2.3 Расчет количества чугунных леток

Р = 8290 т/сут;

t_Д = 4 ч;

L = 3 м;

d_л = 0,1 м;

N_вып = 20;

S_г = 124,6 м²

Перепад давлений в канале чугунной летки определяется по формуле 26:

, (26)

где р_Д – давление газа в горне, МПа; р_ч – ферростатическое давление в слое чугуна, МПа; р_шл – ферростатическое давление в слое шлака, МПа; р_л – изометрическое давление в канале чугунной летки, МПа.

Ферростатическое давление в слое чугуна определяется по формуле 27:

, (27)

где К_н – коэффициент неравномерности выпуска, К_н=1,0-1,5; N_вып – количество выпусков, N_вып = 20.

МПа.

Ферростатическое давление в слое шлака определяется по формуле 28:

, (28)

где U = 0,29 т/т чугуна – выход шлака.

МПа.

Изометрическое давление в канале чугунной летки определяется по формуле:

(29)

МПа.

Коэффициент гидравлического трения определяется по формуле 30:

, (30)

где к_э – абсолютная шероховатость,

Давление газа в горне определяется по формуле 31:

, (31)

где Р_к – давление под колошником (Р_к = 304,00 кПа = 3,0 атм); Δр – перепад давлений.

Для печи объемом до 2000м³, Δр = 150кПа =1,5атм;

для печи объемом 2000-3000м³, Δр = 200кПа = 0,2атм;

для печи объемом больше 3000м³, Δр = 250кПа = 0,25атм;

МПа.

Тогда перепад давления будет:

МПа.

Суммарная длительность выпуска продуктов плавки определяется по формуле 32:

, (32)

где t_ч - длительность выпуска чугуна, мин; t_шл – длительность выпуска шлака, мин.

Длительность выпуска чугуна определяется по формуле 33:

, (33)

где ρ_ч – плотность чугуна, ρ_ч = 7-7,5 т/м³; v_ч – скорость движения чугуна в канале чугунной летки, м/с.

Длительность выпуска шлака определяется по формуле:

,

где ρ_шл – плотность шлака, ρ_шл=2-2,8 т/м³; v_шл – скорость движения шлака в канале чугунной летки, м/с.

Скорость движения чугуна в канале чугунной летки определяется по формуле:

м/с

Скорость движения шлака в канале чугунной летки определяется по формуле:

м/с

Тогда длительность выпуска чугуна и шлака:

мин;

мин;

мин.

Количество чугунных леток определяется по формуле:

,

где М – пропускная способность одной чугунной летки, вып/сут:

где t_Д = 3 ч – длительность подготовки летки к выпуску.

Тогда количество чугунных леток получится:

вып/сут

.

Должно быть не менее четырех чугунных лёток.

3 Описание конструкции доменной печи

Существует несколько типов несущих конструкций доменных печей

1. Шотландский тип (рис. 1, а) с опорой колошника через кожух и маратор на так называемые основные колонны печи. Число колонн обычно делают кратным числу фурм. Другое сочетание неудобно, так как затрудняет обслуживание фурм и создает неравномерное размещение их по окружности горна. Несмотря на меньшую массу конструкции и более низкую стоимость по сравнению с другими типами, она имеет существенный недостаток – передает вибрации от скипового подъемника и оборудования колошника непосредственно на печь. Кроме того схема не обеспечивает возможности проведения скоростных ремонтов и реконструкций доменных печей, поскольку требует демонтажа колошникового устройства или сооружения специальной опорной системы при смене кожуха.

2. Немецкий тип (рис. 1, б) с опорой на четыре самостоятельные колонны. Несмотря на улучшенное обслуживание горна, в этой конструкции не исключено наличие значительных напряжений, так как вес шахты передается полностью на заплечики и фурменную зону. Усиление конструкций до необходимой прочности затруднено ухудшение доступа к заплечикам. При этом большое значение имеет расстояние от кожуха печи до колонн, так как от этого зависит конструктивное решение, обеспечивающее передачу массы кожуха на колонны.

3. Комбинированный тип (рис. 1, в), совмещающий шотландский и немецкий типы. В нем уменьшены указанные напряжения, но усложнено обслуживание горна. Схема обеспечивает достаточную прочность и работоспособность кожуха печи даже при появлении в нем больших трещин. Это особенно важно для печей, работающих на шихте со значительным содержанием цинкита создает большие давления на кожух во всех направлениях.

4. Японский тип с шестью колоннами (рис. 1, г), имеющими кронштейны (применяют на современных печах Японии). Колонны тяжелы из-за эксцентриситета нагрузок. Диаметр кольцевого воздухопровода значительно больше, чем в других вариантах. Это увеличивает и утяжеляет детали фурменного устройства. Возможности организации напольного транспорта вокруг горна ограничены.

5. Американский с четырьмя колоннами (рис. 1, д), разработанный в последние годы в США. В этом случае устраняются последствия вибрации, выдаваемые загрузочными устройствами, и имеется широкий доступ для обслуживания леток и фурм горна.

Рисунок 1. Типы металлоконструкций доменных печей

6. Самонесущий кожух шахты без маратора (рис. 2). Опора колошникового устройства при этом выполнена в двух вариантах в зависимости от типа литейного двора. При прямоугольной его форме опора состоит из шести колонн, связанных вокруг печи кольцевой балкой, передающих нагрузку на фундамент печи. На печах с кольцевыми литейными дворами опорные колонны отсутствуют и колошниковое устройство опирается на перекрытие шатра поддоменника. Данными конструктивными решениями исключают необходимость в мараторе, который является наиболее слабым узлом шахты при обычной конструкции с порой на колонны.

Рисунок 2. Самонесущий кожух шахты без маратора

Выбираем конструкцию доменной печи с самонесущим кожухом.