Формовочное отделение (стр. 2 из 8)

Для поддержания постоянной высоты столба, материалов в шахту загружают металл, кокс и флюс. В вагранке горячие газы, образующиеся при горении кокса, поднимаются, а материалы опускаются (принцип противотока). Вследствие этого происходит интенсивная теплопередача между газами и материалами, загружаемыми в печь. Металлическая колоша, опускаясь по шахте, постепенно нагревается до температуры плавления и плавится.

Горячие газы при движении вверх, встречаясь со все более холодными металлическими колошами, охлаждаются. Использование теплоты газов повышает КПД вагранки. В вагранке расходуется кокса 10-15% массы металлозавалки.

Из условий техники безопасности при каждом прекращении подачи дутья в вагранку немедленно открываются фурмы, Это исключает образование в воздухопроводе взрывоопасной газовоздушной смеси из-за проникания из вагранки газов, содержащих оксид углерода.

Основные показатели работы вагранки: температура выплавленного чугуна t_M, °С; удельный расход кокса т_k %; удельный расход воздуха V_B, м³/(м²-мнн); удельная производительность по жидкому металлу т'_м, т/(м²-ч). Температуру чугуна замеряют при выходе его из вагранки. Расход кокса считают на 100 кг металлозавалки. Расход воздуха в м³/мин и производительность вагранки в т/ч пересчитывают на 1 м² поперечного сечения вагранки в свету.

Взаимосвязь основных показателей работы вагранки, полученная В. Паттерсоном, показана на рис. 3. Исследования проводили на вагранке с внутренним диаметром 700 мм, полезной высотой 4900 мм при работе на холодном дутье. Значения удельного расхода кокса, приведенные на диаграмме В. Паттерсона, соответствуют удельному расходу углерода кокса без учета золы и других примесей, что облегчает применение полученных данных при работе на различных видах кокса.

2. Расчет основных параметров плавильного агрегата

2.1Расчет геометрических размеров печи

Основные размеры вагранок рассчитывают по эмпирическим

формулам, в которых отражен опыт их эксплуатации.

1. Определяем диаметр вагранки, м:

где G- заданная производительность вагранки, т/ч;

g- удельная производительность вагранки, равная 6…..10 т/(м² ч).

2. Определяем полезную высоту вагранки, то есть расстояние от оси основного ряда фурм до порога загрузочного окна, м:

3. Общая высота вагранки (без трубы), м:

где H₁-расстояние от оси основного ряда фурм до пода, м;

H₂-расстояние от пода до пола цеха, м (H₂=2м).

4. Диаметр металлической летки, мм:

где d_мл- диаметр цилиндрической части металлической лётки, мм;

ρ- плотность чугуна, т/м³;

ω- скорость истечения чугуна (0,5….1), м/c.

Диаметр шлаковой летки принимаем 90 мм.

5. Суммарное сечение фурм основного ряда, м²:

, где

,

F – сечение вагранки в свету, м².

6. Для того, чтобы из газов выпадала пыль, необходимо уменьшить скорость их движения до 1 м/с, при этом сечение искрогасителя в горизонтальной плоскости, м², будет:

где

- коэффициент, учитывающий увеличение объема газов за счет подсоса через загрузочное окно (2…3);

-удельный расход воздуха, подаваемого в вагранку,

(60…100

);

F- сечение вагранки, м²;

-коэффициент объемного расширения;

t – температура газов в искрогасителе,

.

7. Диаметр воздухопроводов, м:

при скорости воздуха

2.2 Материальный баланс.

1. Расчет ведем на 100кг металлической шихты.

2. Принимаем расход кокса равным 12% от веса металлозавалки, или 12кг.

3. Принимаем расход известняка в 35% от расхода кокса, или 12*0,35=4,2кг.

4. Находим по справочникам состав кокса (табл. 1).

Таблица 1.

Элемент	Процентное содержание	В кг на 100кг металла	В кг на 100кг металла считая, что О2 соединен с Н2
С	80,3	9,64	9,64
Н2	0,6	0,07	0,07-0,04/8=0.065
O2	0.4	0.015	----
N2	1.2	0.14	0.1
S	1.3	0.16	0.16
A (зольность)	11,6	1,39	1,39
W (влажность)	4,6	0,55	0,55+0,04*9/8=0.595
Итого	100	12,00	12,00

5. Примем соотношение газов

в продуктах горения равным . Это означает, что 60% углерода, или 9,64*0,6=5,78кг, сгорает в и 40% углерода, или 9,64*0,4=3,86кг, сгорает в .

При сгорании 1кг углерода согласно реакциям горения:

образуется

или .

Тогда при сгорании кокса в колошниковые газы перейдет и:

.

6. При сгорании 1кг водорода по реакции:

образуется

При горении всего водорода топлива в продукты горения переходит:

7. Примем что из общего количества серы топлива (0,16кг) 70% её, или 0,11кг, сгорает в

и переходит в газы, а 30%, или 0,05кг, переходит в металл.

При сгорании 1кг серы топлива согласно реакции:

образуется

Тогда из топлива в колошниковые газы перейдет

8. Примем условно, что в известняке содержится 44%

, или и 56%, или

Тогда из известняка в продукты горения перейдет

Здесь 0,51-объем (м³), занимаемый 1кг СО₂ .

9. Примем следующий состав шихты и металла (табл.2).

Таблица 2.

ЭЛЕМЕНТЫ	Процентное содержание	В кг на 100 кг шихты	В кг в жидком Ме	В % в жидком Ме
Fe	93,16	93,16	92,165	93,38
Si	2,00	2,00	1,80	1,81
Mn	0,70	0,70	0,595	0,60
S	0,06	0,06	0,10	0,10
P	0,20	0,20	0,20	0,20
C	3,4	3,4	3,4	3,4
Итого	100,00	100,00	98,8	100,00

При расчете состава металла принято: