2 Проектная часть

2. 1. Расчет оборудования печи объемом 4291 м3

Производится расчет чугуновозов. Число чугуновозных ковшей, необходимых доменной печи № 7 определяется по формуле

п= п_об+п_рем+п_рез , (1)

где - п_об, п_рем, п_рез -число ковшей, находящихся в обороте, ремонте и резерве соответственно, шт.

Число ковшей, находящихся в обороте п_об, определяется по формуле

п_об= (Р_сут*t_об*К_н)/(24*V_k*K_з), (2)

где - Р_сут – суточная производительность, т/сут;

t_об – длительность цикла оборота ковша (5 ч для открытого ковша и 7 ч для миксерного);

К_н – 1,25 – коэффициент неравномерности выпусков чугуна;

V_k – вместимость чугуновозного ковша, т;

K_з – коэффициент заполнения ковша (0,8 для открытых ковшей и 0,9 для миксерных).

п_об = (11900*5*1,25)/ (24*140*0,8) = 28 шт.

Принимаем 28 чугуновозных ковшей в обороте.

Число ковшей, одновременно находящихся в ремонте, п_рем, определяется по формуле

п_рем = п_об * (t_хр + m_гр * t_гр)/ m_ф/ t_об, (3)

где - t_хр и t_гр – длительность холодного и горячего ремонтов, ч;

m_гр – стойкость футеровки (число наливов) между горячими ремонтами, шт;

m_ф – число горячих ремонтов проводимых за одну компанию между холодными ремонтами (капитальными) и горячими соответственно 350 и от 115 до 120 наливов.

Продолжительность ремонтов около 100 и 8 часов.

п_рем = 28 * (100 + 4 * 8)/ 350/ 5= 3 шт

Принимаем три ковша, которые находятся в ремонте.

Максимальная производительность печи рассчитывается по формуле

Число резервных ковшей п_рез, в соответствии с нормами технологического проектирования определяют по формуле

п_рез = К_н * П_сут^max / m_вч / V_k / K_з *((n_n – (n_n – 1)/2), (4)

где - П_сут^max – максимальная производительность печи, т/сут;

m_вч – число выпусков чугуна в сутки на печи с максимальной производительностью;

n_n – число печей, шт.

п_рез = 1,25 * 12000 / 18 / 140 / 0,8 *((1 – (1 – 1)/2) = 8 шт.

Принимаем восемь чугуновозных ковшей в резерве.

Определяется количество ковшей для доменной печи № 5 по формуле (1)

п = 28 + 3 + 8 = 39 шт.

Расчет профиля доменной печи. Суточная производительность печи 11900 тонн чугуна, к.и.п.о. печи 0,36 т*сут/м³. Полная высота печи 37,35 м. Полезная высота 32,63 м. Расход кокса 435 кг/ тонну чугуна.

Определяется полезный объем V_полез., доменной печи по формуле

V_полез. = T* к.и.п.о , (5)

где - Т – суточная производительность печи, т;

к.и.п.о. – коэффициент использования полезного объема печи, т*сут/м³.

V_полез. = 11900 * 0,36 = 4284 м³

Определяется диаметр распара, D_р, принимая коэффициент, учитывающий отклонение профиля от цилиндрического, 0,52 по формуле

D_р= , (6)

где - k – коэффициент, учитывающий отклонение профиля печи от цилиндрического, м;

H_полн – полная высота печи, м.

D_р= =15,65 м

Относительный расход кокса составляет 0,435 тонны на тонну чугуна. Печь работает с применением высоконагретого комбинированного дутья.

Тогда суточный расход кокса К, т/сут, определяем по формуле

К= Т*k, (7)

где - k – относительный расход кокса, т/т чугуна.

К= 11900* 0,435 = 5002,5 т/ сутки

Принимая по суточному расходу кокса рекомендуемую М.А. Павловым интенсивность горения кокса на один м³ сечения горна 26,4 т/(м²*сутки), определяем площадь горна S_г, по формуле

S_г= К/ i_r, (8)

где - i_r – интенсивность горения кокса на один м³ сечения горна, т/(м²*сутки).

S_г= 5002,5/26,4= 189,48 м²

Определяем диаметр горна D_г, по формуле

D_г= , (9)

где - S_г – площадь горна, м²;

 - математическая постоянная.

D_г= = 15,53 м

Диаметр колошника определяем из соотношения

D_k/D_р = 0,65 – 0,75

Принимаем соотношение 0,65

D_k = 15,65*0,65 = 10,17 м

Высоту горна определяем из условия, что на тонну суточной выплавки чугуна необходимо 0,092 м³ объема горна, что вполне достаточно при частых выпусках чугуна. Высота горна h_г, определяется по формуле

h_г = Т*V_г^/ / S_г, (10)

где - V_г^/ – объем горна необходимый для суточной выплавки на тонну чугуна.

h_г = 11900*0,092/189,48 = 5,58 м

На основании опытных данных принимаем высоту заплечиков 3,4 м.

Определяем угол наклона заплечиков tg , по формуле

tg  = h_з / 0,5/ (D_р-D_г), (11)

где - h_з – высота заплечиков, м;

D_р и D_г – диаметр распара и горна, м.

tg  = 3,4 / 0,5/ (15,65-15,53) = 5,19

 =79°1^/

На основании опытных данных принимаем высоту цилиндрической части колошника равной 3 м, а высоту распара – равной 2,2 м

Определяем высоту шахты h_ш, по формуле

h_ш = H_полез – (h_г + h_з + h_к + h_р), (12)

где - H_полез – полезная высота печи;

h_г – высота горна;

h_з – высота заплечиков;

h_к – высота колошника;

h_р – высота распара.

h_ш = 32,63 – (5,88 + 3,4 + 3 + 2,2) = 18,15 м

Находим угол наклона шахты tg α, по формуле

tg α = h_ш /0,5*(D_р-D_к), (13)

где - h_ш – высота шахты, м;

D_р и D_к – диаметр распара и колошника, м.

tg α = 18,15 /0,5/ (15,65-10,17) = 6,624

α = 81°42^/

Проверяем полезный объем печи:

1. Объем горна:

V_г=3,14*15,53²/4*7,82= 1013,24 м³

2. Объем заплечиков:

V_з=1/3*3,14*3,4*(7,825²+7,825*7,765+7,765²) = 488,69 м³

3. Объем распара:

V_р=3,14*15,65²/4*2,2=362,98 м³

4. Объем шахты:

V_ш=1/3*3,14*18,15*(7,825²+7,825*5,085+5,085²) =2110,3 м³

5. Объем колошника:

V_к=3,14*10,17²/4*3=223,57 м³

6. Полезный объем:

V_полез=2110,3+223,57+1013,24+362,98+488,69= 4198,78 м³