Расчет основных параметров пространства печи

Рабочее пространство электродуговой печи, в большинстве случаев, представляет усеченный конус, обращенный вниз меньшим основанием, к которому добавлен шаровой сегмент с уклоном конической части к горизонту 45 градусов.Такая форма обеспечивает ускоренное расплавление шихты и качественную заправку футеровки в процессе эксплуатации. Схема рабочего пространства приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Схема рабочего пространства печи

Объем электродуговой печи - 60 т, футеровка - кислая.

Плотность жидкой стали принимаем 7010 кг/м³

2.1 Определение объема жидкого металла производится по зависимости:

(2.1)

где Q-емкость печи, т;

- плотность жидкой стали(6900-7200 кг/м³).

Принимаем плотность жидкой стали 7060кг/м³.

2.2 Определение объема жидкого шлака

Для технологического процесса ведения плавки количество жидкого шлака составляет 15% от объема металла.

(2.2)

Для заданных условий задачи принимаем количество шлака 10% от объема металла:

2.3 Определение объема ванны до порога рабочего окна

(2.3)

2.4Определение диаметра ванны на уровне порога завалочного окна

Форма ванны принимается сфероконической с наклоном откосов ванны 45°. При таких условиях соотношения между объемом и диаметром поверхности ванны определяется уравнением:

(2.4)

Откуда:

(2.5)

2.5 Определение глубины ванны

Рациональную глубину ванны, в зависимости от емкости печи, определяют по уравнению:

(2.6)

где А- коэффициент, составляющий для основных печей 0, 31-0, 345, а для кислых печей 0, 38.

Аналогично глубину ванны можно определить через диаметр ее поверхности по зависимости:

(2.7)

Определяем глубину ванны по зависимости (2.7):

2.6 Определение высоты сферической (h₁) и конеческой (h₂) частей ванны

Принято на действующих печах эти параметры определять в зависимости от глубины ванны:

(2.8)

2.7 Определение диаметра сферической части ванны

Можно определить графически, исходя из угла наклона 45^°.Тождественно можно определить по зависимости:

(2.9)

2.8 Превышение уровня откосов над уровнем порога завалочного окна

Превышение уровня откосов над уровнем порога завалочного окна(Δ Η) определяют из соотношения

(2.10)

2.9 Определение высоты свободного пространства печи

Величину этого параметра можно определить по уравнению:

(2.11)

2.10 Определение высоты конической части стен печи

Высоту конической части стен печи определяем по формуле:

(2.12)

2.11 Определение диаметра рабочего пространства на уровне верха откосов

Диаметра рабочего пространства на уровне верха откосов определяем из выражения

(2.13)

2.12 Определение диаметра рабочего пространства на уровне пят свода

Диаметр рабочего пространства на уровне пят свода определяем по формуле:

(2.14)

где α - угол наклона к вертикали стен печи. α =45°.

2.13 Определение высоты стрелы свода

Для магнезитохромитового свода высота стрелы свода:

(2.14)

2.14 Определение диаметра кожуха печи на уровне верха рабочего пространства

Диаметр кожуха печи на уровне верха рабочего пространства определяем по формуле:

(2.15)

где - толщина футеровки стен на том же уровне.