СодержаниеЗадание 3Введение 4
1 Конструкция мартеновских печей 5
1.1 Верхнее строение печи 6
1.2 Нижнее строение печи 9
1.3 Кладка мартеновской печи 9
2 Тепловаяработа мартеновской печи 10
2.1 Периодзаправки печи 12
2.2 Периодзавалки 12
2.3 Периоднагрева 12
2.4 Периодплавления металлической части шихты 13
2.5 Периоддоводки 14
3 Методикарасчета 14
Заключение 18
Список использованных источников 19
Введение
Все промышленные печи, всоответствии с характером их работы, могут быть разделены на три основныегруппы: электрические, шахтные и пламенные.
В электрических печахисточником тепла является электроэнергия. В этих печах, так же как и впламенных, только часть рабочего пространства занята садкой. Большая же частьрабочего пространства занята раскаленным воздухом или специальной атмосферой.
В шахтных печах весьобъем рабочего пространства заполнен материалами в виде кусков, а раскаленныегазы проходят через эти материалы. К таким относятся доменные печи, вагранки.
Пламенные печи отличаютсятем, что в них, во-первых, источником тепла является сгорающее топливо и,во-вторых, только небольшая часть рабочего пространства занята металлом, аостальная, большая часть рабочего пространства, занята пламенем илираскаленными продуктами сгорания топлива. Примером таких печей могут служитьметодические, мартеновские и другие.
В черной металлургииосновным сталеплавильным агрегатом является мартеновская печь. Мартеновскаяпечь служит для получения стали заданного состава из металлической шихты,загружаемой в печь.
В настоящее времядействуют мартеновские печи разнообразных конструкций; они различаются взависимости от емкости печи, вида процесса и применяемого топлива. Наибольшеераспространение получили мартеновские печи емкостью 200 – 600 тонн, работающиена шихте, состоящей из 55 – 60 %жидкого чугуна и 45 – 40 % стального скрапа.Для окислении примесей чугуна и образования шлака в шихту вводится 3 – 8 %железной руды (от массы металлической шихты) и 4 – 7 % известняка. Печиработают на газомазутном или газовом отоплении с использованием кислорода дляинтенсификации процесса.
Мартеновская печь состоитиз следующих элементов: рабочего пространства, головок и вертикальных каналов,шлаковиков, регенераторов, боровов, системы перекидных устройств,котлов-утилизаторов, газоочистки и дымовой трубы.
1Конструкция мартеновских печей
Мартеновские печи строятдвух типов: стационарные и качающиеся. Основное количество стали, выплавляетсяв стационарных печах.
В отличие от стационарныху качающихся печей рабочее пространство может наклоняться для спуска и выпускаметалла. Такие печи применяют только в случае переработки чугуна с повышеннымсодержанием фосфора или кремния.
Качающиеся печи сложнее итребуют больших капитальных затрат по сравнению со стационарными.
В зависимости отфутеровки мартеновские печи разделяют на основные и кислые. Наибольшеераспространение получили основные печи, так как они позволяют перерабатыватьразнообразную по составу шихту с повышенным содержанием вредных примесей(фосфора, серы). Подина этих печей наваривается магнезитом или смесью магнезитас доломитом, т. е. основными огнеупорными материалами.
Кислые печи используют длявыплавки высококачественных, легированных сталей. Подина наваривается кварцевымпеском, содержащим минимальное количество посторонних примесей.
Одной из основныххарактеристик мартеновских печей является емкость (или садка). Емкостью (илисадкой) мартеновской печи называется вес металлической части шихты, загружаемойв печь для одной плавки.
В настоящее времяработают печи с садкой до 500 т. Проектируется постройка печей с садкой до 850т.
На рисунке 1 показанобщий вид 185-т мартеновской печи, отапливаемой газообразным топливом. Часть,выступающая над рабочей площадкой, называется верхним строением печи, а частьниже уровня рабочей площадки нижним.
