ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИЯ ВИПЛАВКИ В ДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ

Выполнил:

студент гр. МЕ03-10 Иванов И.И.

Проверил:

доц. каф ТМП и ЗХ Мешалкин А.П.

Днепропетровск

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДСП

1.1 Описание дуговой сталеплавильной печи

1.2 Шихтовые материалы

1.3 Периоды плавки стали в основной печи

2 РАСЧЁТ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ДСП

3 РАСЧЁТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Рекомендованная литература

1. Гудим Ю.А. Производство стали в дуговых печах: конструкции, технология, материалы: монография / Ю.А.Гудим, И.Ю.Зинуров, А.Д.Киселев. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - 547 с.

2. Поволоцкий Д.Я. Основы технологии производства стали: Плавка и внепечная обработка: Учебн. пособ..-2-е изд.,испр. и доп.-Челябинск: ЮУрГУ,2004.-192 c.

3. Бигеев А.М. Металлургия стали. – Магнитогорск: МГТУ, 2000. – 644 с.

4. Григорян В.А. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. – М.:Металлургия, 1987. – 272 с.

5. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. – М: Мир, 2003. -528 с.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

3. Рассчитать материальный баланс выплавки стали 08 в шахтной дуговой печи.

Таблица 1

Химический состав стали марки 08

Таблица 2

Химический состав полупродукта на выпуске из ДСП, %

Завалка печи состоит: 73 % - лом, 17% - чугун, 10% - металл от предыдущей плавки. В период плавления присаживаются дополнительные (шлакообразующие) материалы: известь 2% от общей массы шихтовых материалов и доломит 0,7% от общей массы шихтовых материалов. Кратность шлака (количество шлака, выраженное в процентах от массы металла) от предыдущей плавки в период плавления составляет 2%.

Таблица 3

Химический состав шихтовых материалов, %

Таблица 4

Химический состав шлакообразующих материалов, %

Таблица 5

Химический состав шлака предыдущей плавки, %

2. РАСЧЁТ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ДСП

2.1. Основные параметры рабочего пространства.

Число важнейших геометрических параметров рабочего пространства ДСП, в значительной мере определяющих её эксплуатационные характеристики и технико-экономические показатели плавки, относятся: форма и соотношение основных размеров ванны (главным образом отношение диаметра зеркала металлической ванны к её глубине), диаметр распада электродов, профиль огнеупорной кладки стен и конфигурация кожуха печи, высота расположения свода над уровнем откосов.

2.2. Форма и размеры ванны ДСП

При проектировании ДСП с традиционной схемой выпуска плав­ки обычно пранимают сфероконическую форму ванны (рис.1) с углом конической части (откосов) 45°. Угол 45° близок к углу естественного откоса магензитового порошка, что обеспечивает возможность качественной заправки печи. При сифонном, донном или эркерном выпуске ванна большегрузных высокомощных печей может иметь сфероцилиндрическую форму. Имеются сведения и об эксплуатации высокомощных печей с донным выпуском и плоской подиной.

Рис.1. Эскиз ванны сфероконической формы и обозначения, принятые в тексте.

Для определения размеров ванны задаются величиной отношения диаметра зеркала металла к его глубине (dm: hm) и высотой сферического сегмента (hс) от суммарной глубины металлической ванны (hm).

Остальные размеры пода ДСП:

h_к – высота конической части до уровня зеркала металла;

h_м – глубина ванны по металлу;

h_ш – высота слоя шлака;

h_п – глубина ванны от уровня порога рабочего окна;

h₀ – глубина ванны от верхнего уровня откосов;

d_c – диаметр сферической части ванны;

d_m – диаметр зеркала металла;

d_ш – диаметр ванны на уровне шлака (зеркала шлака);

d_п – диаметр ванны на уровне порога рабочего окна;

d₀ –диаметр ванны на верхнем уровне откосов.

Отношение d_m: h_m является основным параметром ванны, который в значительной степени определяет технологические и эксплуатационные характеристики ДСП. Для действующих печей с основной футеровкой его величина в большинстве случаев изменяется в пределах от 5 до 6,5. В то же время, судя по результатам теоретического анализа, тепловое сопротивление ванны резко возрастает лишь при d_m: h_m < 4,5÷4,0.

Рекомендуется принимать исходную величину dm: hm в пределах 5,5 – 5,0, а для большегрузых ДСП, ориентированных на производство стали одношлаковым процессом и его сочетания с внепечной обработкой металла уменьшить её до 5,0–4,5 (с целью увеличения расстояния «дуга–стенка», снижения тепловой напряженности и повышения стойкости футеровки основания стен, для большегрузых ДСП, работающих на металлизированных материалах рекомендуется увеличивать d_m: h_m до 5,5 – 6,0).

В печах с кислой футеровкой, где удельная поверхность раздела металл-шлак вследствие особенностей процесса не имеет такого большого значения, как в основных, это соотношение находится в пределах 3,5–4,0.

Глубину сферического сегмента (h_c) принимаем равной 20–25 % от глубины ванны по металлу (h_m). Наиболее часто величина h_с берётся равной 0,2, а h_к = 0,8 hm.

Пример расчета

Емкость печи:

m = 50 т

Постоянный параметр

d_М: h_М = а = 5

Объем металлической ванны

V_M = 0,14m = 0,14×50 = 7 м³

Диаметр зеркала металла

С = 1740 + 88 а = 1740 + 88 ∙ 5 = 2180

d_М = С ³√ V_M =2180 ³√ 7 = 4170 мм

Глубина ванны по металлу

h_M = d_М / а = 834 мм

Высота слоя шлака

V_Ш = 0,07m / 3,25 = 1,1 м³

h_Ш = (1000 ∙ 1,1) / (0,785 ∙ 4,17²) = 80,6 мм

Полная глубина ванны

Δh = 70 мм

h₀ = h_М + h_Ш + Δh = 922 мм

Диаметр ванны на уровне откосов

d₀ = d_М + 2h_Ш + 2Δh = 4472 мм

Полный объем ванны

V_В = V_M + V_Ш + V_Д

V_Д = 17,3V_М /100 = 1,2 м³

V_В = 7 + 1,1 + 1,2 = 9,3 м³

2.3. Диаметр распада электродов

При определенном значении d₀ интенсивность облучения и скорость разрушения футеровки стен при прочих равных условиях определяется диаметром распада электродов (d_Р). Поэтому задача определения рационального значения d­_Р в основном сводится к выбору величины соотношения d_Р: d₀, обеспечивающего возможно более рав­номерное распределение тепловой нагрузки по периметру печи, максимальную равностойкость и высокую стойкость футеровки стен.

С этой позиции наилучшие условия будут иметь место при минимальном значении d_Р: d₀. Однако возможности его уменьшения ограничиваются соображениями конструктивного характера.

Теоретически определено, что при проектировании печей небольшой или средней ёмкости соотношение d_Р: d₀ соответственно равно 0,35–0,40 и 0,25–0,30.

d_Р = 0,25d₀ = 0,25∙4472 = 1118 мм

2.4. Форма и размеры плавильного пространства.

Для достижения высоких эксплуатационных характери­стик ДСП необходимо обеспечить благоприятные тепловые условия службы футеровки при возможно более полном использовании мощ­ности установки. Поэтому задача определения рациональных формы и размеров плавильного пространства ДСП сводится к исследо­ванию распределения плотности теплового потока, падающего на различные участки внутренней поверхности стен и свода печи, и расчету профиля стен и высоты свода, обеспечивающих при запроектированных значениях диаметра плавильного пространства на уровне откосов в диаметра распада электродов возможно более равномерное рас­пределение тепловой нагрузки, высокую стойкость футеровки и максимальную равностойкость всех участков огнеупорной кладки.

Максимальную тепловую нагрузку воспринимает футеровка основания стен (горячего пояса). Поэтому низ стен печей средней ёмкости и крупных около 0,15 d₀ выполняют ступенями, образующими угол наклона a = 20÷30°.

Диаметр цилиндрической части плавильного пространства рассчитывается исходя из угла наклона основания стен и высоты этой конической части по формуле

d_ПП = d₀ + 2H_К × tga

H_К = 0,07d₀ = 313 мм

α = 25 град

d_ПП = 4472 + 2∙313∙tg25° = 4764 мм

Высота плавильного пространства

Н_СТ =0,425d₀ = 1900 мм

Диаметр свода

Д_К = 1,65m^0,301 = 6 м

Д_СВ ≈ Д_К = 6 м

Стрела

h_СТР = ¹/₇ Д_СВ = 429 мм

Высота свода

Н_СВ = Н_СТ + h_СТР = 1900 + 429 = 2329 мм

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: