,7 * a₀ *(Т_н – Т_в),                               (2.50)

где a₀ – коэффициент теплоотдачи конвекцией в окружающую среду, Вт/м²к;

                                                       a₀ = 10 + 0,06*t_н ,                                       (2.51)

Считаем, что t_в = 0, тогда

Q_т.о. = 0,7*(10+0,06*180) = 2620,8 Вт/м²

2.4.1 Расчет магнезитового слоя

Для многослойной стенки имеем

                                        Т₁  = Т_вн – Q_т.о. * d₁ / l₁ ,                                 (2.52) где l₁ – коэффициент теплопроводности магнезита, Вт/мК;

                                            l₁ = 6,28 – 2,7 * 10^-3 * (Т_вн – Т₁)/2,                      (2.53)

d₁ – толщина магнезитового слоя. Принимаю толщину магнезитового слоя d₁ = 0,47 м.

Т₁ = 1650 – 2620,8*0,47 / ( 6,28-2,7 * 10^-3 * [1650+Т₁] / 2 ),               

После решения уравнения имеем Т₁ = 1100⁰ С, что меньше температуры применения шамотного кирпича (t_шам = 1300⁰С).

2.4.2 Расчет шамотного слоя

                                                  Т₂  = Т₁ – Q_т.о. * d₂ / l₂ ,                                   (2.54)

где l₂ – коэффициент теплопроводности шамота, Вт/мК;

                                         l₂ = 0,7 – 0,64 * 10^-3 * (Т₁ – Т₂)/2,                          (2.55)

d₂ – толщина шамотного слоя. Принимаю толщину шамотного слоя d₂=0,13 м.

                 Т₂ = 1100 – 2620,8 * 0,13 / (0,7+0,64 * 10^-3 * [1100 + Т₂]/2),        (2.56)