1.1 Верхнеестроение печи
Рабочее пространство – этонаиболее ответственная часть печи, где происходит выделение тепла и передачаего шихтовым материалам.
В таблице 1 даны основныеразмеры рабочего пространства некоторых типовых печей.
Таблица 1. Основныеразмеры рабочего пространства некоторых типовых печей Размеры Емкость печей, т 5 25 50 125 250 500
Площадь пода на уровне порога рабочих окон F, м2… .
Длина ванны L, м…
Ширина ванны B, м…
Отношение L:B, м/м…
Глубина ванны в середине печи h, мм…
Высота свода над порогами рабочих окон H, м…
6,5
3,8
1,7
2,24
350
1,45
18,7
6,7
2,8
2,4
480
1,90
29,0
8,65
3,35
2,58
600
2,05
52,0
11,8
4,40
2,68
780
2,50
77,0
14,5
5,3
2,73
950
2,90
94,5
16,15
5,85
2,76
1200
3,10
Размеры площади пода иглубины ванны сильно влияют на работу мартеновской печи. С точки зренияулучшения условий передачи тепла металлу желательно увеличить площадь пода, аглубин у ванны уменьшить. Однако чрезмерно большая площадь пода и заниженнаяглубина ванны приводят к повышенному окислению металла, что увеличивает потерии затрудняет получение стали заданного состава.
Увеличение ширины ваннысверх оптимальной затрудняет загрузку материалов в печь. При чрезмерной длиневанны возможен отрыв от нее факела, что приводит к ухудшению прогрева металла ик поджогу свода.
Высота свода также выбираетсяоптимальной. При недостаточной высоте свод быстро разрушается от воздействияфакела и брызг шлака, попадающих на него. Чрезмерно высокий свод приводит кудорожанию печи и к ухудшению условии нагрева металла, так как уменьшаетсянастильность факела.
В передней стенке сделанырабочие окна, через которые загружается шихта, а также осуществляется заливкачугуна (при работе на жидком чугуне) и спуск шлака. В задней стенке предусмотреноотверстие для выпуска стали и отверстие для шлака (при работе на жидкомчугуне), которое находится выше уровня порога рабочих окон.
Головки мартеновских печейодновременно служат для подачи топлива и воздуха в рабочее пространство и дляотвода из него продуктов сгорания. В связи с этим к ним предъявляютсяпротиворечивые требования. Они должны:
1) обеспечивать сжигание топливав пределах рабочего пространства при настильном факеле, покрывающем возможнобольшую часть поверхности ванны;
2) отводить продуктысгорания при минимальных потерях напора в головках.
Первое требованиеудовлетворяется при больших скоростях выхода топлива и воздуха из головки, что можетбыть достигнуто при относительно малом сечении на выходе из нее.
Однако снижение потерь напорапри отводе дыма через головки требует увеличения ее размеров.
Указанное противоречиеявляется причиной создания множества различных систем головок. Рассмотрим двенаиболее типичные конструкции.
Головки Вентури (рисунок2) применяются на печах, работающих на газообразном топливе.
Эти головки отличаютсяотносительно длинным наклонным газовым каналом 1, перекрытым футерованнымвнутри и снаружи металлическим водоохлаждаемым кессоном 2. Форма и размерыгазового пролета делают таким, чтобы обеспечить направленность струи газов привыходе в рабочее пространство. Действительная скорость газов на выходе из кессонасоставляет 50 – 55 м/сек, а скорость воздуха на выходе из головки равна 12 – 15м/сек. Эти головки широко применяются на металлургических заводах.
Применение мазута игазов, характеризуемых высокой теплотой сгорания, исключает необходимость врегенераторах для подогрева топлива, что упрощает конструкцию печи в целом и, вчастности, конструкцию головок.
Вместо газового пролетадля мазутных печей в головку встраивают амбразуру с форсункой (рисунок 3).
Требуемые скорости инастильность факела обеспечиваются за счет кинетической энергии струираспыленного мазута. На мазутных печах можно менять угол наклона форсунок походу плавки, что обеспечивает поддержание необходимой настильности факела втечение всей плавки.
