1 Задание на курсовой проект

В курсовом проекте необходимо произвести тепловой расчёт дуговой сталеплавильной печи. Определить основные размеры печи, затем, посредством составления теплового баланса печи найти значение теплоты, вносимой дугами. Далее по найденному количеству теплоты определить необходимую полную мощ­ность трансформатора.

Необходимые данные для расчёта взять из таблиц приложений. Вариант задания выбирается по номеру студента в списке группы.

2 Определение основных размеров печи

2.1 Объем жидкого металла в дуговой сталеплавильной пе­чи, м3:

V=v·G ,

где v =0,145 м³/т — удельный объем жидкой стали;

G - емкость печи, т.

2.2 Диаметр зеркала металла вычисляется по формуле, мм:

D = 2000·C· ,

где коэффициент С выбираем из нижеприведенной табли­цы, принимая значение D/H=5,0 (при G≥100 т); D/H=4,5 (при G<100 т)

D/H. 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

С 1,043 1,064 1,085 1,106 1,127 1,149 1,165.

2.3 Глубина ванны жидкого металла, мм:

Н= D/5,0 или Н= D/4,5 (в зависимости от ёмкости печи).

2.4 Расчетный объем шлака, м³:

V_ш= 0,1· V.

2.5 Высота слоя шлака, м:

,

где D - диаметр зеркала металла, м.

2.6 Диаметр зеркала шлака, м:

D_ш = D + 2H_ш,

где D - диаметр зеркала металла, м.

2.7 Уровень порога рабочего окна должен быть расположен выше уровня зеркала шлака на 40 мм, а уровень откосов на 65 мм выше уровня порога рабочего окна. Тогда диаметр ванны на уровне откосов равен, мм:

D_от = D + 2(Н_ш + 40 + 65),

где D - диаметр зеркала металла, мм,

H_ш - высота слоя шлака, мм.

2.8 Диаметр ванны на уровне стен (рис. 1) равен, мм:

D_CT = D_от + 200.

2.9 Высота плавильного пространства H_пл находится из выражения H_пл/D_от, которое определяется ёмкостью печи:

G, т 12 – 60 61 – 100

H_пл/D_от 0,4 – 0,45 0,34 – 0,38.

2.10 Внутренний диаметр кожуха, мм:

D_K=D_CT+2· δ_от ,

где δ_от - толщина футеровки стен на уровне откосов, равная сумме толщины футеровки верхней части стен δ_в и толщины шамотного слоя в нижней части стен δ_ш мм (Приложение А).

2.11 Стрела пролета свода печи H_cb принимается равной 15% пролета (внутреннего диаметра) свода, мм:

H_cb = 0,15·D_cb = 0,15·(D_k- δ_св),

где - δ_св толщина свода из хромомагнезитового кирпича, мм.

2.12 Ширину рабочего окна печи определяем, мм:

b = 0,25·D_от.

2.13 Высота рабочего окна составляет, мм:

h = 0,65·b.

3 Энергетический баланс периода расплавления

Целью составления энергетического баланса является определение суммарного количества электрической энергии, которую необходимо выделить в дуговой сталеплавильной печи в период расплавления, по которому затем определяют необходимую мощность печного трансформатора. Для современных ДСП продолжительность периода расплавления τ_Р принимаем 9504 с.

Примерно в середине периода расплавления проиcxoдит подвалка шихты, продолжительность которой составляет τ_п=2160 с. Следовательно, продолжительность расплавления «под током» составляет τ_р.т = τ_Р – 2160 с. Принимая τ_Р=9504 с, находим τ_р.т.