Расчет основных геометрических размеров ДСП

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Мая 2013 в 11:47, курсовая работа

Краткое описание

Плавку стали ведут в рабочем пространстве, ограниченном сверху куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен снаружи заключена в металлический кожух. Съёмный свод может быть набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо, а может быть из водоохлаждаемых панелей, как и стенки. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены токопроводящие электроды, которые с помощью специальных механизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь обычно питается трёхфазным током, но есть печи постоянного тока. Современная мощная дуговая печь используется преимущественно как агрегат для расплавления шихты и получения жидкого полупродукта, который затем доводят до нужного состава и степени чистоты внепечной обработкой в ковше.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………4

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДСП………………5
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ФУТЕРОВКИ……………………………………………11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………..16
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………17

Прикрепленные файлы: 1 файл

РАСЧЕТ геометрии ДСП - МОЙ.docx

— 308.81 Кб (Скачать документ)

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………4

 

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДСП………………5

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ФУТЕРОВКИ……………………………………………11

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………..16

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………17


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ВВЕДЕНИЕ

Дуговая сталеплавильная  печь - электрическая печь, в которой  используется тепловой эффект электрической  дуги для плавки металлов и др. материалов.

В обозначении дуговой  сталеплавильной печи, как правило, присутствует её ёмкость в тоннах (например, ДСП-12). Диапазон печей варьируется от 0.1 до 400 тонн. Температура в ДСП может достигать 1800 °С.

Дуговая сталеплавильная  печь (ДСП) состоит из рабочей ванны (плавильного пространства), регулятора мощности дуги и вспомогательных  технологических механизмов, позволяющих  открыть (закрыть) свод печи, скачать  шлак и слить металл. Регулятор  мощности дуги представляет собой механизм перемещения электродов с приводом, управляемый программно-адаптивным регулятором электрического режима.

Плавку стали ведут  в рабочем пространстве, ограниченном сверху куполообразным сводом, снизу  сферическим подом и с боков  стенками. Огнеупорная кладка пода и стен снаружи заключена в  металлический кожух. Съёмный свод может быть набран из огнеупорных  кирпичей, опирающихся на опорное  кольцо, а может быть из водоохлаждаемых  панелей, как и стенки. Через три  симметрично расположенных в  своде отверстия в рабочее  пространство введены токопроводящие электроды, которые с помощью  специальных механизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь обычно питается трёхфазным током, но есть печи постоянного  тока. Современная мощная дуговая  печь используется преимущественно  как агрегат для расплавления шихты и получения жидкого  полупродукта, который затем доводят  до нужного состава и степени  чистоты внепечной обработкой в  ковше.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ДСП

С учетом современной технологии, предусматривающей работу дуговой  печи с завалкой большей части  металлической шихты и подвалкой  оставшейся части лома после проплавления основной части шихты, необходимый  для размещения шихты объем рабочего пространства печи уменьшается, соответственно снижаются тепловые потери и увеличивается  производительность печи в целом. Для  улучшения технико-экономических  показателей работы печи и увеличения стойкости футеровки подины и  откосов печи целесообразно при  сливе полупродукта оставлять часть  металла (15-25%) в печи, так называемое «болото».

Исходя из этого, расчет начнем с определения максимальной массы  металла в печи :

 

                                                

,                                                   (1)

 

где М – масса сливаемого металла за плавку, т;

k – коэффициент избытка металла, оставляемого в печи после слива, т.е. «болото» (k = 0,15…0,25).

 

т.

 

Из анализа геометрических размеров действующих печей выведен  стехиометрический коэффициент (А= 0,35…0,40 ), связывающий максимальную массу металла в печи ( , т.) с диаметром рабочего пространства (D, м.) на уровне панелей.

 

                                                

, т.                                                   (2)

 

Отсюда находим 

 

                                                

,
,                                                 (3)

 

.

 

Найдем максимальный объем  металла в печи:

 

                                                  

,
,                                                  (4)

 

где - плотность жидкого металла, равная 6,8…7,4 т/ .

 

.

 

Максимальный объем ванны  печи:

 

                                               

,
,                                              (5)

 

где - объем шлака;

- запас объема металла.

 

.

 

Объем шлака

 

                                      

,
,                                                   (6)

 

где b – коэффициент, учитывающий долю шлака от массы сливаемого металла, равный 0,05…0,1;

- плотность жидкого шлака,  равная 2,8…3,2 т/ .

 

.

 

Запас объема металла

 

                                          

,
,                                                 (7)

 

где k – коэффициент запаса металла.

 

.

 

Геометрический объем  ванны печи

 

                                                   

,
,                                                (8)

 

где , – объем конической и сферической частей соответственно.

Объем конической части


                                             ,                                 (9)

 


где - высота конической части принимается

 

                                                                  

,
,                                                   (10)

 

,

 

                                                                  

,
,                                                  (11)

 

,

 

(для печей емкостью  более 50 т h выбирается в интервале 1,0…2,0 м); ∆h – запас конической части, равный 0,1…0,2 м; и – диаметры верхнего и нижнего оснований конуса соответственно, м.

Диаметр верхнего основания  конуса

 

                                                

,
,                                              (12)

 

где - диаметр по верхнему краю футеровки выше откосов.

 

.

 

                                                     

,
,                                                  (13)

 

где представляет собой запас футеровки от уровня откосов до нижнего уровня панелей, обычно составляет 0,25…0,5 м.

 

.

 

Диаметр нижнего основания 

 

                                                    

,
,                                                (14)

 

.

 

.

 

Объем сферической части

 

                                               

,
,                                          (15)

 

.

 

.

 

Оценим правильность проведенных  расчетов, ошибка расчетов не должна превышать  .


                                    ,                                                (16)

 

 

Определим высоту водоохлаждаемых  панелей:

 

                                                       

,
,                                       (17)

 

где - высота рабочего пространства печи;

m - коэффициент, учитывающий соотношение между диаметром (D) и высотой (H ) рабочего пространства (m=0.5…0.65).

Высота рабочего пространства печи:

 

                                                                

,
.                                                (18)

 

.

 

.

 

Найдем полный объем рабочего пространства печи

 

                                                        

,
                                             (19)

 

где  - объем между нижним и верхним уровнями панелей.

 

                                                        

,
,                                              (20)

 

.

 

- объем между верхним уровнем  откосов и нижним уровнем панелей.


                                                          , ,                                            (21)

 

.

 

 

Проведем сравнительную  оценку расчетов объема рабочего пространства печи (V) с объемом загружаемых в печь шихтовых материалов, максимальным из которых является объем лома ( ). Поскольку загрузка осуществляется в два приема, то наибольшим будет объем первой загрузки Разница в объемахне должна превышать 5 %,

 

                                            

,                                          (22)

 

где - коэффициент заполнения печи, равный 0,85…0,95.

Определим полный объем лома:

 

                                                         

,
,                                                   (23)

 

,

 

где  - насыпная плотность лома.

Найдем объем лома первой загрузки:

 

                                                         

,
,                                                  (24)

 

.

 

                                                          

,
,                                                 (25)

 

,

 

где и - доля лома первой и второй загрузок соответственно. Типичные значения = 0,6…0,7 и = 0,3…0,4.

 


не превышает 5%.

 

 

Для определения размеров футерованного свода – диаметра ( ) и выпуклости ( ) необходимо предварительно рассчитать диаметр электрода ( ), зависящий от полной мощности (S, Вт) трансформатора печи.

Найдем диаметр электрода:

 

                                                         

,
,                                                  (26)

 

где - плотность тока электрода, равная ;

- электрический ток во вторичной  цепи трансформатора.

 

Электрический ток во вторичной  цепи:

 

                                                         

,
,                                              (27)

 

где - максимальное линейное напряжение во вторичной цепи

трансформатора ( ).

 

,

 

.

 

После этого можно определить диаметр свода:

 

                                            

,
,                                             (28)

 

где - диаметр распада электродов,

 

                                                      

,
,                                                 (29)

Информация о работе Расчет основных геометрических размеров ДСП