Головки для газов высокойтеплоты сгорания, аналогичны головкам для сжигания мазута. Выходное сечениегорелок рассчитывают на скорость топлива 60 – 70 м/сек. Часто газ сжигаетсявместе с мазутом в комбинированных горелках. Добавка мазута обеспечиваетполучение нужной светимости факела.
В настоящее время появилсяряд усовершенствованных головок мартеновских печей, в которых предусмотреноустройство для подачи сжатого воздуха или кислорода. Подача сжатого воздухачерез головку позволяет лучше организовать факел и одновременно увеличить газовыйпролет. Последнее способствует уменьшению потерь напора при отводе черезголовки продуктов сгорания.
Вертикальные каналы (см.рисунок 1) мартеновских печей соединяют головки со шлаковиками 4. Размеры вертикальныхканалов рассчитываются из условия, что скорость топлива составляет 1,5 – 2м/сек (при t = 0°).
1.2 Нижнеестроение мартеновской печи
К нижнему строениюотносятся шлаковики, регенераторы, борова, перекидные клапаны и механизмыуправления ими.
В зависимости от видаиспользуемого топлива мартеновские печи имеют одну (жидкое топливо или холодныйгаз высокой теплоты сгорания) или две пары регенераторов (в случае подогрева игаза и воздуха). В соответствии с этим меняется и число шлаковиков, боров и т. д.
Шлаковика служат дляулавливания частиц шлака и плавильной пыли, уносимых газами из рабочегопространства печи.
Регенераторы. Высокие температурыв плавильном пространстве мартеновской печи (свыше 1750°) могут быть полученытолько при значительном подогреве газа и воздуха, либо только воздуха (в случаесжигания топлива высокой теплоты сгорания).
Газ и воздух, поступающиев рабочее пространство, подогреваются до 1050 – 1250°.
Наиболее ответственнымэлементом регенераторов является их насадка. Правильно выбранное соотношениеосновных размеров насадки регенераторов и сечения ее ячеек обеспечивает необходимыйтепловой режим работы мартеновской печи.
Отношение суммы объемоввоздушной и газовой насадок (пары насадок) к площади пода в современных газовыхпечах составляет 4,3 – 5,5 м3/м2 (первая цифра относится к большим печам).
Температура дыма на входев регенератор достигает 1550 – 1600°, а на выходе из насадок – около 700 –800о.
Борова служат для отводапродуктов сгорания из регенераторов печи в котел-утилизатор или дымовую трубу.
Температура дыма вборовах колеблется от 500 до 850о.
Регенеративные печи и, вчастности, мартеновские, -по характеру движения в них газов относятся креверсивным, V е. печам с периодически изменяющимся направлением движения газов.Изменение направления движения газов осуществляется при помощи перекидныхклапанов.
1.3 Кладкамартеновской печи
Огнеупорный кирпич,применяемый для кладки рабочего пространства, работает в наиболее тяжелыхусловиях. Он должен отличаться высокой огнеупорностью хорошей строительпрочностью при высоких температурах (до 1800о) и устойчивостью противмеханического и физико-химического воздействия материалов плавки.
Для кладки рабочегопространства широкое распространение получили основные огнеупоры. В настоящеевремя в большинстве случаев свод выкладывают из термостойкого хромомагнезита.
Применениемагнезитохромитовых огнеупоров для кладки свода позволило повысить не толькопроизводительность печи, но и стойкость свода. Стойкость свода увеличилась в 2– 2,5 раза по сравнению с динасовым сводом и достигла 600 и более плавок. Стеныпечи снизу до верхнего уровня шлака обычно выкладывают из магнезитовогокирпича. Остальная часть – из хромомагнезита (при основном своде), либо издинаса с промежуточным слоем в 1 – 2 хромомагнезитового кирпича (при динасовомсводе).
