Определение состава доменного цеха. Расчет профиля доменной печи. Методы определения размеров профиля доменной печи, страница 22

Для определения диаметра горна находят площадь его сечения, которую рассчитывают в зависимости от интенсивности горения:

K = i_г·А,                            (7)

где K – расход кокса, т/сут;

i_г – интенсивность горения на 1 м² площади горна, м² · сут;

А – площадь сечения горна, м².

Интенсивность горения кокса выбирается в зависимости от суточного расхода кокса. Для этого необходимо задать удельный расход кокса, зависящий от условий плавки. Правильность рассчитанного значения диаметра горна проверяют величиной отношения диаметра распара к диаметру горна, которое для современных доменных печей составляет 1,09 – 1,14. Диаметр колошника следует принимать равным 0,67 – 0,75 диаметра распара.

Высоту горна определяют из условий, что на 1 т суточной производительности необходимо 0,09 – 0,14 м³ объема горна. Высота остальных частей профиля расчетом обычно не определяется, а выбирается на основании опытных данных. Метод М.А. Павлова не является теоретически обоснованным, он сугубо эмпирический.

Метод А.Н. Рамма. Сопоставив размеры профиля современных доменных печей, А.Н. Рамм показал, что они находятся в степенных зависимостях от величины полезного объема печи. Эти зависимости выражаются формулами:

d_г = 0,32· ;                                                     h_г = 0,115·H_пол;

D_p = 0,5·;                                                       h_з = 3,0 м;

d_к = 0,5·;                                                        h_р = 0,08·H_пол;

Н = 6,44·;                                                      h_ш = 0,69·H_пол – 0,3 м;

h_к = 0,115·H_пол.

Метод А.Н. Рамма также сугубо эмпирический, основанный на статистических данных, но математически более строгий /36/.

Эмпирические методы расчета профиля не учитывают качества шихтовых материалов и технологии выплавки чугуна. Между тем качество шихтовых материалов и технология выплавки чугуна определяют размеры элементов профиля.

Интенсивность доменной плавки в основном лимитируется газодинамическими условиями в печи. При увеличении интенсивности плавки повышается перепад давлений газа в столбе шихтовых материалов, что приводит к нарушению нормального опускания материалов. Потеря напора газов обусловливается местными сопротивлениями по высоте печи. Потеря напора газов может быть сведена к минимуму, если эффективное сечение столба материалов по всей высоте одинаково. Эффективное сечение определяется как гранулометрическим составом материалов, так и размерами элементов профиля. Поэтому расчет размеров профиля доменной печи с учетом равенства эффективного сечения по высоте печи более правильный (метод А.М Лапы). Однако для такого расчета необходимо знать гранулометрический состав материалов в горне, распаре, в шахте печи и ряд других величин, экспериментальное определение которых затруднено. Это усложняет использование такого метода в практических целях /39/.

Пример: Рассчитать профиль доменной печи полезным объемом 3000 м³.

Диаметр распара и полезная высота печи определяются из следующих выражений:

а · D² · H₀ = V₀,                              (8)

.                                   (9)

Здесь коэффициент а определяет отклонение профиля печи от цилиндра, а коэффициент b представляет собой отношение полезной высоты печи к диаметру распара. Численные значения коэффициентов а и b для печей различного полезного объема представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Значение коэффициентов а и b для доменных печей

Таким образом:

   и

 .      .

Откуда: