Решение. Для расчета принимаем средние значения:

 

Для расчета принимаем средние значения:

 

м³/т; ; т/м³; , .

 

Полный объем ванны ДСП до уровня порога рабочего окна по (4.6)

 

 

Масса, загружаемого в печь скрапа по (4.3), т

 

.

 

На рис. 4.2 приведена диаграмма распределения составляющих объема ванны ДСП емкостью 50 т до порога рабочего окна.

 

Отечественной промышленностью по данным [3] выпускаются ДСП с номинальной емкостью 0,5 т; 1,5 т; 3,0 т; 6т; 12 т; 25 т; 40 т; 50 т; 100 т; 150 т; 200 т; 250 т; 300 т; 400 т.

 

По классификации [1] к небольшим ДСП относятся печи с емкостью т, к средним с емкостью т и к крупным с емкостью т и более.

Представив выражение (4.6) в виде

 

, (4.7)

рассчитаем полный объем сфероконической ванны до порога рабочего окна для небольших, средних и крупных ДСП. Для расчета принимаем м³/т; ; т/м³.

Рис. 4.2. Диаграмма распределения составляющих объема ванны ДСП емкостью 50 т

 

В табл. 4 2 приведены результаты расчета объемов небольших, средних и крупных ДСП.

На рис. 4.3 результаты расчетов приведены в виде диаграммы (по оси х представлена емкость печей в т, по оси у – объем ванны ДСП до порога рабочего окна в м³).

Паспортной характеристикой, т.е. параметром ДСП является глубина ванны до порога рабочего окна.

Таблица 4.2

Объем ванны ДСП до порога рабочего окна

 

Емкость печи, G, т	Классификация	Объем жидкого металла ванны ДСП, V, м3
0,5	Небольшие ДСП	0,09125
1,5	0,27375
3,0	0,54750
6,0	1,0950
12,0	2,19000
	Средние ДСП	4,56250
	7,30000
	9,12500
	Крупные ДСП	18,25000
	27,3750
	36,50000
	45,62500
	54,75000
	73,00000

 

Полная высота ванны ДСП до уровня порога рабочего окна (уровень В, рис. 4.1) может быть определена по эмпирической формуле для ванн с углом (рис. 4.1) по [3, 13], м,

 

, (4.7, а)

 

, (4.8)

 

где - заданная номинальная емкость ДСП (масса жидкого металла), т;

А - эмпирический коэффициент, А = 0,311 для небольших и средних «основных» печей; А = 0,345 – для крупных «основных печей», А = 0,38 – для «кислых» печей;

- высота конусной части;

- высота (глубина) сферической части (глубина шарового сегмента).

 

Шаровой (сферический) сегмент необходим для накопления жидкого металла под электродами при проплавлении колодцев в твердой металлошихте.

Также объем сферического сегмента, заполняемого жидким металлом при проплавлении «колодцев», должен быть достаточным, чтобы защитить футеровку подины от теплового действия дуг, когда электроды опускаются в самое нижнее положение.

 

 

а	б
в
Рис. 4.3. Результаты расчета объема ванны ДСП до порога рабочего окна: а – небольшие, б - средние, в - крупные

 

 

Исходя из опыта эксплуатации ДСП по данным [11] , где - глубина ванны по жидкому металлу (рис. 4.1).

Уровень порога рабочего окна может приниматься на уровне зеркала шлака, но обычно уровень порога рабочего окна принимают на 20 ¸ 40 мм выше уровня шлаковой ванны для создания дополнительного объема ванны на случай «кипения» металла или шлака в окислительный период плавки [1, 11].

 

Учитывая дополнительный объем ванны ДСП, полную высоту ванны ДСП до порога рабочего окна можно представить в виде, м,

 

, (4.9)

 

где – высота жидкого металла в ванне, м;

– высота шлака в ванне, м;

–высота дополнительного объема, м.

Полная высота ванны ДСП до порога рабочего окна по данным [11] может быть описана корреляционным уравнением, мм,

 

, (4.10)

 

где - масса жидкого металла, т.