3 распара Vр=(3,14/4) D2hр;

4 шахты Vш=(3,14/3) hш[(D/2)2+(D/2) (dк/2)+(dк)2/2];

5 колошника Vк=(3,14/4) d2к hк.

Полезный объем печи:

V0= Vг+ Vз + Vр + Vш + Vк, м3 (21)

Схема расчета, профиля доменной печи академика не потеряла своего значения и до настоящего времени. Однако, абсолютные значения коэффициентов и отношений основных размеров профиля (особенно Н:D) существенно изменились в связи со значительным увеличением полезного объема и усовершенствованием технологии доменной плавки.

3.2 Расчет профиля доменной печи по методу академика

Исходные данные для расчета профиля доменной печи:

1 суточная производительность 10600 т;

2 к. и.п. о. 0,44 м3 ·сут/т;

3 полная высота печи 32,86 м.

Так как

к. и.п. о. = V0 / Р

или

0,44 = V0 / 10600

то полезный объем

V0 = 0,44·10600 = 4664 м2

1) Полезная высота

Н0 = (V0·е2/KV)1/3 – h0

Н0 = (4664·2,232 / 0,60)1/3 – 2,90 = 30,9 м

2) Диаметр распара

D = (V0 / KV H)1/2

D = (4664 / 0,60·32,86)1/2 = 15,38 м

3) Удельный и суточный расходы кокса. Удельный расход кокса принимаем равным 439 кг/т чугуна, исходя из современных условий подготовки шихты и комбинированного дутьевого режима с высокой температурой. Тогда суточный расход кокса

K = k·P

K = 0,439·10600 = 4653,4 т/сут

4) Площадь горна. Имея расход кокса в сутки 4653,4 т, задаемся соответствующей величиной интенсивности горения кокса, равной 26,4 т/м2. Тогда площадь сечения горна

F = K / Iг

F = 4653,4 / 26,4 = 176,3 м2

5) Диаметр горна

dг = (4·F / π )1/2

dг = (4·176,3 / 3,14)1/2 = 14,98 м

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Проверяем соотношения

V0 : F = 4664 : 176,3 = 26,5 м3/м2

для современных печей принято 24 – 28 м3/м2

D : dг = 15,38 : 14,98 = 1,05 ≈ 1,1

принято 1,11 – 1,12

6) Диаметр колошника

dK = 0,67 D = 0,67·15,38 = 10,3 м

7) Расстояние между осью воздушных фурм и чугунной леткой

hф =P·Vг /F

hф = (10600·0,05) / 176,3 = 3 м

где 0,05 м3 – объем горна, приходящийся на 1 т чугуна в сутки.

8) Расстояние между осями шлаковой и чугунной леток hш = 0,6

hф = 0,6·3 = 1,8 м.

9) Высота горна

hг = 0,64+0,4

hг = 3 +0,4 = 3,4 м

10) Угол наклона заплечиков. На основании практических данных hз = 3,0 м, тогда

tg β = hз : 0,5 (D - dг)

tg β = 3,0 : 0,5 · (15,38 – 14,98) = 15;

β =79010'

11) Высота колошника hк на основании опытных данных принимается равной 3 м.

12) Высота распара hр = 1,9 м.

13) Высота конической части шахты

hш = H0 – (hг + hз + hр + hк)

hш = 30,9 – (3,4 + 3,0 + 1,9 + 2,9) = 19,9 м.

14) Угол наклона стен шахты. Тангенс угла наклона стен шахты

tg α = hш :0,5 (D - dк)

tg α =19,9 : 0,5 (15,38 – 10,3) = 7,83; α =

15) Проверка полезного объема печи. Объем, м3

Объем горна:

Vг = (3,14/4)·dг2·hг

Vг = (3,14/4) ·14,982·3,4 = 610

Объем заплечиков

Vз = (3,14/3) · dз · (D/2)2 + (D/2) · (dг/2) + (dг/2)2

Vз = (3,14/3) · 3 · (7,692 + 7,69 · 7,49 · 7,492) = 1,046 · 3 · (59,13 + 7,69 · 7,49 + 56,1) = 593

