Расчёт геометрических параметров печи

Основные размеры плавильного пространства печи определяют, исходя из её заданной номинальной ёмкости (массы жидкой стали).

Объём стали в ванне V_в, м³, равен:

м³ [1, стр. 114]

Где G – номинальная ёмкость, т

Номинальную ёмкость печи принимаем 30 тонн

- удельный объём жидкой стали, м³/т

Объём шлака V_ш, м³, равен:

м³

Где - масса шлака в долях массы стали

- плотность жидкого шлака, т/м³

Полный объём ванны до порога рабочего окна V, м³, равен:

м³

Где - дополнительный объём жидкой стали

Диаметр зеркала жидкого металла определяется из соотношения

, мм; [2 стр. 200]

где D_м – диаметр зеркала жидкого металла, мм;

V_с – объем жидкого металла, м³;

с – коэффициент, зависящий от отношения диаметра зеркала металла к глубине ванны по металлу.

Обычно коэффициент с определяется по формуле: с = 0,875 + 0,042  а, где . Для большинства печей а = 4÷7, причем меньшие значения характерны для небольшой емкости и технологического процесса, не требующего тщательного рафинирования расплавленного металла в печи. При таких соотношениях с теплотехнологической точки зрения будет обеспечено и сравнительно равномерное облучение поверхности ванны от дуг и кладки печи, и более равномерный прогрев металла в объеме ванны.

Примем а = 4,9; Тогда

с = 0,875 + 0,042  4,8 = 1,077

мм = 3,45 м.

Полная высота ванны по жидкому металлу может быть определена из эмпирической формулы(для ванны с α=45⁰):

м [1, стр. 114]

Где коэффициент А изменяется от 0,31 для небольших «основных» печей до 0,345 у самых крупных.

Высота конусной части ванны:

м

Высота сферической части ванны:

м

Высота слоя шлака определяется из выражения

мм = 0,075 м. [2, стр. 201]

где 0,785 – эмпирический коэффициент

Диаметр зеркала шлака:

м.

Уровень порога рабочего окна принимается на уровне шлака или на 20…40 мм выше h′ = 0…40 мм.

Диаметр ванны на уровне порога рабочего окна выбираем с таким расчетом, чтобы уровень порога был на 30 мм выше уровня зеркала шлака

м.

где – расстояние от зеркала шлака до уровня порога рабочего окна.

Уровень откосов рекомендуется принимать на 30…70 мм выше уровня порога рабочего окна во избежание размыва шлаком основания футеровки стен h = 30…70 мм.

Уровень откосов принимаем на 60 мм выше уровня порога рабочего окна.

Диаметр рабочего пространства на уровне откосов

м.

Глубина ванны до уровня откосов печи равна

, м;

Высоту плавильного пространства от уровня откосов до верха стены, принимаем равной

, м; [1 стр. 115]

Выше откосов стены делаются наклонными под углом 15..30º к вертикали. При таком наклоне их можно заправлять. В этом случае также увеличивается стойкость огнеупорной кладки, так как по высоте стен увеличивается расстояние от дуг и уменьшается плотность теплового потока на верхний пояс.

Принимаем угол наклона стен 30º.

Высота наклонной части стен составляет:

, м;

Высота цилиндрической части стен составит

, м;

Диаметр стен определяется по формуле

, м; [3 стр. 202]

где – угол наклона стен по вертикали.

Конструкция футеровки кроме внутреннего профиля рабочего пространства определяют материалы и толщину рабочего арматурного и теплоизоляционного слоев кладки, а также форму и размеры кожуха ДСП.

Конструкция футеровки ДСП-30

Для кладки рабочего слоя ДСП используем основные огнеупорные материалы.