Под основной печивыкладывают по высоте из нескольких рядов различных огнеупоров. Верхний слойтолщиной 470 – 565 мм выкладывают из магнезитового кирпича, поверх которого идетслой магнезитовой наварки толщиной около 250 мм. Кладку головок и вертикальных каналов для печей с основным сводом в последнее время (выполняют изхромомагнезитового кирпича, а внутренняя часть металлического кессона футеруетсявысокоглиноземистым или термостойким хромо-магнезитовым кирпичом.
Верхнюю часть насадки ивнутренних стен регенеративной камеры часто выполняют из динасового огнеупора,остальную – из шамота. В настоящее время верхнюю часть насадок сталивыкладывать из форстеритового или высокоглиноземистого огнеупоров, которые малореагируют с плавильной пылью и более стойки.
2 Тепловаяработа мартеновской печи
Под тепловой работойпонимают совокупность всех тепловых процессов, совершающихся в печи. Основнымииз них являются обеспечение подвода в плавильное пространство печи требуемогоколичества тепла (получаемого главным образом в результате сжигания топлива) ипередача его материалам мартеновской плавки. От интенсивности передачи теплатвердой шихте или жидкой ванне зависит скорость нагрева и плавления шихтовыхматериалов и качество работы мартеновской печи в целом.
Большая часть различныхмер (совершенствование конструкции головок и печи в целом, организация факела ирежима завалки и т. д.) направлена на то, чтобы создать условия, при которыхмаксимум подведенного тепла в печь передавался бы непосредственно металлу.
Как известно, чем вышеразность температур между теплообменными поверхностями, тем больше теплапередается нагреваемому телу в единицу времени. Следовательно, для ускоренияплавки необходимо стремиться поддерживать максимальную разность температурмежду поверхностью твердой шихты или жидкой ванны и температурой печи.
В настоящее время,благодаря применению топлива высокой теплоты сгорания, а также вследствиевысокого подогрева газа и воздуха, обогащения воздуха кислородом и т. д. можнополучить температуру в печи до 2000° и выше почти в течение всей плавки. Однакопо условию службы огнеупоров температура их внутренней поверхности не можетпревышать определенное значение (динас –1680°, хромомагнезит – 1750 – 1800°),что ограничивает температурный уровень печи и, следовательно, интенсивностьтеплообмена.
Вследствие высокихтемператур в рабочем пространстве печи (выше 1700°) основную роль в передачетепла играет излучение (более 90% от всего тепла, получаемого ванной,передается излучением).
Если принять, что всетепло металлу (ванне) передается только излучением и считать, что поверхностьметалла имеет какую-то среднюю температуру Тм, то теплообмен между поверхностьюметалла и рабочим пространством печи в целом (пламенем и внутреннейповерхностью стен и свода) может быть выражен уравнением
/> ккал/час,
где />– тепловой поток,передаваемый металлу, ккал/час;
/>– приведенная степень черноты пламени,кладки, металла;
/>– 4,96 – коэффициент излученияабсолютно черного тела, ккал/м2 час. град4;
/>– температура печи, °К;
/>– температура поверхности металла,°К;
/>– поверхность металла (ванны), м2.
Из этого уравненияследует, что величина /> зависит не только от разноститемператур, но и от величины поверхности теплообмена /> и приведенной степени черноты, вчастности от степени черноты пламени />.
Следовательно, передачатепла металлу может быть увеличена не только за счет повышения разноститемператур печи и металла, но и за счет увеличения степени черноты пламени /> (степеничерноты поверхности металла, шлака и кладки достаточно высоки 0,7 – 0,95 и вотличие от черноты пламени практически не поддаются регулированию), а также иповерхности металла />.
Кроме того, из уравнениявидно, что чем ниже температура поверхности металла />, тем больше величина />. Температураже поверхности металла /> при прочих равных условияхзависит главным образом от свойства металла отводить тепло, переданное на егоповерхность, во внутренние слои, т. е. от его теплопроводности.
Если теплопроводностьметалла низкая, то температура его поверхности быстро повышается, чтосоответственно вызывает уменьшение />. И наоборот, высокаятеплопроводность металла обеспечивает быстрый отвод тепла во внутренние слои.При этом температура поверхности металла будет более низкой по сравнению спервым случаем и, следовательно, количество тепла, переданное металлу за тот жепромежуток времени, будет значительно больше.
Таким образом, наскорость нагрева и, следовательно, на длительность плавки влияют не толькоусловия внешнего теплообмена, но в значительной мере и условия передачи теплавнутри нагреваемого материала.
Степень влияния отдельныхфакторов на скорость нагрева сильно меняется по ходу плавки, поэтому дляобеспечения высокопроизводительной и экономичной работы мартеновской печи необходимознать особенности теплообмена в каждый период плавки.
Длительность одной плавкипо организационно-технологическим и теплотехническим признакам разбивается наследующие периоды:
1) заправку;
2) завалку;
3) прогрев (если печьработает на жидком чугуне, то этот период отсутствует);
4) плавление (включаявремя заливки чугуна при работе на жидком чугуне);
5) доводку.
2.1 Периодзаправки печи
Его назначение – устранитьнарушения в кладке подины, вызванные механическими и физико-химическимивоздействиями на нее шихтовых материалов предыдущей плавки. В этот период печьработает как бы в холостую, так как металла в ней нет, и тепло расходуетсятолько на поддержание ее рабочей температуры. Основная задача этого периода степлотехнической точки зрения предотвратить охлаждения кладки печи, особеннопода, так как это приводит к удлинению плавки.
Для уменьшения охлаждениякладки печи в этот период необходимо использовать все возможности длясокращения длительности заправки, а также свести до минимума подсосы холодноговоздуха в печь.
Тепловую нагрузку в этотпериод следует поддерживать на 15 – 20% выше тепловой нагрузки холостого хода.
2.2 Периодзавалки
Это время, необходимоедля завалки твердой шихты в печь. Этот период характеризуется наиболееблагоприятными условиями для передачи тепла шихте.
К ним относятся: низкаятемпература и большая поверхность твердой шихты; возможность проникновениягорячих газов в толщу слоя шихты, т. е. возможность развития конвективноготеплообмена (до 15%); отсутствие опасности поджога свода и т. д.
Низкая температура кладкии высокая способность шихты поглощать тепло позволяют держать максимальновозможные тепловые нагрузки в этот период.
Однако, несмотря на этиблагоприятные условия, многое зависит и от организации режима и порядка завалкишихтовых материалов. Так, например, металлическую часть шихты, характеризуемуювысокой теплопроводностью, следует загружать поверх сыпучих материалов – известнякаи руды. Если сделать наоборот, то вследствие малой теплопроводности сыпучих материалових поверхность быстро нагревается до высокой температуры, что вызывает резкоеуменьшение количества тепла, передаваемого шихте.
Поэтому практикойустановлен строгий порядок и режим завалки шихтовых материалов, обеспечивающийвысокие тепловые потоки на шихту не только в период завалки, но и в последующиепериоды плавки.
2.3 Периоднагрева
Этот период необходим,чтобы поднять температуру шихты до значения, несколько превышающего температуруплавления чугуна. Если чугун заливать на непрогретую шихту, то относительнохолодная шихта охладит его до температуры ниже температуры его плавления, чтоприведет к так называемому «закозлению» шихты. Образующаяся корка твердой шихтыухудшит передачу тепла во внутренние слои ванны, это вызовет удлинение плавки. Недопустимтакже и перегрев шихты. Заливка чугуна на сильно перегретую шихту вызываетбурную реакцию выгорания примесей, что может привести к выбросу металла изпечи.
Условия теплообмена сточки зрения температуры кладки в этот период близки к условиям периодазавалки. Поэтому тепловую нагрузку, как и в завалку, надо поддерживать намаксимальном уровне.
2.4 Периодплавления металлической части шихты
Время от конца периодапрогрева до полного ее расплавления.
При скрап-процессе, т. е.при работе на твердом чугуне, плавление начинается сразу после завалки, когдаеще не образовалось зеркало жидкой ванны.
Такимобразом, в начале этого периода условия теплообмена подобны условиям периодапрогрева. Следовательно, в начале плавления можно не бояться поджога свода идержать высокие тепловые нагрузки, что и делается на практике.
Во времяскрап-рудного процесса (т. е. работы на жидком чугуне) плавление твердой шихтыпротекает под слоем шлака в жидком чугуне (при 65 –75% чугуна в шихте по весу).
В этомслучае, как и для второй половины периода плавления при скрап-процессе,вследствие высокой температуры поверхности шлака и низкой теплопроводности его,интенсивность теплообмена зависит главным образом от степени перемешиванияванны за счет выделения из нее газообразных окислов углерода, образующихся врезультате разложения известняка и выгорания углерода металла.
Теплопроводностьжидких металла и шлака в спокойном состоянии равна соответственно 18 – 20 и 2 –3 ккал/м. час.оС, тогда как при интенсивном перемешивании эквивалентнаятеплопроводность (т. е. с учетом конвективного теплообмена) шлака достигает 100– 120 ккал/м. час.оС, а металла 1800 – 2000 ккал/м. час.оС.
Такимобразом, для обеспечения благоприятных условий теплообмена в период плавлениянеобходимо создать условия для интенсивного перемешивания ванны, чтодостигается путем хорошего прогрева шихты в предшествующие периоды плавки.
Большоезначение в этот период играет организация так называемого направленноготеплообмена, когда большую часть тепла ванна получает непосредственно отфакела, а не через посредство кладки, что происходит при отсутствиинаправленного теплообмена.
Условияминаправленного теплообмена являются, возможно, большее приближение ядра факела снаивысшей температурой и светимостью к поверхности ванны и покрытие им большейчасти поверхности ванны. Это достигается, как уже отмечалось, соответствующимподбором угла наклона форсунок, скоростей выхода топлива и воздуха и т. д.
Тепловаянагрузка в этот период по мере подъема температуры поверхности ванны и оводасоответственно уменьшается.
2.5 Период доводки
Время отмомента полного расплавления до выпуска стали. В период доводки – самые худшиеусловия теплообмена. Температура ванны максимальная, температура кладки – напределе. Интенсивность перемешивания ванны уменьшается. Все это приводитзначительному уменьшению количества тепла, поглощаемого ванной, и, какследствие, – к снижению тепловой нагрузки до минимума.
Всоответствии с изменением по ходу плавки условий теплообмена и тепловойнагрузки изменяется и значение термического к. п. д. печи.
3 Методикарасчета
Расчет 250-т газовоймартеновской печи.
Исходные данные:
1. Садка печи (вес чугунаи скрапа) – 250 т.
2. Топливо – смешанныйгаз (коксовый и доменный); средняя теплотворная способность за плавку – 2300ккал/м3;
3. Печь работаетскрап-рудным процессом при расходе 65% жидкого чугуна и 35 % скрапа.
4. Выход годных слитков99,5 % от веса чугуна и скрапа.
5. Печь оборудованамагнезитохромитовым сводом.
Годоваяпроизводительность печи составляет 230 тыс. т. слитков в год. Среднесуточнаяпроизводительность печи с учетом 7 % от календарного времени простоев нахолодных и горячих ремонтах составит
/> т/сутки
Количество плавок в суткис учетом выхода годных слитков 99,5 %
/> плавки
Продолжительность плавкисоставит
/> час., или 8 час. 49 мин.
Основные размеры рабочегопространства. Размеры рабочего пространства принимаются на основании опытахорошо 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 всегорасплавленного металла и шлака толщиной около 50 мм. При этих условиях емкость ванны должна составить
/> м3.