Объем распара

Vр = (3,14/4) · D2 · hр

Vр =(3,14/4) · 15,382 ·1,9 = 462

Объем шахты

Vш = (3,14/3) · hш · (D/2)2 + (D/2) · (dк/2) + (dк/2)2

Vш = (3,14/3) · 19,9 · (7,692 + 7,69 · 5,15 + 5,152) =20,82 · (59,13 + 7,69 · 5,15 + 26,52) = 2637,77

Объем колошника

Vк = (3,14/4) · dк2 · hк

Vк = (3,14/4) ·10,32 · 2,9 = 264,51

Полезный объем печи

V0 = Vг + Vз + Vр + Vш + Vк

V0=610 + 593 + 462 + 2637 + 264 = 4664 м3

3.3 Метод определения профиля доменной печи по

Анализируя профили отечественных и зарубежных доменных печей различного объема, профессор установил зависимость их основных размеров (Н, dг, D, dк) от полезного объема и показал, что для большого диапазона его величин применимы формулы типа

х=СV0n (22)

где С и n – постоянные коэффициенты для каждого из основных элементов профиля.

Высоты же отдельных частей печи могут быть выражены в долях полной высоты Н.

Таким образом, определив диаметр горна, распара и колошника не из соотношения их к общей высоте печи, а по полезному объему, исправил ошибку А. Ледебура, подобрав такие показатели степени при V0, которые обеспечивают достаточную точность получаемых значений.

То же относится и к серии так называемых «геометрически подобных» профилей, разработанных путем сопоставления размеров больших доменных печей СНГ, США, имеющих лучшие показатели, с малыми печами Швеции. На базе этого сопоставления предложена серия рациональных профилей печей различного объема (во всех профилях углы наклона стен шахты и заплечиков одинаковы соответственно 85014' и 81052'). Формулы Рамма для определения размеров доменных печей различного объема приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Формулы для расчета профиля доменной

печи

Параметры

Профиль

Нормальный

Геометрически подобный

Диаметр, м:

– распара D

– горна dг

– колошника dк

Высота, м:

– полная H

– полезная Н0

– горна hг

– заплечиков h3

– распара hp

– конической части шахты

– колошника hк

0,59 V00,38

0,32 V00,45

0,59 V00,33

5,55 V00,24

0,88Н

0,10Н

3,2

0,07Н

0,63Н-3,2

0,08Н

0,83 V01/3

0,9D

0,7D

3,35D

2,95D

0,35D

0,35D

0,20D

1,80D

0,24D

3.4 Метод определения профиля доменной печи по

Основой методики расчета является обеспечение одинаковых условий схода шихты при различных режимах работы доменной печи, т. е.

С=(Δр max –Δр)/Δр=р/Δр=const (23)

где р – давление шихты на уровне фурм и на колошнике Δр;

Δрmax – максимальная разность давлений газа на уровне фурм и на колошнике, при которой прекращается опускание шихты.

Понижение объемной интенсивности горения по мере увеличения размеров доменных печей указывает, по мнению , на то, что рассчитываемые без учета этого фактора профили не удовлетворяют указанному требованию. Для повышения объемной интенсивности горения целесообразно понижение отношения Н:D. Последнее подтверждается изменением профилей за период с 1929÷1957 гг., в которых отношение полезной высоты к распару уменьшилось с 3,79 до 2,94, а у печей, строившихся в 1958÷1975 гг., с 2,94 до 2,70. Отношение dк:D за этот период также снизилось примерно на 10%. Повышение давления газа на колошнике, уменьшаемое объем, скорость и противодавление газа, при сохранении аэродинамической пропускной способности печи, дает возможность уменьшать диаметр колошника.

считает, что соотношение площадей сечения распара и колошника, распара и горна, разность их диаметров с увеличением абсолютных размеров печей должны возрастать, а углы шахты и заплечиков при относительно меньшем увеличении высоты печи уменьшаться.

Целесообразность этого подтверждается получением на практике противодавления газа в доменной печи (Δр), не превышающего веса шихты за вычетом сил трения. Хорошая физическая подготовка материалов уменьшает эти силы, а относительно «узкий» колошник и «широкий» распар способствуют повышению интенсивности плавки.

