Материал: проектирование доменной печи
на график и сравниваем с нижними точками. Аз,ф должен быть >=74град
74,3
Конструкция доменной печи
ВЫБОР РАЗМЕРОВ ВI,К.Кропотов,В.Г Дружков бланк расчета 3
Выбор основных соотношений размеров профиля доменной печи с заданным диаметром горна 11,4
Исходные данные Диаметр горна,м dг 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 высоты распара hp
hр,м
Выбор отношения dк/Dp
Рекомендация А М Павлова по величине dк/Dp, равная 0.67-0.75,как видно из графика,выдержи- вается на современных доменных печах.
Если в прошлом на доменных печах с диаметром горна <11м имело место уменьшение dк/Dp, чтобы иметь меньшие размеры большого конуса, то в
Высота распара для рассматриваемой выборки профилей практически не зависит от диаметра горна и полезного объема печи и изменяется
в пределах 1.5 - 3.0 м, составляя в среднем 2м.
Высоту распара целесообразно выбирать с учетом степени усреднения ж/р материалов и интервала размягчения . При проплавке хорошо усредненных ж/р материалов с не-
большим интервалом размягчения hp следует
выбирать ближе к нижнему пределу, в проти- воположных условиях- к верхнему пределу. Принимаем высоту распара hp
3
Изменение
отношения dк/Dр с ростом dг
0,76
0,74
0,72
0,70
dк/Dр
0,68
настоящее время с внедрением бесконусных загрузочных устройств наметилась весьма сла- бая тенденция к увеличению этого отношения.
В целом, величину этого отношения можно реко- мендовать в более узких пределах 0.66 - 0.70
0,7
Принимаем величину отношения
0,66
0,64
0,62
0,60
R² = 0,7389
6 7 8 9 10 11
dг,м
12 13
14 15 16
Выбор высоты шахты Высота шахты должна быть такой, чтобы объем ее обеспечивал необходимую подготовку железорудно- го сырья к зоне размягчения и плавления.
20
15
10
Изменения отношения Vш/Fг
Как показывает анализ профилей, удельный объем шахты, приходящийся на единицу сечения горна, т.е.отношение Vш/Fг изменяется в очень узких
Vш/Fг
пределах,составляя в среднем 15(см. график). Принимаем отношение Vш/Fг
16
14
12
dг,м
10
8
6
Приемлемость выбранных соотношений раз-
меров шахты проверяем по углу наклона шахты к горизонту. М А Павлов рекомендовал этот угол в пределах 85-87град. В действительности на действующих печах угол последовательно уменьшался с ростом диаметра горна вплоть до 81град., который можно считать предельным в настоящее время. Полученное в расчете значение угла наносим на график и сравниваем с достигнутыми значениями.
Изменения угла наклона шахты
88
87
86
85 R² = 0,5387
Аш,гр
84 R² = 0,5727
83
82
81
80
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
dг,м
Конструкция доменной печи
ПРОФВЫСГОРНА В,К.Кропотов,В.Г.Дружков бланк расчета 4
Опредение высоты горна при известном диаметре для доменной печи заданной произвоительности Исходные данные Диаметр горна,м dг Высота верха горна,м ha 11,4
рекоменд.пределы 0,5-0,6
принято
0,5
Производительность печи,т/сутки
Q
9077,5
Степень заполнения кокса жид.продуктами плавки,м3/м3 Stзап
0,5
рекоменд.пределы 0,4-0,5 Выход шлака,т/т чуг Ш
7,4
Число выпусков Nвып
7,9
Продолж.выпуска,мин
tвып 50
Плотность чуг.и шл,т/м3 R
-
вариант Высота горна по рекомендации М.А.Павлова
hвф = 0,11*Q / (3,14*dг^2 / 4) hвф
hг = hвф + ha hг
-
вариант Высота горна по рекомендации А.Н.Рамма (заполняется после определения Hп) hг = 0,1*Hп hг
Hп - полезная высота доменной печи,м
-
вариант Высота горна по рекомендации учебного пособия кафедры hг = hа + hш + hм hг
4,59
hш - рекомендуется постоянной в пределах 1.4 - 1.6м
hм - определяется по заполнению металлоприемника чугуном и шлаком к началу следующего выпуска
q накч , qнакшл - объемные скорости накопления чугуна и шлака,м3/мин qнакч = Q/(Rч*24*60) qнакч
|
0,913 |
|
0,945 |
|
1,287 |
qнакшл =Q*Ш/(Rш*24*60) qнакшл hм = (qнакч+qнакшл)*(24*60/Nвып - tвып)/(3.14*dг^2*Stзап/4) hм
-
вариант Выбор высоты по статистическим данным hг
4,3
При окончательном выборе высоты необходимо увязать значения высот горна,определенных по
Высота горна,м
3 и 4 вариантам
В конечном итоге принято
hг
4,3
Конструкция доменной печи
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПРОФИЛЯ
В К Кропотов, В Г Дружков
бланк расчета 5
1,15
0,43
0,3
0,13
|
Определение размеров профиля с известными диаметром |
|||||||||||||
|
и высотой горна по методу,обеспечивающему определен- |
|||||||||||||
|
ный объем шахты |
|||||||||||||
|
Последовательность определения |
Исходные данные |
||||||||||||
|
1 Определение диаметра распара по принятой |
заполняются по бланкам 1,2,3,4 |
||||||||||||
|
величине отношения fрг |
|
Размеры горна,м |
|
||||||||||
|
Dp = fрг*dг |
|
12,54 |
диаметр |
dг |
6,1 |
||||||||
|
|
|
|
высота |
hг |
4,59 |
||||||||
|
2 Определение высоты заплечиков по принятой |
верх горна,выше оси |
||||||||||||
|
величине отношения fзр |
|
фурм |
hа |
0,5 |
|||||||||
|
hз = fзр*Dp |
3,078 |
высов фурм,м |
|||||||||||
|
|
|
|
|
wф |
|||||||||
|
3 Определение диаметра колошника по |
Величина отношений |
|
|||||||||||
|
принятой величине отношения fкр |
Dp/dг |
fрг |
1,15 |
||||||||||
|
dк = fкр* Dp |
8,7 |
hз/Dp |
fзр |
0,43 |
|||||||||
|
|
|
|
dк/Dp |
fкр |
0,3 |
||||||||
|
4.Угол наклона заплечиков |
|
Vш/Fг |
fш |
0,13 |
|||||||||
|
Аз= arctg(2*hз/(Dр-dг)) |
Аз 79,5 |
Численное значение отдельных |
|||||||||||
|
|
tg |
|
размеров,м |
hз |
3 |
||||||||
|
5.Объемы отдельных частей доменной печи, |
|
hр |
3 |
||||||||||
|
размеры которых известны, м3: |
|
hк |
1,8 |
||||||||||
|
горна |
Vг=ПИ * dг^2 * hг/4 |
438,6 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
заплечиков |
Vз = ПИ*hз*(dг^2+Dр*dг+Dр^2) /12 1148,1 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
распара |
Vр = ПИ * Dр^2 * hр /4 |
246,8 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
колошника |
Vк = ПИ * dк^2 * hк /4 |
118,8 |
|
||||||||||
|
6.Объем шахты доменной печи,м3 |
|||||||||||||
|
Vш = fш * ПИ * dг^2 /4 |
1377,2 |
|
|
|
|||||||||
|
7 .Высота шахты,м |
|||||||||||||
|
hш=12*Vш*/(ПИ*(dк^2+Dр*dк+Dр^2)) |
15,38 |
|
|
|
|||||||||
|
8. Полезная высота,м |
|||||||||||||
|
Hп= hг+hз+hр+hш+hк |
27,38 |
|
|
|
|||||||||
|
9. Полезный объем ,м3 |
|||||||||||||
|
Vп = Vг + Vз + Vр + Vш + Vк |
3329,5 |
|
|
|
|||||||||
|
10.Угол наклона шахты, град |
|||||||||||||
|
Аш= arctg(2*hш/(Dр-dк)) |
32 |
|
|
|
|||||||||
|
11. Фактический угол наклона заплечиков с учетом высова фурм |
|||||||||||||
|
Аз,ф = (90 - arctg((Dp-dг+wф) / (2* hз))) |
|
77 |
|
|
|||||||||
|
Полученный полезный объем проверяем по величине |
|||||||||||||
|
коэффициента использования полезного объема(КИПО) |
|||||||||||||
|
|
КИПО |
базовый период |
0,52 |
|
0,39 |
|
|||||||
|
|
КИПО |
проектн условия |
Vп / Qпр 0,36 |
|
|||||||||
Конструкция доменной печи
ЧИСЛОФУРМ бланк расчета 6
Принимаем
|
Определение числа воздушных фурм для доменной |
||
|
печи с известным диаметром горна |
||
|
1 вариант по рекомендации М.А.Павлова[ 1 ] |
Исходные данные |
|
|
nф = 2 * dг + 1 |
Диаметр горна,м |
|
|
23,8 |
dг |
11,4 |
|
Высов воздушных фурм,м |
||
|
2 вариант по рекомендации Райса[ 2 ] |
wф |
0,3 |
|
nф = 3,14 * (dг - 2 * wф) /1,22 |
рекомен.. |
0,2-0,3 |
|
27,8 Диаметр фурмы в свету,м |
||
|
|
dф |
0,2 |
|
3 вариант по рекомендации Н.Л.Гольдштейна[ 2 ] |
предварит.рекомен |
0,18-0,22 |
|
nф = 3,14 * (dг - 2 * wф - 1) / (1 +dф) |
|
|
|
Удельное количество дутья, |
||
|
25,6 приходящее на единицу |
||
|
4 вариант по рекомендации Гипромеза [ 2 ] |
площади горна, м3/м2мин |
|
|
nф = 2,18 * dг - 1,66 |
Vsг |
50 |
|
|
рекоменд |
50 |
|
23,2 |
|
|
|
5 вариант по рекомендации Е.Н.Тихомирова [ 3 ] |
Количество дутья, прихо- |
|
|
nф = 3 * dг - 8 |
дящее на одну фурму,м3/мин |
|
|
|
Vф |
218,5 |
|
32,2 |
|
|
|
6 вариант по рекомендации В.И.Логинова [ 4 ] |
Для определения Vф В.Г.Ман- |
|
|
nф = 3,14 * dг / (1 +25/dг^2) |
чинским рекомендуется формула |
|
|
Vф = - 1,81* dг^2 + 52 *dг - 139 |
||
|
30,02 |
||
|
7 вариант по рекомендации В.Г.Манчинского [ 5 ] |
Температура дутья,град К |
|
|
nф = Vsг * 3,14 * dг^2 / 4 / Vф |
Т |
1523 |
|
23,3 |
|
|
|
Давления дутья,атм |
||
|
8 вариант по рекомендации М.Я.Остроухова [ 6 ] |
P |
4,8 |
|
nф = 0,0074 * (dг - 2,8) * T /P |
Р=Ркг+Р=2,5+1,3+1=4,8 |
|
|
20,19 |
|
|
|
9 вариант по рекомендации авторов работы [ 7 ] |
|
|
|
nф = 0,12*dг^2 + 0,16*dг + 7,36 |
|
|
|
24,7 |
|
|
|
Найденные значения числа фурм огругляем до целых и принимаем четное ,делящееся |
||
|
на 4 и приближающееся к максимальному из найденных значений. |
||
|
|
|
|
|
1.Павлов М.А. Металлургия чугуна.Часть 3,- М.:Гостехиздат,1947.-295c. |
||
|
2.Бюллетень ЦИИ ЧМ 1947.N23. |
|
|
|
3.Тихомиров Е.Н.,Гохман Ю.И.// Сталь.1972.N4.C298-299. |
||
|
4.Логинов В.И.,Крячко Г.Ю.,Колесник И.Л.// Металлург.1976.N12.C.11-13. |
||
|
5.Манчинский В.Г. - В кн.Производство чугуна: Межвуз.сб.-Свердловск:изд УПИ,1977.С.130-135 |
||
|
6.Остроухов М.Я.,Бондаренко А.И.//Сталь.1969.N1.C.7-9. |
||
|
7.Гриненко И.М.,Митасов О.В.,Ярошевский С.Л.//Сталь.1984.N6.C.14-18. |
||