Коэффициент емкости ванны(/>)определяется из уравнения
/>, />,
Тепловые нагрузки. Дляпечей, отапливаемых смешанным газом (коксовый и доменный), средняя за плавкуудельная тепловая нагрузка обычно составляет 0,32 млн. ккал/м2 площади подапечи в час. При этих условиях средняя за плавку тепловая нагрузка составит
/> млн. ккал/час.
Для печей, отапливаемыхвысококалорийным 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 способностисмеси, равной 2300 ккал/м3:
/> м3/час.
При условии теплотворнойспособности коксового газа 4300 ккал/м3 и доменного 900 ккал/м3 в смеси газовбудет содержаться по объему 41 % коксового и 59 % доменного газов.
Отсюда расход коксовогогаза при средней тепловой нагрузке составит
/> м3/час;
расход доменного газа
/> м3/час
В период завалки и частипериода плавления тепловая нагрузка на печь увеличивается до максимальной, приэтом коэффициент форсирования печи, по практическим данным, для 250-т печиравен 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 вэтот период определится с учетом постоянства величины расхода доменного газа,равной 6300 м3/час. Расход коксового газа составит
/> м3/час.
В этот период в смесигазов по объему будет содержаться приблизительно 48 % коксового 52 % доменногогазов.
Расход тепла. Прискрап-рудном и скрап-процессах тепловые нагрузки распределяются во время плавкиприблизительно следующим образом: 70 % продолжительности плавки в печи держатсреднюю тепловую нагрузку и 30 % – максимальную тепловую нагрузку. При этихусловиях суммарный расход тепла на плавку составит
/> млн. ккал.
Удельный расход тепла на1 т годных слитков
/> млн. ккал/т.
Головки и вертикальныеканалы. Печь имеет головки типа Вентури и вертикальные каналы.
Шлаковики. Размерышлаковиков рассчитываются с учетом их заполнения плавильной пылью в течениекампании работы печи по своду и количества пыли, осаждающейся в шлаковиках на 1т выплавленной стали. Кампания работы печей по своду (хромомагнезитовой)составляет для печей до125 т не менее 700 плавок, для 185-т – 600 плавок и для250-т и выше – 500 плавок. При работе скрап-рудным процессом без кислородаосаждается в шлаковиках 5,5 кг пыли на 1 т стали.
В 250-т печи суммарныйобъем шлаковиков должен составлять
/>,
где />– число плавок закампанию работы печи по своду;
/>– садка печи, т;
/>– коэффициент выхода годной стали;
/>– количество пыли, осаждающейся вшлаковиках, т/т стали;
/>– объемный вес пыли, равный всреднем 3 т/м3;
0,8 – коэффициентзаполнения шлаковиков.
Подставляя цифровыезначения, получим следующий общий объем шлаковиков:
/> м3.
В действительностисуммарный объем шлаковиков в 250-т печи составляет
/> м3.
Регенераторы. Суммарнаяповерхность 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 парынасадок составляет
/> м3/м2.
В действительности, объемпары 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 отвечатьраспределению продуктов горения.
Относительный объемгазовой насадки составит
/> %.
Расчет дымовой трубы.Трубу рассчитывают при максимальной тепловой нагрузке печи с учетомсопротивлений на пути движения продуктов горения по системе печи.
Заключение
Технико-экономическаяоценка работы мартеновских печей
Благодаря преимуществам,которыми мартеновский процесс отличался от других способов массового получениястали:
· большая гибкость и возможностьприменять его при любых масштабах производства;
· менее строгие требования к исходнымматериалам;
· относительная простота контроля иуправления ходом плавки;
· высокое качество и широкийассортимент выплавляемой стали;
· сравнительно небольшая стоимостьпередела,
он стал основнымсталеплавильным процессом. Однако в связи с бурным развитиемкислородно-конвертерного производства строительство мартеновских цеховпрактически прекратилось; относительная доля мартеновской стали непрерывноуменьшается. В 1970 в мартеновских печах выплавлено в мире ~240 млн. т стали(~40 %). Мартеновский процесс – основной потребитель стального лома (около 50%).
Списокиспользованных 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.