2.2. Расчет вертикальной стены под уровнем расплава

Определяем материал и толщину рабочего слоя ограждения с учетом заданной основности расплава О = 1,3. Согласно табл. 3.8[1] расплав является средним. Температура внутренней поверхности рабочего слоя равна температуре расплава , высота стены 3,38м. По данным табл. 3.7[1] выбираем из табл. 8.3[2] форстеритовый огнеупор со следующими рабочими свойствами:

Толщина рабочего слоя по данным табл. 3.14[1] равна 0,345м.

По табл. 3.14[1] определяем плотность теплового потока от наружной поверхности нижней части стен в окружающую среду при t_cт1=70ºС:

Определяем температуру наружной поверхности рабочего слоя.

Задаемся приближенным значением . Тогда

Уточняем значение :

Сопоставляем расчетное значение с принятым значением :

Так как относительная погрешность расчета больше допустимой (5%), то проводим новую итерацию, положив :

Сопоставляем последующее приближение с предыдущим :

Окончательно принимаем:

Перед выбором материала второго слоя, учитываем, что суммарная толщина нижней части стены не может быть меньше суммарной толщины ее верхней части. По табл. 3.10[1] и приложению 14 [1] устанавливаем шамотный легковес ШЛ-0,9 со следующими рабочими свойствами:

Принимаем толщину второго слоя и определяем температуру его наружной поверхности. Задаем приближенное значение температуры и определяем соответствующее ей значение коэффициента теплопроводности

Уточняем значение Т₂:

=

Относительная погрешность расчета:

Сопоставляем последующее приближение с предыдущим :

Сопоставляем последующее приближение с предыдущим :

Окончательно принимаем:

В качестве материала третьего слоя по приложению 15 [1] принимаем к установке асбузурит

мастичныйсо следующими свойствами:

Определяем толщину слоя:

Проверяем правильность расчета, определяя значение плотности теплового потока, переносимого через сконструированную многослойную стенку в окружающую среду:

;

Проверяем степень расхождения с принятым в расчетах значением q:

Суммарная толщина вертикальной стены под уровнем расплава:

3. Расчет свода

Так как свод копильника – подвесной и внутренняя поверхность рабочего слоя свода контактирует с кислой (n = 1,15) газовой средой, по приложению 13[1] и табл. 3.7[1] целесообразно выбрать периклазохромитовый огнеупор с температурой начала деформации под нагрузкой , коэффициентом теплопроводности , и предельной рабочей температурой

Из конструкционных соображений принимаем .

По табл. 3.13[1] определяем плотность теплового потока от наружной поверхности свода в окружающую среду при :

=5380 Вт/м²

Находим температуру наружной поверхности рабочего слоя Т₁, приняв . Тогда

Определяем уточненное значение

= =823,79 ºС

Сопоставляем расчетное значение с принятым значением :

Так как относительная погрешность расчета больше допустимой (5%), то проводим новую итерацию, положив :

Сопоставляем последующее приближение с предыдущим :

Проводим новую итерацию, приняв :

Окончательно принимаем:

По таблице 9.2.[2] выбираю в качестве теплоизоляционного слоя диатомитоваю засыпка

со следующими рабочими свойствами:

= 900ºС

Определяем толщину слоя теплоизоляции:

=0,013 м

Проверяем правильность расчета, определяя значение плотности теплового потока, переносимого через сконструированный двухслойный свод в окружающую среду:

;

Проверяем степень расхождения с принятым в расчетах значением q:

Суммарная толщина свода: