Производство чугуна

 м

а высота двух подач составит величину примерно 1,5 м.

Наконец, необходимо учесть так называемый «уровень засыпи» - расстояние от кромки большого конуса в опущенном  состоянии до уровня шихты в печи. Уровень засыпи составляет обычно 1,5 – 1,7 м. Высота цилиндрической части колошника будет равна:

 м

Объём распара определяется путём суммирования объёмов горна ( ), заплечиков ( ), шахты ( ), цилиндрической части колошника ( ) и вычитанием этой суммы из заданного полезного объёма печи ( ).

Находим объёмы элементов  профиля проектируемой печи:

 м³

 м³

 м³

 м³

Объём распара ( ) будет равен:

   (2.9)

Для приводимого  численного примера объём распара  составит:

 м³.

Тогда при найденном  ранее диаметре распара 10 м его высота будет равна:

 м.

Уточним полезную высоту доменной печи ( ) путём суммирования высотных размеров горна, заплечиков, распара, шахты и колошника:

 м.

Высота «мёртвого  слоя» ( ) для печей объёмом 1719 – 5580 м³ обычно равна 1,1 – 1,7 м.

Результаты  расчёта профиля проектируемой  печи представлены в таблице 2.2.

ТАБЛИЦА 2.2

Основные размеры  доменной печи объёмом 2700 м³

 

Размеры профиля	Значение
Высота, мм полезная  горна заплечиков распара шахты колошника «мёртвого слоя»	28350 3000 3500 850 18000 3000 1500
Диаметр, мм горна распара колошника	8700 10000 6700
Углы наклона стен заплечиков наклона стен шахты
Величина отношения :D :D D:	2,79 0,67 1,14

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОГО КОЛИЧЕСТВА БУНКЕРОВ И ИХ ЁМКОСТИ ДЛЯ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

 

Доменная печь потребляет большое количество агломерата, окатышей, кокса и добавок (флюсов, руды, металлодобавок). Указанные материалы хранятся в бункерах эстакады, где создаётся оперативный запас сырья для бесперебойной работы печи.

Для определения  количества бункеров на бункерной эстакаде и их ёмкости  необходимо знать производительность доменной печи, удельные расходы материалов на получение чугуна, а также нормативные запасы шихтовых материалов.

Определим потребное  количество бункеров и их ёмкость для доменной печи полезным объёмом 1719 м³.

Данные необходимые  для расчёта:

- суточная производительность  доменной печи 1915,5 т/сутки,

- удельный расход  кокса – 0,45 т/т чугуна,

- удельный расход  агломерата – 0,6 т/т чугуна,

- удельный расход  окатышей – 0,4 т/т чугуна.

При указанных  исходных данных часовой расход материалов будет равен:

агломерата  – 1915,5*0,6:24=47,88 т/ч,

окатышей – 1915,5*0,4:24=31,9 т/ч,

кокса – 1915,5*0,45:24=35,9 т/ч.

Примем нормативные  запасы шихтовых материалов в бункерах:

агломерат – 6 ч,

окатыши – 12 ч,

кокс – 6 ч.

Нормативные запасы сырья в бункерах доменной печи для  приводимого примера будут равны:

агломерата  – 47,88*6=286,8 т,

окатышей – 31,9*12=382,8 т,

кокса – 35,9*6=215,4 т.

Полученные  данные скорректируем на отсев мелочи из кокса и железорудных материалов, на вынос материалов с колошниковым газом и с учётом потерь чугуна со скрапом и шлаком.

Потери материала	Доли ед.
отсев мелочи кокса	0,06
отсев мелочи в  агломерате	0,05
отсев в окатышах	0,02
вынос агломерата с колошниковым газом	0,005
вынос окатышей с колошниковым газом	0,005
вынос кокса  с колошниковым газом	0,005
потери чугуна со шлаком	0,007

 

С учётом приведённых  потерь нормативный запас материалов в бункерах будет составлять:

агломерата  – 286,8*(1+0,05)*(1+0,005)*(1+0,005)=304,15 т,

окатышей – 382,8*(1+0,02)*(1+0,005)*(1+0,005)=394,3 т,

кокса – 215,4*(1+0,006)*(1+0,005)*(1+0,005)=218,8 т.

Для определения  ёмкости бункеров необходимо выразить нормативные запасы сырья в объёмном виде. Для этого нужно знать  насыпные массы шихтовых материалов:

насыпная масса агломерата – 1,7 т/м³,

насыпная масса  окатышей – 1,8 т/м³,

насыпная масса  кокса – 0,45 т/м³.

С учётом этого нормативный запас сырья в бункерах в объёмном выражении будет равен:

агломерата  – 304,15 : 1,7=178,9 м³,

окатышей – 394,3 : 1,8=219,05 м³,

кокса – 218,8 : 0,45=486,2 м³.

Обычно ёмкость  бункеров для железорудных материалов составляет               90 – 100 м³, а объём коксовых бункеров достигает для мощных печей 650 м³ и более.

Число бункеров определяется не только максимальной ёмкостью бункера, но и принимаемой системой шихтоподачи.

Для доменных печей  полезным объёмом 1719 м³ часто применяется  шихтоподача вагон-весами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОДЪЁМНИКОВ ШИХТЫ  НА КОЛОШНИК ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

 

В настоящее  время существует два основных вида колошникового подъёма: скиповый и  конвейерный. Первый из них применяется  для доменных печей, имеющих полезный объём до 3200 м³. Подача шихты  на колошник печи скипами вследствие ограниченной его ёмкости и производительности не может быть установлена на печах большой мощности. Вследствие этого для печей объёмом  5000 м³ и более разработана конвейерная подача шихты на колошник доменной печи.

