Материал: проектирование доменной печи
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
(ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова»)
Кафедра металлургии и химических технологий
Курсовой проект
по дисциплине «Проектирование доменных печей»
Исполнитель:
Руководитель:
Работа допущена к защите « » 2020г.
Работа защищена « » 2020г. с оценкой
Магнитогорск, 2020
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова
Кафедра металлургии и химических технологий
З А Д А Н И Е
студенту гр.
на разработку курсового проекта по дисциплине: «Проектирование доменных печей» Название курсового проекта: «Курсовой проект доменной печи с диаметром горна 6,1 м».
-
Расчётная часть проекта (выполняется на готовых бланках):
-
Определить производительность проектируемой доменной печи;
-
Рассчитать профиль;
-
Выбрать число и диаметр воздушных фурм.
-
Выбрать конструкцию и рассчитать огнеупорную кладку лещади, горна и других элементов профиля;
-
Определить основные внутренние размеры кожуха доменной печи;
-
Выбрать тип и конструкцию холодильников, колошниковой защиты, кожуха и опорной системы доменной печи.
-
-
Графическая часть проекта:
-
На миллиметровке формата А1 выполнить эскиз вертикального разреза проектируемой доменной печи. В конструкции печи показать расчётный профиль, огнеупорную кладку, элементы охлаждения, кожух (без указания толщины), опорную систему и фундамент, а также указать все основные размеры элементов профиля, огнеупорной кладки, компенсационных зазоров и поясняющие надписи.
-
Пояснительная записка и чертежи оформляются в соответствии с действующими стандартами.
-
-
Исходные данные:
При разработке проекта в базовом периоде использовать данные о работе доменной печи ПАО ММК
в
|
Вариант 1 |
Обозначения |
Период базов. проект |
|
|
|
|
||
|
Диаметр горна, м |
dг |
8,20 |
11,4 |
|
Суточная производительность, т/сут. |
Q |
3443,00 |
Найти |
|
Расход природного газа, м3/т |
ПГ |
90,10 |
115,00 |
|
Расход угля, кг/т |
ПУТ |
0,00 |
0,00 |
|
Расход кокса, кг/т |
Куд |
446,60 |
Найти |
|
Выход шлака, кг/т |
Ш |
308,30 |
308,30 |
|
Избыточное давление газа, мПа |
Ркг |
0,15 |
0,25 |
|
Содержание кислорода, % |
О2д |
24,90 |
27,00 |
|
Содержание мелочи в агломерате (5-0мм),% |
Ма |
25,60 |
10,60 |
|
Железо шихты, % |
Fe |
59,10 |
59,10 |
|
Зола кокса, % |
Ak |
12,30 |
12,30 |
|
Сера кокса, % |
Sk |
0,43 |
0,43 |
|
Кремний чугуна, % |
[Si] |
0,73 |
0,65 |
|
Сера чугуна, % |
[S] |
0,02 |
0,01 |
|
Температура дутья, 0С |
tд |
1148,00 |
1250,00 |
|
Эквививалент замены кокса ПГ, кг/м3 |
Эпг |
0,80 |
0,80 |
|
Эквививалент замены кокса ПУТ, кг/кг |
Эпут |
1,00 |
1,00 |
Литература:
-
Кропотов В.К., Дружков В.Г. Проектирование доменной печи. Магнитогорск, 2004 г. (1991 г.).
-
Инструкция по футеровке и сушке доменных печей и их вспомогательных устройств,
-
Литература, указанная в курсе лекций.
Бланк 1
Определение производительности доменной печи с заданным диаметром горна в проектных условиях по данным о работе
в базовом периоде
|
Основн.параметры, |
|
Их величина в |
Дополн.параметры, |
|
Их величина в |
||||||||||||
|
влияющие на ИНТ |
Обозна- |
базовом |
проектном |
влияющие на ИНТ |
Обозна- |
базовом |
проектном |
||||||||||
|
и kуд |
чения |
периодах |
и kуд |
|
чения |
периодах |
|||||||||||
|
Диаметр горна,м dг |
8,2 |
11,4 |
Мелочь А( 5-0мм),% Ма |
25,6 |
10,6 |
||||||||||||
|
Сут.произв.,т/сут Q |
3443,0 |
найти |
Железо шихты,% Fe |
59,10 |
59,17 |
||||||||||||
|
Расход природ.г.,м3/т ПГ |
90,10 |
115,0 |
Зола кокса,% Ак |
12,3 |
12,3 |
||||||||||||
|
Расход угля, кг/т ПУТ |
0 |
0 |
Сера кокса,% Sk |
0,43 |
0,43 |
||||||||||||
|
Расход кокса,кг/т |
kуд |
446,6 |
найти |
Кремний чугуна,% {Si] |
0,73 |
0,65 |
|||||||||||
|
Выход шлака,т/т Ш |
308,3 |
308,3 |
Сера чугуна,% [S} |
0,02 |
0,01 |
||||||||||||
|
Изб.давл газа,мПа Pкг |
0,15 |
0,25 |
Тем-ра дутья,оС tд |
1148 |
1250 |
||||||||||||
|
Содер кислорода,% О2д |
24,9 |
27 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Эквив.замены кокса ПГ,кг/м3 Эпг |
0,8 |
Эквив.замены кокса ПУТ,кг/кг Эпут |
1 |
||||||||||||||
Определение
влияния основных параметров на
интенсивность горения кокса в базовом
и проектном периодах
|
Основные параметры |
|
|
Содержание О2 дутья |
+ Pкг на |
Суммарн. |
||||||||||||
|
Пределы изменения параметра |
|
21 - 25% |
25 - 30% |
>30% |
0,01мПа |
прирост |
|||||||||||
|
Рекоменд.значения прироста ИНТ,% |
|
2,5-2,0 |
2,0-1,5 |
1,5-1,0 |
+0,2-+0,4 |
интенсив- |
|||||||||||
|
Принятые значения прироста ИНТ,% |
|
2,5 |
2 |
1,5 |
0,2 |
ности |
|||||||||||
|
Значения О2д и Pкг в базовом периоде |
|
24,9 |
|
|
0,15 |
dИНТбаз |
|||||||||||
|
Приросты ИНТ по этапам в базовом периоде,% |
7,8 |
|
|
6 |
11,8 |
||||||||||||
|
Значения О2д и Pкг в проектных условиях |
|
27 |
|
0,25 |
dИНТпр |
||||||||||||
|
Приросты ИНТ по этапам в проектных условиях |
|
11 |
|
10 |
21 |
||||||||||||
|
Учет влияния дополнительных параметров на интенсивность горения и |
|||||||||||||||||
|
расход кокса в проектных условиях по сравнению с базовым периодом |
|||||||||||||||||
|
Факторы |
Изменени |
Удельн.измен.,% |
( Ппр - |
Изменение ИНТ,% |
Изменение kуд,% |
||||||||||||
|
(+ увеличение, |
на |
q инт |
q кокса |
-Пбаз)/X= |
за счет данного |
за счет данного |
|||||||||||
|
- уменьшение) |
Х |
(Справ.данные) |
=Z |
фактора |
фактора |
||||||||||||
|
+мелочь А на |
1% |
-1 |
+1 |
-15 |
|
15 |
|
-15 |
|||||||||
|
+ Fe ш на |
1% |
1,5 |
-1 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
+ Ак на |
1% |
-1 |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
+ Sk на |
0,10% |
-0,8 |
0,3 |
|
Z*q инт = |
|
Z*qкокса= |
|
|||||||||
|
+[S] чуг на |
0,01% |
0,2 |
-0,2 |
-1 |
|
-0,2 |
|
0,2 |
|||||||||
|
+[Si] чуг на |
0,10% |
-0,5 |
0,8 |
-0,8 |
|
0,4 |
|
0,64 |
|||||||||
|
+ tгд на |
100град |
0,5 |
-0,2 |
1,02 |
|
0,51 |
|
0,204 |
|||||||||
|
Сумм. изменение в проект.условиях |
|
dИНТдоп |
15,7 |
dkуд,доп |
|
-13,936 |
|||||||||||
Расход топлива за сутки в баз.период,т/сут
+10
-05
-1,12
-0,16
Кс,баз,сут =(kуд,баз+Эпг*Пгбаз +Эпут*ПУТбаз)*Qбаз/1000)= Кс,баз,сут Интенсивность горения кокса в базовый период
1785,8
ИНТбаз = Кс,баз,сут/(3,14*dг,баз^2/4) Инт баз Интенсивность горения кокса в проектных условиях
33,8
ИНТпр= ИНТбаз*(100+(dИНТпр+dИНТдоп))/(100+dИНТбаз) ИНТпр Расход топлива за сутки в проектных условиях,т/сут
40,6
Кс,пр,сут= ИНТпр*(3,14*dг,пр^2/4) Кс,пр,сут Удельный расход кокса в проектных условиях
4141,9
kуд,пр = kуд,баз*(1 + dkуд,доп/100) kуд,пр Суточное производство чугуна в проектных условиях, т/сут
384,2
Qпр= Кс,пр,сут*1000/(kуд,пр+Эпг*Пгпр+Эпут*ПУТпр) Qпр
9077,5
Конструкция доменной печи
ВЫБОР РАЗМЕРОВ I В,К.Кропотов,В.Г Дружков бланк расчета 2
Выбор основных соотношений размеров профиля Бланк 2
доменной печи с заданным диаметром горна
Исходные данные Диаметр горна,м dг
11,4
Для полного описания и определения размеров рационального профиля небходимо выбрать ряд основных соотношений размеров, задаться численными значениями некоторых размеров и проверить их приемлемость по другим рекомендациям.
Выбор величины отношения fрг= D/dг Воспользуемся данными этого графика,
на
котором приведены рекомендации
М.А.Павлова,
изменения значений отношения fрг для
выборки профилей отечественных и
зарубежных доменных печей с диаметром
горна более 6
метров.
Как видно из графика, рекомендация М А Павлова, равная 1,10-1,15 выдерживалась на печах с диаметром горна до 11м. При проектироавании
fрг
печей с большим диаметром горна величину отношения Dр/dг уменьшили до 1,08-1,10.
В целом, для всей выборки, изменение Dр/dг Принимаем величину отношения fрг описывается уравнением 1,205-0.0087*dг
либо по графику fрг либо по уравнению 1,205-0.0087*dг fрг
1,15
1,10
Выбор величины отношения fзр= hз /Dр 7,015
fзр
fзр
Из графиков следует, что величина отношения fзр для доменных печей до 11м уменьша- ется,практически, по линейному закону (3/Dр), т.е. высота заплечиков равна 3м, а для доменных печей большего диаметра отношение остается постоянным и равным в среднем 0.27, т.e.высота заплечиков растет пропорционально увеличению Dр.
dг,м
В зависимости от заданного dг принимаем либо постоянную высоту заплечиков
либо постоянное отношение fзр
Проверку приемлемости выбранных отношений осуществляем по углу наклона заплечиков
Определяем угол наклона заплечиков Аз по выражению (90 - arctg((Dр-dг)/(2*hз))) и нанеся полученное значение угла на график и сравнивая его с верхними точками
79,5
Азапл,град
Кроме того, проверяем вписываются ли очертания заплечиков в зону потока. Для этого определяем фактический угол наклона заплечиков Аз,ф с учетом высова фурм в м (90 - arctg((Dр-dг+2*wф)/(2*hз))), наносим