Метод определения профиля доменной печи по А.Н. Рамму

Расчет профиля доменной печи по методу академика М.А. Павлова

Исходные данные для расчета профиля доменной печи:

1 суточная производительность 10600 т;

2 к.и.п.о. 0,44 м³ ·сут/т;

3 полная высота печи 32,86 м.

Так как

к.и.п.о. = V₀ / Р

или

0,44 = V₀ / 10600

то полезный объем

V₀ = 0,44·10600 = 4664 м²

1) Полезная высота

Н₀ = (V₀·е²/K_V)^1/3 – h₀

Н₀ = (4664·2,23² / 0,60)^1/3 – 2,90 = 30,9 м

2) Диаметр распара

D = (V₀ / K_V H)^1/2

D = (4664 / 0,60·32,86)^1/2 = 15,38 м

3) Удельный и суточный расходы кокса. Удельный расход кокса принимаем равным 439 кг/т чугуна, исходя из современных условий подготовки шихты и комбинированного дутьевого режима с высокой температурой. Тогда суточный расход кокса

K = k·P

K = 0,439·10600 = 4653,4 т/сут

4) Площадь горна. Имея расход кокса в сутки 4653,4 т, задаемся соответствующей величиной интенсивности горения кокса, равной 26,4 т/м². Тогда площадь сечения горна

F = K / I_г

F = 4653,4 / 26,4 = 176,3 м²

5) Диаметр горна

d_г = (4·F / π)^1/2

d_г = (4·176,3 / 3,14)^1/2 = 14,98 м

Проверяем соотношения

V₀: F = 4664: 176,3 = 26,5 м³/м²

для современных печей принято 24 – 28 м³/м²

D: d_г = 15,38: 14,98 = 1,05 ≈ 1,1

принято 1,11 – 1,12

6) Диаметр колошника

d_K = 0,67 D = 0,67·15,38 = 10,3 м

7) Расстояние между осью воздушных фурм и чугунной леткой

h_ф =P·V_г /F

h_ф = (10600·0,05) / 176,3 = 3 м

где 0,05 м³ – объем горна, приходящийся на 1 т чугуна в сутки.

8) Расстояние между осями шлаковой и чугунной леток h_ш = 0,6

h_ф = 0,6·3 = 1,8 м.

9) Высота горна

h_г = 0,64+0,4

h_г = 3 +0,4 = 3,4 м

10) Угол наклона заплечиков. На основании практических данных h_з = 3,0 м, тогда

tg β = h_з: 0,5 (D - d_г)

tg β = 3,0: 0,5 · (15,38 – 14,98) = 15;

β =79⁰10'

11) Высота колошника h_к на основании опытных данных принимается равной 3 м.

12) Высота распара h_р = 1,9 м.

13) Высота конической части шахты

h_ш = H₀ – (h_г + h_з + h_р + h_к)

h_ш = 30,9 – (3,4 + 3,0 + 1,9 + 2,9) = 19,9 м.

14) Угол наклона стен шахты. Тангенс угла наклона стен шахты

tg α = h_ш :0,5 (D - d_к)

tg α =19,9: 0,5 (15,38 – 10,3) = 7,83; α =

15) Проверка полезного объема печи. Объем, м³

Объем горна:

V_г = (3,14/4)·d_г²·h_г

V_г = (3,14/4) ·14,98²·3,4 = 610

Объем заплечиков

V_з = (3,14/3) · d_з · (D/2)² + (D/2) · (d_г/2) + (d_г/2)²

V_з = (3,14/3) · 3 · (7,69² + 7,69 · 7,49 · 7,49²) = 1,046 · 3 · (59,13 + 7,69 · 7,49 + 56,1) = 593

Объем распара

V_р = (3,14/4) · D² · h_р

V_р =(3,14/4) · 15,38² ·1,9 = 462

Объем шахты

V_ш = (3,14/3) · h_ш · (D/2)² + (D/2) · (d_к/2) + (d_к/2)²

V_ш = (3,14/3) · 19,9 · (7,69² + 7,69 · 5,15 + 5,15²) =20,82 · (59,13 + 7,69 · 5,15 + 26,52) = 2637,77

Объем колошника

V_к = (3,14/4) · d_к² · h_к

V_к = (3,14/4) ·10,3² · 2,9 = 264,51

Полезный объем печи

V₀ = V_г + V_з + V_р + V_ш + V_к

V₀=610 + 593 + 462 + 2637 + 264 = 4664 м³

Анализируя профили отечественных и зарубежных доменных печей различного объема, профессор А.Н. Рамм установил зависимость их основных размеров (Н, d_г, D, d_к) от полезного объема и показал, что для большого диапазона его величин применимы формулы типа

х=СV₀ⁿ (22)

где С и n – постоянные коэффициенты для каждого из основных элементов профиля.

Высоты же отдельных частей печи могут быть выражены в долях полной высоты Н.

Таким образом, определив диаметр горна, распара и колошника не из соотношения их к общей высоте печи, а по полезному объему, А.Н. Рамм исправил ошибку А. Ледебура, подобрав такие показатели степени при V₀, которые обеспечивают достаточную точность получаемых значений.

То же относится и к серии так называемых «геометрически подобных» профилей, разработанных А.Н. Раммом путем сопоставления размеров больших доменных печей СНГ, США, имеющих лучшие показатели, с малыми печами Швеции. На базе этого сопоставления предложена серия рациональных профилей печей различного объема (во всех профилях углы наклона стен шахты и заплечиков одинаковы соответственно 85⁰14^' и 81⁰52'). Формулы Рамма для определения размеров доменных печей различного объема приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Формулы А.Н. Рамма для расчета профиля доменной

печи

Параметры	Профиль
Нормальный	Геометрически подобный
Диаметр, м: – распара D – горна dг – колошника dк Высота, м: – полная H – полезная Н0 – горна hг – заплечиков h3 – распара hp – конической части шахты – колошника hк	0,59 V0^0,38 0,32 V0^0,45 0,59 V0^0,33 5,55 V0^0,^24 0,88Н 0,10Н 3,2 0,07Н 0,63Н-3,2   0,08Н	0,83 V0^1/3 0,9D 0,7D   3,35D 2,95D 0,35D 0,35D 0,20D 1,80D   0,24D

Дата добавления: 2014-11-18