27

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра МЧМ

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине: «Теплотехника металлургических печей»

на тему

«Расчет регенератора мартеновской печи»

Выполнил: ст.гр.МЧМ-09-2

Проверил: ас. Кузнецов Д.Ю.

Алчевск, 2011

Содержание

Введение……………………………………………………………...….…. 3

Исходные данные ………………………………………………………….. 4

1. Удельная поверхность нагрева…………………………………………… 5

2. Количество воздуха, подсосанное насадками ....………...……………… 6

3. Состав и количество продуктов горения………………………………….. 6

4. Количество тепла, отданное насадками воздуху…………………….…... 7

5. Расчет энтальпии продуктов горения

Таблица 2.1……………………………………………….……………..…. 8

Таблица 2.2……………………………………………………….…….….. 9

6. Скорость воздуха в насадках…………………………………………...… 10

7. Коэффициенты теплоотдачи конвекцией……………………………...… 11

8.Степень черноты продуктов горения по горизонтам насадки…………… 12

9.Суммарный коэффициент теплоотдачи…………………………………….14

10. Поверхность нагрева насадок и их размеры…………………..………… 28

Список использованной литературы …………………………………………29

Рисунок 1 ……………………………………………………………….. …… 30

Рисунок 2 ……………………………………………………………...........… 31

Рисунок 3 ……………………………………………………………...........… 32

Рисунок 4 ……………………………………………………………...........… 33

Рисунок 5 ………………………………………………………….......……… 34

Рисунок 6……………………………………………………………........…… 35

Введение

Регенераторы мартеновских печей работают в условиях высоких температур и интенсивной шлаковой атаки. Температура дымовых газов на входе в регенератор составляет 1500 – 1600 , насадка нагревается до 1350 – 1400 , после насадки tд = 500 – 700 . Температура подогрева газа и воздуха 1100 – 1250 . Регенераторы позволяют возвращать в рабочее пространство более 50% тепла дымовых газов. Все регенераторы мартеновских печей выполняются в соответствии с принципом Грум-Гржимайло. Он состоит в том, что для обеспечения равномерного распределения газов по сечению насадки регенераторов, остывающие газы должны направляться сверху вниз, а нагревающиеся снизу вверх.

Регенераторы мартеновских печей выполняются однооборотными и двухоборотными. Для крупных мартеновских печей более 400 – 500 т устанавливают двухоборотные регенераторы, так как увеличение высоты насадки более 7 м сопряжено со значительными затратами, поскольку регенераторы необходимо располагать ниже уровня земли.

В однооборотных регенераторах, насадка верхние 20 рядов обычно выполняют из форстерита (высокоглиноземистый огнеупор), хорошо сопротивляющегося воздействию окислов железа, нижние – из шамота.

В однооборотных регенераторах обычно применяют насадку Сименса с размерами ячейки 150 150 мм и 180 180 мм.

Расчет регенератора одноканальной мартеновской печи для подогрева воздуха Исходные данные

Емкость печи – 300 т.

Секундный объем продуктов горения на входе в регенератор, /с:

V’п.г. = 11,0.

Состав продуктов горения на входе в насадку, %:

CO₂ =13 ,0; H₂O = 15,0; O₂ = 2,0; N₂ = 70,0.

Секундный расход подогреваемого воздуха на входе в поднасадочное пространство регенератора, /с: V’в = 5,9.

Температура подогрева воздуха на выходе из регенератора: t”_в = 1050 .

Температура воздуха начальная: t’_в = 45 .

Температура продуктов горения на входе в насадку: t’_п.г. = 1500 .

Размеры ячейки регенератора: d = 0,18 м (180 180 мм).

Толщина кирпича: м.

Ширина камеры регенератора: В = 6,2 м.

Отношение ширины насадки к её длине: .

Принять тип насадки однооборотный, состоящий из верхней форстеритовой части, выложенной по системе Каупер и нижней шамотной, выложенной по системе Сименс.

Принять, что одну треть тепла воздух получает от форстеритовой и шамотной частей.

Необходимо определить высоту насадки, в том числе её форстеритовой и шамотной частей.

Принимаем период полуцикла теплообмена:

с (0,125 ч.).

Из заданного соотношения рассчитаем длину регенератора:

м.

Тогда площадь поперечного сечения камеры составит:

.

Определяем удельное живое сечение насадки по формуле:

.

Сечение для прохода продуктов горения (воздуха):

.