За основу расчета профиля принято соотношение объема печи и количества газов, т. е. время пребывания их в печи, поэтому при определении размеров отдельных зон профиля соотношение их объемов и поперечных размеров принимается постоянным, так же как и соотношение их высот. Исключением являются емкость и высота горна ниже оси воздушных фурм, определяемые производительностью печи и выходом шлака.

На основании таких выводов рекомендовал соответствующие зависимости для определения размеров профиля.

Диаметры, м:

1 Горна dг=0,384 V00,44 ;

2 Распара D=0,384 V00,44 ;

3 Колошника dк=0,593 V00,33;

Высота, м;

1 Полезная Н0=5,42V00,2

2 Горна hг=0,125Н0;

3 Заплечиков hз=0,110Н0;

4 Распара hр=0,08Н0;

5 Шахты hш=0,60 Н0;

6 Колошника hк=0,095Н0.

Таблица 4 – Исходные данные для расчета профиля доменной печи

№ Варианта

Производительность,

т/сут

№ Варианта

Производительность, т/сут

1

4580

11

10900

2

2340

12

5684

3

11440

13

5010

4

3160

14

5095

5

7200

15

11365

6

3900

16

11280

7

6800

17

7600

8

4600

18

5000

9

6200

19

6700

10

5230

20

11350

Литература

1 Вегман чугуна. / , , – М. : Металлургия, 1978. – 480 с.

2 Китаев доменного процесса. – М. : Металлургия, 1978. – 320 с.

3 Машины и агрегаты металлургической промышленности / Под редакцией академика – М. : Металлургиздат, 1981. – 480 с.

4 Тарасов доменного процесса. – М. : Металлургия, 1982. – 340 с.

5 Тлеугабылов технологических показателей доменной плавки и размеров профиля печи с применением ЭВМ: методические указания. – Алма-Ата : НМК, 1976. – 36 с.

6 Тлеугабылов воздухонагревателей: методические указания, Алма-Ата : НМК, 1985. – 45 с.

7 Щиренко оборудование доменных цехов. – М. : Металлургиздат, 1962. – 520 с.

Содержание

Введение……………………………………………………………3

1 Профиль доменной печи…………………………………………..5

1.1 Общее понятие о профиле………………………………………...5

1.2 Основные размеры профиля и его составные части…………….5

2 Конструкция доменной печи……………………………………...7

2.1 Фундамент………………………………………………………….7

2.2 Металлоконструкции………………………………………………9

2.3 Колонны и опорные кольца………………………………………11

2.4 Кожух……………………………………………………………...13

2.5 Колошниковое устройство……………………………………….15

2.6 Газоотводы………………………………………………………..17

3 Определение размеров профиля…………………………………17

3.1 Метод определения профиля …………………….18

3.2 Расчет профиля доменной печи по методу

академика ………………………………………….24

3.3 Метод определения профиля доменной печи

по ………………………………………………………27

3.4 Метод определения профиля доменной печи

по ………………………………………………..29

Литература………………………………………………………...31

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по УР

_______________

(подпись)

«__»_________200_г.

Составители старший преподаватель ,

магистр, старший преподаватель

Кафедра металлургии

Утверждено на заседании кафедры «___»______200_г. Протокол № __

Заведующий кафедрой ___________________

Одобрено методическим советом факультета металлургии, машиностроения и транспорта «__»________200__г. Протокол № ____

Председатель МС ______________

СОГЛАСОВАНО

Декан факультета ___________ «____»_______200_г.

(подпись)

Н/к ОМК __________ «_______»_____200__г.

(подпись)

Одобрено ОПиМО

Начальник ОПиМО ________ «___»________200__г.

(подпись)

РЕЦЕНЗИЯ

на методические указания «Конструкция и расчет профиля доменной печи» по дисциплине «Технология металлургического производства» старшего преподавателя , магистра, старшего преподавателя

Методическое указание разработано в соответствии с государственными стандартом специальности 050709 «Металлургия» ГОСО РК 3.08.335 – 2006.

В методическом указании приводятся общие сведения по конструкции профиля доменной печи и основные способы расчета профиля доменной печи.

Данные методические указания помогают студенту в приобретении навыков самостоятельной работы и закреплении полученных теоретических знаний по дисциплине «Технология металлургического производства».

к. т.н., профессор

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3