Для проектируемой  печи, в соответствии с вышесказанным, будет установлена подача шихты  на колошник скипами.

Определим производительность скипового подъёмника для проектируемой  печи объёмом 1719 м³.

Данные, необходимые  для расчёта:

- суточная производительность доменной печи – 1915,5 т/сутки,

- удельный расход кокса – 0,45 т/т,

- число скипов в подаче – 4 (из них 2 скипа с железорудным материалом и 2 скипа с коксом).

Зная суточную производительность печи (Р) и удельный расход кокса (к), определяется суточный расход кокса (К):

К=Р*к    (4.1)

Для приводимого  примера это составит:

К=1915,5*0,45=861,9 т.

Если вместимость  скипа по коксу составляет величину , то количество скипов в сутки ( )с этим материалом будет равно:

    (4.2)

Ёмкость скипа ( ) зависит от полезного объёма доменной печи ( ) и для приближённых ориентировочных расчётов может быть определена из простого выражения:

   (4.3)

Для проектируемой  печи объём скипа будет равен:

 м³.

Следует иметь  в виду, что в стране в зависимости  от объёма печи геометрическая ёмкость  скипов унифицирована и составляет: 8,0; 10,0; 13,0 и 20,0 м³. Следует иметь в виду также, что полезная ёмкость скипа меньше геометрической ( ) и равна (0,8 – 0,85) от .

Таким образом, при насыпной массе кокса, равной 0,45 т/м³, грузоподъёмность скипа (его вместимость - ) будет равна:

 т.

Тогда количество скипов для загрузки печи коксом в  сутки составит:

Поскольку подача включает и железорудную часть шихты, и число скипов с этим материалом - , то общее число скипов для загрузки печи будет равно 804.

Время подъёма  одного скипа определяется из выражения:

 (4.4)

где - коэффициент времени работы скипового подъёмника (равен 0,60 – 0,65), - коэффициент загруженности, учитывающий возможность увеличения производительности печи (принимается равным 0,7).

Для нашего примера время  подъёма скипа будет равно:

 с.

Представленный  расчёт времени подъёма скипа  не характеризует в полной мере производительность скипового подъёмника, поскольку  скиповый подъёмник работает в последовательной связи с другими механизмами  подъёмника и время подъёма скипа  к колошнику – это лишь небольшая часть времени набора и загрузки полной подачи.

Определим время, необходимое для набора одной  подачи.

Принимаем величину коксовой подачи = 6 тонн.

Выход чугуна из подачи ( ) находится из выражения :

   (4.5)

что для приводимого  примера составит:

 т/под.

В этом случае при  суточной производительности печи 5633,8 т количество подач в сутки (n) будет равно:

n=1915,5 : 13,3 = 144 подачи/сутки.

С учётом запаса производительности скипового подъёмника в 40% (обычно составляет 40 – 50%) проектируемая  система шихтоподачи должна обеспечить загрузку в печь большего числа подач:

n=144 * (1+0,4) = 201,6 подачи/сутки,

что составляет, примерно 8 подач в час. Тогда время, отводимое для загрузки в печь одной подачи, составит:

= 60 : 8 = 7,5 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫБОР ВОЗДУХОДУВНОЙ МАШИНЫ

 

Для осуществления  доменного процесса необходима подача в печь большого количества дутья с высоким избыточным давлением. Подача дутья в печь производится воздуходувными машинами, выбор которых делается на основе выполненных ранее материальных балансов доменной плавки. Категорически запрещён выбор воздуходувной машины по её паспортным данным.

Произведём  расчёт воздуходувной машины для  проектируемой печи объёмом 1719 м³.

Данные, необходимые  для расчёта:

- удельный расход  дутья – 1414 м³/т чугуна,

- суточная производительность  доменной печи – 1915,5 т,

- предполагаемое  давление колошникового газа – 250 кПа,

- полезная высота  ДП – 28,35 м,

- уровень засыпи  – 3,5 м.

Исходя из удельного  расхода дутья и суточной производительности печи, минутный расход дутья составит:

 = (1414*1915,5) : (24*60) = 1880,9 м³/мин.

Потери дутья  по тракту от воздуходувной машины до доменной печи принимаем равными 5%, тогда с учётом потерь дутья  по тракту потребное количество дутья  будет равно:

= 1880,9*(1+0,05) = 1974,9 м³/мин.

Помимо расчётного объёмного расхода дутья воздуходувная машина должна обеспечить избыточное давление, необходимое для преодоления сопротивления воздухоподводящего тракта ( ), столба шихты ( ) и избыточного давления газа на колошнике печи ( ). Таким образом, давление дутья ( ), развиваемое воздуходувной машиной, определяется их выражения:

  (5.1)

Сопротивление дутья на тракте подвода его к  воздушным фурмам печи ( ) составляет обычно 20 – 40 кПа, а давление газа на колошнике ( ) в настоящее время на доменных печах большого объёма (свыше 2000 м³) достигает 240 – 295 кПа.

Примем  = 30 кПа, = 250 кПа.

Что касается сопротивления  газу со стороны столба шихтовых материалов ( ), то в настоящее время численное значение этой величины не поддаётся расчёту и для инженерных расчётов рекомендуется следующее выражение:

   (5.2)

где - сопротивление 1 м столба шихты потоку газа, кПа/м;

      - высота столба шихты в печи, м.

Значение    для реальных шихтовых материалов принимает значение      5 – 7 кПа/м.

Высота столба шихты в печи может быть определена из выражения: