125633 (Конструкция, методика расчёта мартеновских печей черной металлургии), страница 3

2. Топливо – смешанный газ (коксовый и доменный); средняя теплотворная способность за плавку – 2300 ккал/м3;

3. Печь работает скрап-рудным процессом при расходе 65% жидкого чугуна и 35 % скрапа.

4. Выход годных слитков 99,5 % от веса чугуна и скрапа.

5. Печь оборудована магнезитохромитовым сводом.

Годовая производительность печи составляет 230 тыс. т. слитков в год. Среднесуточная производительность печи с учетом 7 % от календарного времени простоев на холодных и горячих ремонтах составит

т/сутки

Количество плавок в сутки с учетом выхода годных слитков 99,5 %

плавки

Продолжительность плавки составит

час., или 8 час. 49 мин.

Основные размеры рабочего пространства. Размеры рабочего пространства принимаются на основании опыта хорошо работающих мартеновских печей:

Площадь пода S, м2 . . . . . . . . . . . . . 77

Длина ванны L, м . . . . . . . . . . . . . . 14,5

Ширина ванны E, м . . . . . . . . . . . . . 5,3

Глубина ванны h, м . . . . . . . . . . . . . 0,95

Емкость ванны. Рассчитывается при условии вмещения до уровня порогов рабочих окон всего расплавленного металла и шлака толщиной около 50 мм. При этих условиях емкость ванны должна составить

м3.

Коэффициент емкости ванны ( ) определяется из уравнения

, ,

Тепловые нагрузки. Для печей, отапливаемых смешанным газом (коксовый и доменный), средняя за плавку удельная тепловая нагрузка обычно составляет 0,32 млн. ккал/м2 площади пода печи в час. При этих условиях средняя за плавку тепловая нагрузка составит

млн. ккал/час.

Для печей, отапливаемых высококалорийным топливом (мазут, природный газ и мазут, коксовый газ и мазут), средняя за плавку удельная тепловая нагрузка составляет около 0,38 млн. ккал/м2. Расход смешанного газа определится с учетом теплотворной способности смеси, равной 2300 ккал/м3:

м3/час.

При условии теплотворной способности коксового газа 4300 ккал/м3 и доменного 900 ккал/м3 в смеси газов будет содержаться по объему 41 % коксового и 59 % доменного газов.

Отсюда расход коксового газа при средней тепловой нагрузке составит

м3/час;

расход доменного газа

м3/час

В период завалки и части периода плавления тепловая нагрузка на печь увеличивается до максимальной, при этом коэффициент форсирования печи, по практическим данным, для 250-т печи равен 1,25.

Следовательно, максимальная тепловая нагрузка печи будет равна

млн. ккал/час

или на 1 м2 площади пода

млн. ккал/м2.час.

Расход смешанного газа в этот период определится с учетом постоянства величины расхода доменного газа, равной 6300 м3/час. Расход коксового газа составит

м3/час.

В этот период в смеси газов по объему будет содержаться приблизительно 48 % коксового 52 % доменного газов.

Расход тепла. При скрап-рудном и скрап-процессах тепловые нагрузки распределяются во время плавки приблизительно следующим образом: 70 % продолжительности плавки в печи держат среднюю тепловую нагрузку и 30 % – максимальную тепловую нагрузку. При этих условиях суммарный расход тепла на плавку составит

млн. ккал.

Удельный расход тепла на 1 т годных слитков

млн. ккал/т.

Головки и вертикальные каналы. Печь имеет головки типа Вентури и вертикальные каналы.

Шлаковики. Размеры шлаковиков рассчитываются с учетом их заполнения плавильной пылью в течение кампании работы печи по своду и количества пыли, осаждающейся в шлаковиках на 1 т выплавленной стали. Кампания работы печей по своду (хромомагнезитовой) составляет для печей до125 т не менее 700 плавок, для 185-т – 600 плавок и для 250-т и выше – 500 плавок. При работе скрап-рудным процессом без кислорода осаждается в шлаковиках 5,5 кг пыли на 1 т стали.

В 250-т печи суммарный объем шлаковиков должен составлять

,

где – число плавок за кампанию работы печи по своду;

– садка печи, т;

– коэффициент выхода годной стали;

– количество пыли, осаждающейся в шлаковиках, т/т стали;

– объемный вес пыли, равный в среднем 3 т/м3;

0,8 – коэффициент заполнения шлаковиков.

Подставляя цифровые значения, получим следующий общий объем шлаковиков:

м3.

В действительности суммарный объем шлаковиков в 250-т печи составляет

м3.

Регенераторы. Суммарная поверхность нагрева газовой и воздушной насадки должна составить

м2.

Поверхность нагрева 1 м3 насадки при размерах ячейки 157 157 мм составляет 13,2 м3/м3. Следовательно, объем пары насадок (газовой и воздушной) будет равен

м3.

Удельный объем пары насадок составляет

м3/м2.

В действительности, объем пары насадок составит, м3:

Газовой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Воздушной . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Суммарный объем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

По данным практики, 40 % отходящих газов проходит через газовую насадку и 60 % через воздушную, следовательно, соотношение объемов насадок должно приблизительно отвечать распределению продуктов горения.

Относительный объем газовой насадки составит

%.

Расчет дымовой трубы. Трубу рассчитывают при максимальной тепловой нагрузке печи с учетом сопротивлений на пути движения продуктов горения по системе печи.

Заключение

Технико-экономическая оценка работы мартеновских печей

Благодаря преимуществам, которыми мартеновский процесс отличался от других способов массового получения стали:

• большая гибкость и возможность применять его при любых масштабах производства;

• менее строгие требования к исходным материалам;

• относительная простота контроля и управления ходом плавки;

• высокое качество и широкий ассортимент выплавляемой стали;

• сравнительно небольшая стоимость передела,

он стал основным сталеплавильным процессом. Однако в связи с бурным развитием кислородно-конвертерного производства строительство мартеновских цехов практически прекратилось; относительная доля мартеновской стали непрерывно уменьшается. В 1970 в мартеновских печах выплавлено в мире ~240 млн. т стали (~40 %). Мартеновский процесс – основной потребитель стального лома (около 50 %).

Список использованных источников

1 Кривандин В.А. Металлургические печи / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. – Москва: Металлургия, 1962. – 461 с.

2 Кривандин В.А. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей – 2 том / В.А. Кривандин; профессор, доктор техн. наук. – Москва: Металлургия, 1986. – 212 с.