Стены ДСП

С тем, чтобы облегчить тепловую работу и повысить стойкость футеровки, кладка стен обычно не имеет тепловой изоляции. Верх стен изнашивается меньше, поэтому он выкладывается кирпичом меньшего размера, с одним - двумя уступами.

В зависимости от емкости можно рекомендовать следующую толщину огнеупорной кладки стен (мм)

Таблица 10 – Толщина огнеупорной кладки стен ДСП

 

Емкость печи, т	< 12	25-50			300-400
Общая толщина на уровне откосов δ1, мм	365-445	445-495	525-575	575-610	550-650
Общая толщина в верхней части δ2, мм	230-300	300-365	365-415	380-450	400-470

Толщину футеровки стены на уровне откосов принимаем равной 445 мм (445 мм кирпич магнезитохромитовый марки МХСП и 30 мм засыпка зазора между кирпичной кладкой и кожухом печи крошкой из отходов кладки). Засыпка выполняет роль демпферного слоя, компенсирующего тепловое расширение кирпичной кладки стены.

При цилиндрическом кожухе целесообразно выполнение вертикальной стены уступами с постепенным уменьшением толщины стены от основания до верха стены. Исходя из стандартных размеров длины огнеупорных кирпичей 300, 380 и 230 мм, принимаем три размера толщины стены, включая слой засыпки: 445 мм в нижней части, 365 мм в средней части и 300 мм в верхней части.

Выбрав материалы и толщину огнеупорной кладки стен, определяем внутренний диаметр кожуха на уровне откосов:

, м;

м.

и его цилиндрической части:

, м;

м.

где δ₁ – толщина футеровки стен на уровне откосов, м;

δ₂ – толщина футеровки цилиндрической верхней части стен, м.

Кожух сваривается из листовой котельной стали. Толщина кожуха определяется:

, м;

м.

В обшивке кожуха вырезают отверстия для летки и рабочего окна.

Рабочее окно печи имеет размеры:

Ширина , м;

м.

Высота , м;

м.

Стрела выпуклости арки рабочего окна

, м;

м.

Свод

Футеровку сводов основных дуговых печей наиболее часто выполняют из прямого и небольшого количества клинового кирпича марки МХОП и в отдельных случаях из динасового кирпича.

Толщина футеровки свода соответствует длине стандартного кирпича и обычно составляет:

 

Таблица 11 – Толщина футеровки свода ДСП

 

Емкость печи, т	≤ 12,5	25 – 50
δсв, мм	230 – 300		380 - 460

 

Свод выполняется из магнезитохромитового кирпича марки МХСП длиной 380мм без дополнительной тепловой изоляции.

В современных ДСП свод опирается на кожух печи и поэтому можно считать, что его диаметр примерно равняется диаметру верха кожуха, т.е.

 

м.

Стрела выпуклости свода зависит от материала и пролета (диаметра) свода. Из соображения строительной прочности рекомендуется:

 

Таблица 12 – Геометрические параметры свода в зависимости от материала футеровки

 

Материал свода
Магнезитовый (хромомагнезитовый)	(0,11…0,12)
Динасовый	(0,08…0,1)

 

Стрела выпуклости свода равна:

, м;

м.

При этом высота центральной части свода над уровнем откосов составит:

, м;

м.

Интенсивность облучения определяется диаметром распада электродов D _p, который задает расстояние «дуга-стенка». Поэтому задача определения рационального значения D _p сводится к выбору величины соотношения _, обеспечивающего возможно более равномерной распределение тепловой нагрузки по периметру печи и высокой стойкости футеровки стен.

Наилучшее условия при минимальном значение _. Однако возможности его уменьшения ограничиваются соображениями конструктивного характера (необходимость размещения электрододержателей, обеспечения достаточно высокой строительной прочности центральной части свода.

Таблица 13 – Величины для различных ДСП

 

Емкость печи, т	12 – 50
	0,40 – 0,35	0,25	0,20

На основании данных таблицы 13 принимаем отношение:

м.

 

4 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

ДСП является агрегатом периодического действия, в котором потребление электроэнергии в различные периоды плавки неодинаково. При проектировании ДСП составляется расчетный энергетический баланс только для периода расплавления, т.к. печь потребляет наибольшую часть электроэнергии и плавка ведется на самой высокой мощности. По результатам этого баланса определяется необходимая мощность печного трансформатора и удельный расход электроэнергии в период расплавления, т.е. важнейшие параметры печи, определяющие ее производительность и технико-экономическую эффективность.

Энергетический баланс состоит из приходной и расходной частей:

Приход энергии происходит за счет статей:

где – теплота, вносимая в печь с электроэнергией;

– теплота, вносимая в печь с шихтой;

– теплота экзотермических реакций, протекающих в ванне;

– теплота от окисления графитовых электродов.

Теплота на действующей печи определяется по показаниям счетчика активной энергии, установленного на печи, а по показаниям счетчика реактивной мощности определяется средний коэффициент мощности установки (cos j). Эта статья для печей одной емкости составляет 60 – 80 %.

Теплота вносимая в печь с шихтой определяется по формуле:

, МДж;

МДж.

где – масса жидкого чугуна вносимого в печь, кг;

и – теплоёмкость и температура жидкого чугуна соответственно.

Теплота экзотермических реакций определяется только по материальному балансу:

, МДж;

МДж.

где , , , – тепловой эффект окисления этих элементов

= 27 МДж/кг; = 3 МДж/кг; = 10 МДж/кг; =4,7 МДж/кг.

Теплоту, выделенную в печи от окисления графитовых электродов , можно определить, зная тепловой эффект окисления графита до СО₂:

, МДж;

МДж.

где = 97,4 кг – количество окислившихся графитированых электродов за период плавления (из материального баланса);

= 27 МДж/кг – тепловой эффект окисления графита до СО₂;