Форма, размеры и объем ванны.

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1748

Оптимальной формой ванны есть усеченный конус, обращенный книзу меньшим основанием. До этого конуса снизу добавлен сегмент сферы. Такой тип ванны ДСП называют сфероконический. Угол наклона конической формы равен 45 – угол естественного откоса магнезитового порошка. Это обеспечи­вает возможность качественной очистки и заправки подины и откосов.

Эскиз ванны показан на рис.5.1 (здесь параметрами h иb обозначенорабочее окно ДСП).Этот и последующие рисунки необходимо привести в соответствующей части пояснительной записки с указанием рассчитанных или принятых размеров.

h_с – высота сферической части; h_к – высота конической части; h_м – глубина ванны по металлу; h_ш – высота слоя шлака; h_п – высота ванны от уровня порогов (шлака); h_у – глубина ванны от уровня откосов; d_с – диаметр сферической части; d_м – диаметр зеркала металла; d_п – диаметр ванны на уровне порогов; d_у – диаметр ванны на уровне откосов

Рисунок 5.1 – Форма ванны дуговой сталеплавильной печи

Размеры ванны определяют, исходя из заданной номинальной емкости печи (m, т). При плотности жидкой стали 7 т/м³ необходимый объем металли­ческой ванны будет:

5.1

Из этого уравнения трудно найти нужные параметры. Для того, чтобы из уравнения (5.1) определить размеры ванны, задаются отношением диаметра зеркала метала к его глубинеK = h_м/d_м.Эта величина для действующих печей изменяется в пределах от 3,65 до 6,5 и является одним из важнейших параметров. С увеличением К улучшаются условия рафинирования и прогрева металла по глубине ванны в периоде вос­становления. Большее значение К соответствует печам с основной футеровкой, меньше –с кислой. Нужно помнить, что с увеличением Кодновременно увели­чиваются габариты, масса, поверхность, что воспринимает тепло и тепловые потери печи, расход электрической энергии, длина токоведущих шин и элек­трические потери, снижается строительная прочностьсводы. Причем, все эти недостатки проявляются с ростом емкости печи.

Ситуацию может улучшить применение устройств для электромагнитного
перемешивание металла, продувка снизу нейтральными газами.

Для печей среднего и крупного тоннажа при получении металла электро-металлургического сортамента (двушлаковым процессом) К уменьшают до 4,5.

Для крупных ДСП с основной футеровкой при одношлаковом процессе исочетании с внепечной обработкой синтетическим шлаком, вакуумом, инертнымигазами величину К можно уменьшить до 4,0.

Для кислых ДСП, где проще сортамент и технология, величина К=4…3,5.

В нашем случае величина К задана отдельно для каждого студента. При­нимаем, что h_с=0,2 h_м, h_к=0,8 h_м, d_с=d_м–2 h_к=К h_м–1,6 h_м=h_м (К–1,6). Подставляем эти соотношение в (5.1) и решаем полученное уравнение относительно h_м. Получим:

5.2

Рассчитав значение h_м, найдем другие параметры: h_с, h_к, d_с.

Примем, что слой шлака представляет собой цилиндр диаметром d_м. Следовательно, его объем равен:

5.3

В кислых печах доля шлака (D_ш) примерно составляет 3…4%, в основных достигает 15% от массы металла. Приняв нужное значение D_ш и зная, что плотность жидкого шлака составляет примерно 3 т/м³, можно определить его объем:

5.4

Таким образом,

5.5

Низ стен на уровне шлакового пояса является одним из наиболее уязвимых участков футеровки, который определяет в значительной степени устойчивость стен. Для того, чтобы обеспечить возможность его заправки и создать дополни­тельный объем V_доп, который компенсирует увеличение V_m в процессе кипения ванны и позволяет повысить его уровень при зарастании подины, откосов и возможных перегрузках печи. Уровень откосов обычно поднимается над уровнем шлака (порога рабочего окна) на мм.

Итак, , . Зная, что угол наклона откосов составляет 45°, находим ,

Полный объем ванны составит:

	5.6
	5.7