Расчат геометрических размеров печи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчёт геометрических размеров печи

1. Определение геометрических параметров

Основными геометрическими параметрами ДСП являются:

1. Н_м - глубина ванны по зеркалу жидкого металла;

2. Н_в - глубина ванны до откосов печи;

3. Н_пл - высота плавильного пространства;

4. D_м - диаметр ванны по зеркалу жидкого металла;

5. D_п - диаметр ванны на уровне порога рабочего окна;

6. D_к - внутренний диаметр кожуха печи;

7. D_от - диаметр ванны на уровне откосов.

Наиболее распространенной является сфероконическая ванна с углом между образующей и осью конуса, равным 45є.

Объем ванны включает в себя объемы металла V_м, шлака V_ш и дополнительный V_д, т.е.

V_в = V_м + V_ш + V_д

Если плотность жидкого металла , а емкость печи М, т, то

мі.

Номинальную ёмкость печи принимаем равным 100 тонн, а = 7,15т/мі - плотность жидкого металла.

Диаметр зеркала жидкого металла определяется из соотношения

, мм;

где D_м - диаметр зеркала жидкого металла, мм;

V_м - объем жидкого металла, мі;

с - коэффициент, зависящий от отношения диаметра зеркала металла к глубине ванны по металлу.

Обычно коэффициент с определяется по формуле: с = 0,875 + 0,042 а, где . Для большинства печей а = 4,5…5,5, причем меньшие значения характерны для небольшой емкости и технологического процесса, не требующего тщательного рафинирования расплавленного металла в печи. При таких соотношениях с теплотехнологической точки зрения будет обеспечено и сравнительно равномерное облучение поверхности ванны от дуг и кладки печи, и более равномерный прогрев металла в объеме ванны.

Примем а = 5,5; Тогда

с = 0,875 + 0,042 5,5 = 1,106

мм = 6.008 м.

Глубина ванны по жидкому металлу:

, мм;

где - глубина ванны жидкого металла;

м.

Глубина сферического сегмента

м.

Над жидким металлом в ванне предусмотрено пространство для шлака, объем которого составляет 20% объема металла в небольших печах и 10…17% - в крупных.

, мі;

Принимаем мі.

Высота слоя шлака определяется из выражения

 мм = 0,08 м.

где 0,785 - эмпирический коэффициент;

1000 - переводной коэффициент;

Диаметр зеркала шлака:

м.

Высота конической части ванны h_к равна

, м;

м.

Тогда диаметр основания шарового сегмента находится из выражения

, м;

м.

Высота плавильного пространства принимается в пределах, приведенных в таблице 8.

Таблица 8 - Зависимость высоты плавильного пространства от диаметра зеркала жидкого металла

Емкость печи, т	Доля от
0,5…5	0,5…0,45
10…50	0,45…0,4
100…	0,38…0,34

Высоту плавильного пространства принимаем равной на основании таблице 8.

, м;

м.

Принимаем угол наклона стен 45є.

Высота наклонной части стен составляет:

, м;

м.

Высота цилиндрической части стен составит

, м;

м.

Диаметр стен определяется по формуле

, м;

где - угол наклона стен по вертикали.

м.

2. Конструкция футеровки АПК

Конструкция футеровки кроме внутреннего профиля рабочего пространства определяют материалы и толщину рабочего арматурного и теплоизоляционного слоев кладки, а также форму и размеры кожуха.

Конструкция футеровки АПК-100

Для кладки рабочего слоя АПК используем основные огнеупорные материалы.

Подина и откосы

Таблица 9 - Толщина отдельных слоев и всей футеровки подины АПК, мм

Емкость печи, т	< 12	25-50	100	200	300	400
Набивной слой, мм	100	100	150	150	160	180
Кирпичная кладка, мм	300-365	395-495	530	575	595	620
Изоляционный слой, мм	85	105	170	190	195	200
Общая толщина, мм	485-550	600-700	850	915	950	1000

Исходя из данных, приведенных в таблице 9, принимаем общую толщину подины 850 мм. Футеровка подины состоит из рабочей части и теплоизоляционного слоя.

