Расчет размеров профиля доменной печи

 

 

Расчет размеров профиля доменной печи проведен по методу М. А. Павлова [2].

Метод М. А. Павлова, основан на применении эмпирических данных о работе доменных печей с разными профилями.

В работе предусмотрен проект доменного цеха в составе двух доменных печей полезным обьемом 3200 м³.

Для оценки производительности доменных печей различного объема применяют показатель - коэффициент полезного объема, представляющий собой отношение полезного объема печи к его среднесуточной производительности:

КИПО = , м³сут/т

В расчетах принято значение КИПО 0,6 м³сут/т. 

 

 

Р_сут = V_пол/ КИПО

                                                                    Р_сут=3200/0,6=5333,3 _тон         

 

В доменном цехе запланирована установить две доменной печи, таким оброзом суточная производительность цеха составит 5333,3^.2=10666,6 тонн.

 Годовой производительности доменного цеха 3,8 млн.т необходимо построить две доменные печи полезным объемом 3200м³.

 

Полезную высоту принимаем равной 32,13 м, полную 35,29 м. Суточная производительность доменной печи составляет 5333,3 т чугуна.

Для определения диаметра распара в зависимости от полезного объема и принятой полной высоты печи М. А. Павлов рекомендует формулу:

 

                                   V_пол = k D_p²H_п, м³                                                (2.1)

 

где: k - коэффициент учитывающий отклонение профиля печи от цилиндрического и изменяющийся для печей современного профиля от 0,52 до 0,54;

  D_p - диаметр распара, м;

  H_п – полная высота печи, м.

 

Из формулы 2.1 определим диаметр распара, принимая коэффициент k равным 0,54:

D_p =  = 12,96 м

 

Принимаем относительный расход кокса 0,57 т на 1 т чугуна. Расход

кокса составит:

 

К = 5333,3^. 0,57 = 3040 т/сут.

 

Зная суточный расход кокса К, выбирают соответствующую ему интенсивность сгорания кокса i_г, пользуясь рекомендуемыми М. А. Павловым соотношениями приведенными в таблице 2.1.

 

 

Таблица 2.1 – Рекомендуемые соотношения суточного расхода кокса и интенсивности сгорания коса   

                                                         

К, т/сут	iг, т/(м2. сут)	К, т/сут	iг, т/(м2. сут)
550 – 650	19,2	950 – 1100	22,8
650 – 800	20,4	1100 – 1250	24,0
800 – 950	21,6	> 1250	26,4

 

 

       Принимая по суточному расходу кокса рекомендуемую М. А. Павловым интенсивность сгорания кокса на 1 м² сечения горна 26,4 т/(м^2. сут), определяем площадь горна:

 

                               S = К/I_к, м²                                                     (2.2)

 

где К – суточный расход кокса;

  I_к – интенсивность горения кокса.

 

S = 3040 / 26,4 = 115,15 м²

 

Определяем диаметр горна:

 

                                         d_г = , м                                            (2.3)

 

где S – площадь сечения горна, м².

 

d_г = = 12,11 м

 

Диаметр колошника определим из соотношения d_к: D_p = 0,67: 0,75. Принимаем это соотношение равным 0,67 тогда

 

d_к =12,11^. 0,67 = 8,11 м.

Высоту горна определим из условия, что на 1 т суточной выплавки чугуна необходимо 0,062 м³ объема горна, что вполне достаточно при частых выпусках чугуна:

 

                                    h_г = Р∙V_г/S, м                                                                             (2.4)

 

где Р – суточная производительность (для современных доменных печей она составляет 0,05 – 0,07);

V_г – объем горна, м³;

S – площадь сечения горна, м².

 

h_г = (5333,3 ^. 0,062) / 115,15 = 2,87 м.

 

На основании опытных данных принимаем высоту заплечиков равной 3,4 м. Определяем угол наклона заплечиков:

 

                                                                                  (2.5)

 

где h_з – высота заплечиков, м;

D_p – диаметр распара, м;

  d_г – диаметр горна, м.

 

tg β =  = 8;         β = 82⁰87^'

 

На основании опытных данных высоту цилиндрической части колошника принимаем равной 2.99 м, а высоту распара - равной 2,3 м.

Определяем высоту шахты:

 

h_ш = 32,13 - (2.87 + 3.4 + 2,99 + 2,3) = 20,57 м.

 

Находим угол наклона шахты:

 

                                                                            (2.6)

 

где h_ш – высота шахты, м;

D_p – диаметр распара, м;

d_к – диаметр колошника, м.

 

tg α =  = 8.48;   α = 83⁰27^'

Проверяем полезный объем печи:

а) объем горна:

V_г = 2.87 = 350.4 м³;

 

б) объем заплечиков:

 

V_з = 3,14 ^. 3,4 (6,5² + 6,5 ^. 6 + 6²) = 456 м³;

 

в) объем распара:     

                                  V_р =  = 303 м³;

 

г) объем шахты:

V_ш = (6,5² + 6,5 ^. 4 + 4²) = 1935 м³;

 

д) объем колошника:

V_к =  = 165 м³;

 

е) общий полезный объем:

 

V_Пол = 350.4 + 456 + 303 + 1935 + 165 = 3209.4 м³~3200 м³.

 

Анализ рассчитанных размеров профиля доменной печи методом М. А. Павлова показал близкие результаты в сравнении с размерами профиля типовой доменной печи того же объема [2].