5 Расчет основных размеров вагранки

5.1 Диаметр вагранки в свету

Исходя из заданного условия, диаметр вагранки в свету равен 1,35 м (D=1,35 м)

5.2 Полезная высота вагранки

H .

(5.0)

где H – полезная высота вагранки;

5.3 Общая высота вагранки

.

(5.1)

где - общая высота вагранки, м;

- расстояние от подовой плиты до оси фурм первого ряда, м. =0,725[3];

– расстояние от подовой плиты до пола цеха, м. =2,175[3].

м

5.4 Диаметр металлической летки

.

(5.2)

где d - диаметр металлической летки, м;

- плотность чугуна, т/м³. =7,2 т/м³[2];

- скорость истечения чугуна из летки, м/с. =0,5-1,0 м/с[2].

м

Диаметр шлаковой летки принимаем 0,06 м[3].

5.5 Сечение вагранки в свету

F .

(5.3)

где F- сечение вагранки в свету, м².

м²

5.6 Суммарное сечение фурм

.

(5.4)

где - суммарное сечение фурм, м².

м².

Принимаем 2 ряда по 8 фурм. Тогда в нижнем (основном) ряду площадь сечения одной фурмы: 0,286/8=0,04 м².

Размеры фурм 330×100 мм. Угол наклона - 10º[6].

Площадь сечения всех фурм второго (вспомогательного) ряда

.

(5.5)

где - суммарное сечение фурм каждого вспомогательного ряда, м².

м².

Площадь сечения одной фурмы при 8 фурмах в ряду 0,035/8=0,0044 м².

Размеры фурм 80×50 мм. Угол наклона - 15º[3].

Расстояние между рядами фурм 300 мм, а от лещади до оси основного ряда – 300 мм. Толщина лещади 300 мм[3].

6 Выбор вентилятора

Подбор вентиляторов для вагранок производятся по двум основным показателям: количеству подаваемого воздуха и требуемому давлению дутья.

Давление дутья можно определить по формуле:

P=(120…180)(H +0,25D).

(6.0)

мм.вод. ст. =94,9 ГПа

При выплавке чугуна в вагранке расход воздуха и кокса взаимосвязаны. Соотношение этих расходов влияет на высоту и температуру зоны горения, что сказывается на температуре жидкого чугуна и производительности вагранки. Определение оптимального соотношения этих расходов считается наиболее простым и эффективным средством управления температурой выплавляемого чугуна и производительности вагранки.

Удельный расход воздуха можно определить по уравнению:

W .

(6.1)

где W удельный расход воздуха, м³/м²*мин;

N - производительность вагранки, т/ч;

k - содержание углерода в 1 кг кокса, кг. k=0,85 кг ;

K - расход кокса, %. K=11%;

M - содержание СО₂ в колошниковых газах, %;

M – содержание СО в колошниковых газах, %;

D - диаметр вагранки, м.

Хорошо работающие вагранки с одним рядом фурм имеет следующий состав колошниковых газов: 16% СО₂ и 8% СО.

Зависимость производительности вагранки от расхода воздуха определяют по формуле Юнгблайта:

N .

(6.2)

где W - расход воздуха, м³/мин;

N – производительность вагранки, т/ч;

k – содержание углерода в кокса, кг;

K – расход кокса, %;

- коэффициент полноты горения.

Определим удельный расход воздуха. Для этого в формулу подставим значения входящих в нее величин. Особое внимание нужно уделить размерности этих величин. Тогда:

Для проверки справедливости решения подставим в эти же значения в формулу и решим относительно W

W= ;	(6.3)
.	(6.4)

Тогда

С учетом диаметра вагранки:

W W/F.

(6.5)

где F - площадь сечения вагранки, м²;

F=1,43·D ;

(6.6)

м²;

м³/м².

Полученные по формулам значения удельного расхода воздуха очень близки, что подтверждает правильность расчетов.

Расход воздуха составляет в час – 5808 м .

Устанавливаем вентилятор модели В10/1250 [7].