Нижний изоляционный слой выполняем из листового асбеста толщиной 10 мм, укладываемого на металлическое днище, шамотного порошка общей толщиной 30 мм и легковесного шамота марки ШЛБ - 1,3, суммарной толщиной 105 мм (один слоя «на плашку»).

Средний огнеупорный слой выполняется из магнезита марки МУ-91 суммарной толщиной 395 мм (пять слоёв «на плашку»).

Огнеупорная набивка выполняется из магнезитового порошка со связующим в виде смеси смолы и пека толщиной 100 мм.

Стены АПК

С тем, чтобы облегчить тепловую работу и повысить стойкость футеровки, кладка стен обычно не имеет тепловой изоляции. Верх стен изнашивается меньше, поэтому он выкладывается кирпичом меньшего размера, с одним - двумя уступами.

В зависимости от емкости можно рекомендовать следующую толщину огнеупорной кладки стен (мм)

Таблица 10 - Толщина огнеупорной кладки стен ДСП

Емкость печи, т	< 12	25-50	100	200	300-400
Общая толщина на уровне откосов д1, мм	365-445	445-495	525-575	575-610	550-650
Общая толщина в верхней части д2, мм	230-300	300-365	365-415	380-450	400-470

Толщину футеровки стены на уровне откосов принимаем равной 525 мм (525 мм кирпич магнезитохромитовый марки МХСП и 30 мм засыпка зазора между кирпичной кладкой и кожухом печи крошкой из отходов кладки). Засыпка выполняет роль демпферного слоя, компенсирующего тепловое расширение кирпичной кладки стены.

При цилиндрическом кожухе целесообразно выполнение вертикальной стены уступами с постепенным уменьшением толщины стены от основания до верха стены. Исходя из стандартных размеров длины огнеупорных кирпичей 300, 380 и 230 мм, принимаем три размера толщины стены, включая слой засыпки: 525 мм в нижней части, 415 мм в средней части и 300 мм в верхней части.

Выбрав материалы и толщину огнеупорной кладки стен, определяем внутренний диаметр кожуха на уровне откосов:

, м;

м.

и его цилиндрической части:

, м;

м.

где д₁ - толщина футеровки стен на уровне откосов, м;

д₂ - толщина футеровки цилиндрической верхней части стен, м.

Кожух сваривается из листовой котельной стали. Толщина кожуха определяется:

, м;

м.

Свод

Футеровку сводов наиболее часто выполняют из прямого и небольшого количества клинового кирпича марки МХОП и в отдельных случаях из динасового кирпича.

Толщина футеровки свода соответствует длине стандартного кирпича и обычно составляет:

Таблица 11 - Толщина футеровки свода ДСП

Емкость печи, т	? 12,5	25 - 50	100
дсв, мм	230 - 300	380	380 - 460

Свод выполняется из магнезитохромитового кирпича марки МХСП длиной 420 мм без дополнительной тепловой изоляции.

Свод опирается на кожух печи и поэтому можно считать, что его диаметр примерно равняется диаметру верха кожуха, т.е.

м.

Стрела выпуклости свода зависит от материала и пролета (диаметра) свода. Из соображения строительной прочности рекомендуется:

Таблица 12 - Геометрические параметры свода в зависимости от материала футеровки

Материал свода
Магнезитовый (хромомагнезитовый)	(0,11…0,12)
Динасовый	(0,08…0,1)

Стрела выпуклости свода равна:

, м;

м.

печь футеровка металл облучение

Интенсивность облучения определяется диаметром распада электродов D_p, который задает расстояние «дуга-стенка». Поэтому задача определения рационального значения D_p сводится к выбору величины соотношения _, обеспечивающего возможно более равномерной распределение тепловой нагрузки по периметру печи и высокой стойкости футеровки стен.

Наилучшее условия при минимальном значение _. Однако возможности его уменьшения ограничиваются соображениями конструктивного характера (необходимость размещения электрододержателей, обеспечения достаточно высокой строительной прочности центральной части свода)

Таблица 13 - Величины

Емкость печи, т	12 - 50	100	200
	0,40 - 0,35	0,25	0,20

На основании данных таблицы 13 принимаем отношение:

м.

Размещено на Allbest.ru

...