Курсовая работа: Конструкція двохванної сталеплавильної печі

Вибивання газів погіршує умови праці, утрудняє обслуговування печі, забруднює повітряний басейн. Частина пилу не віддаляється через ліхтар будинку, а циркулює над робочою площадкою грубного прольоту й попадає в проліт. Вибивання приводить також до погіршення теплової роботи печі, тому що частина оксиду вуглецю й фізичного тепла диму не використовується для нагрівання лома.

Радикальний спосіб усуненні вибивання з печі - зниження тиску під зводом з 30-40 до 20 Па. У цьому випадку нульова лінія тиску розташовується прорізу завалочного вікна, і воно буде перебувати в зоні розрідження. Вибивання диму при цьому повністю виключається. Разом з тим, у піч попадає велика кількість холодного повітря. Джерелами цього повітря є підсмоктування через вертикальний канал, через який не віддаляються димові гази й на який діє тяга, створювана димарем. Крім того, негативно позначається дія, повітряних завіс, установлених на амбразурах для продувних фурм і в задній стінці для термопари, а також підсмоктування через завалочні вікна печі. Внаслідок великої кількості повітря в продувній камері з більшим надлишком повітря практично весь оксид, що виділяється з ванни, вуглецю.

Розрахунки показують, що підсмоктування повітря створює таку ситуацію, коли тепла спалювання оксиду вуглецю недостатньо навіть для нагрівання димових газів до температури, при якій вони віддаляються із продувної камери. Отже, виникає дефіцит тепла на компенсацію втрат через кладку й охолоджувані елементи печі, а також на догрів димових газів, що покривається за рахунок тепла, що виділяється усередині рідкого металу.

Для 280-т двохванної печі, починаючи з витрати підсмоктаного повітря в кількості 20 000 , потреба для компенсації дефіциту кількості тепла зростає зі збільшенням кількості повітря. При цьому всі менша частина тепла оксиду вуглецю використовується корисно для нагрівання ванни й все більша кількість тепла, що виділяється усередині рідкої ванни, затрачається на покриття втрат тепла. Для рішення питання про необхідний ступені окису вуглецю й продувається камері, що, і оптимальному розподілі тепла оксиду вуглецю між двома камерами були виконані спільні розрахунки рівнянь газового, матеріального й теплового балансів продувної камери й камери нагрівання, які показали, що:

1)На двохванних сталеплавильних печах при існуючих сумарних теплових втратах на обидві ванни й наявності більше 28 % лома в шихті в продувній камері існує дефіцит тепла, еквівалентний 20–-100 % теплового ефекту спалювання оксиду вуглецю;

2)кількість повітря, що фактично надходить у продувні камери існуючих печей, істотно перевищує необхідне для спалювання розрахункової частки оксиду вуглецю, що ще більше збільшує дефіцит тепла;

3) при обмеженні підсмоктування й раціональному нагріванні скрапу у двохванної печі питома витрата чавуну може бути зменшений, з 780-750 до 680-700 кг/т придатної сталі (зміст лома в шихті 38–40 %).

Як уже вказувалося, більшим недоліком двохванних печей є вибивання газів через вікна печі. Для усунення цього недоліки необхідний виконання ряду заходів, з яких найбільш важливі наступні: забезпечення на печі резерву по тязі й робота через очистку протягом всієї кампанії печі; створення конструкції тракту підсмоктування; виконання вертикальних каналів печі з охолоджуваними поверхнями.

Для обмеження підсмоктування повітря через вертикальний канал може бути передбачена установка заслінок, що перекривають у закритому положенні більше 90 % площі перетину вертикального каналу. Гідравлічні розрахунки димового тракту показали, що установка заслінок дозволяє скоротити кількість повітря, що надходить через вертикальний канал у продувну камеру, приблизно вдвічі.

Підсмоктування повітря в продувну камеру зменшується також завдяки ежекції частини повітря (~ 10 000 м3/ч) з вертикального каналу з подачею його в камеру нагрівання шихти повз продувну камеру. Повітря, що має температуру 700-500С, відсмоктують через охолоджувану амбразуру 5 у стінки вертикального каналу, з'єднану з амбразурою 7 у зводі печі між камерами повітропроводом. Повітря підлетіло в камеру нагрівання шихти зі швидкістю 100 м/с і використовується для спалювання палива.

Для зменшення дії струменів повітря в конструкції передбачені сопла, що подають повітря, спрямований проти руху потоку повітря. Струменя із цих отворів створюють завісу на вході в амбразуру, тим самим скорочуючи присос повітря зменшення ефективності.

При зменшенні кількості повітря зменшується загальна кількість диму, що надходить d камеру нагрівання. Це дозволяє обладнати піч між ваннами з установкою з кожної сторони ежекторів. При цьому можливо забезпечення незалежного регулювання тиску під зводом печі в кожній камері, що має велике значення для поліпшення теплової роботи печі й забезпечує гарні умові для повного згорання.

Мал.1 Пристрій для відсмоктування димових газів, що вибиваються з робочого простору печі: 1-колектор; 2-парасоль; 3-колектор стисненого повітря; 4-повітряний струмінь.

Більші труднощі викликає ущільнення прорізу завалочних вікон при відкритій; заслінці. Якщо вікно перебуває під розрядженням, то через нього засмоктується 30000-40000 повітря в годину. Для забезпечення можливості роботи печі при підвищеному тиску під зводом передбачені пристрої, що відсмоктують дим. Наявність резервної очистки приводить до подорожчання будівництва печі.

2. Зразковий розрахунок двохванної сталеплавильної печі

2.1 Паливний розрахунок

Розрахувати двухванную піч, ємністю ванн по G= 250т кожна, приймаючи загальну тривалість плавки рівної -1440 з (0,4 ч), з яких: випуск і заправлення – 1440 з (0,4 ч); завалка й прогрів -4680 з (1,3 ч); заливання чавуну й плавлення -4680 (1,3 ч); доведення - 3600 з (1,0 ч).

Продувка ванн проводиться технічним киснем. Недолік тепла від горіння в «холодній» ванні компенсується подачею природного газу. Розрахунок сталеплавильної печі включає: 1) розрахунок матеріального балансу; 2) розрахунок теплового балансу; 3) розрахунок витрати палива (природного газу) по періодах плавки.

2.2 Матеріальний баланс

Розрахунок шихти проводять на 100 кг металевої садки, причому плавку умовно ділять на два періоди: I період від завалки до повного розплавлювання, II період - від розплавлювання до розкислення стали.

I період

Знайдемо середній состав шихти, з огляду на, що в 100 кг металевої шихти втримується .65 кг чавуну й 35 кг скрапу (див, вище).

Вигар домішок визначимо як різниця між змістом домішки в шихті, і сталі після розплавлювання. Приймемо, що при продувці ванни технічним киснем 10% S окисляється до SO2, а вигар заліза в дим прийнятий рівним 1 % (по 0,5 % у кожному періоді).

З 2,505-1,30 = 1,205 кг

Si. 0,650 кг

Мn 0,760-0,04 =0,720 кг

Р 0,144 - 0,015-0,129 кг

S 0, 0465 - 0, 03 - 0, 00465=0,012 кг

Fе (у дим) 0,500 кг

Усього 3,216 кг

Тепер можна визначити витрату кисню й кількість оксидів, що утворилися: