Расчет воздухоподводящей системы

Определим площадь общего воздуховода (от воздуходувки до «развилки» на воздуховоды для нижнего и верхнего фурменных поясов). Для расчета принимаем расход воздуха, поступающего в вагранку, равным  м³/ч. Скорость воздуха примем исходя и производительности печи 5 т/ч. Она составит 12 м/с (V₁). Найдем площадь сечения воздуховода из выражения

Тогда внутренний диаметр общего воздуховода составит

Из сортамента стандартных труб по ГОСТ 10704-76 выбираем ближайшую по размеру трубу с наружным диаметром 406.4 мм и толщиной стенки 4 мм, у которой внутренний диаметр равен 406,4 – 2*4 = 398,4 мм.

Исходя из принятого соотношения расхода воздуха между нижним и верхним рядом фурм (60:40), определяем расход воздуха через все фурмы нижнего и верхнего рядов соответственно:

Максимально допустимую скорость воздуха в воздуховодах для нижнего и верхнего ряда фурм пример из рекомендации представленных в методических указаниях к курсовому проекту [1]. Она составит 15 (V₁) м/с. Тогда аналогично расчету размеров общего воздуховода определим размеры для нижнего и верхнего ряда фурм:

Внутренние диаметры воздуховодов для нижнего и верхнего ряда фурм составят соответственно:

Из сортамента стандартных труб по ГОСТам находим ближайшие размеры труб: d  с толщиной стенки 4 мм ее внутренний диаметр , d  с толщиной стенки 4 мм ее внутренний диаметр .

Рекомендуемое в учебно-методическом пособии [1] количество фурм для вагранки производительностью 5 т/ч составляет 6. Фурмы верхнего ряда размещаются в горизонтальном сечении посередине между фурмами нижнего ряда в шахматном порядке. Расстояние между рядами фурм примем равным 800 мм.

Определим размеры воздуховодов, или патрубков, для каждой фурмы нижнего и верхнего ряда на участках от соответствующего фурменного пояса до фурм. Площади поперечного сечения этих патрубков и их диаметры в свету составят

Диаметры соответственно

Из сортамента стандартных труб по ГОСТам подберем следующие размеры: для нижнего ряда фурм наружный диаметр патрубка составит 114 мм с толщиной стенки 3 мм, для верхнего ряда фурм наружный диаметр 95 мм с толщиной стенки 3,2 мм.

 

 

Расчет горна

Площадь шахты вагранки составляет

Исходя из требований заказчика, принимаем максимальную массу отливки m_max = 1 т. Тогда число выпусков чугуна из вагранки производительностью 5 т/ч составит n = Q_в/m_max = 5.

Определим высоту горна по формуле

где W_r – объем горна на 1 т жидкого чугуна с учетом нахождения в нем кокса. Обычно принимается W_r – 0,33 м³/т;

0,12 – расстояние верхним уровнем металла в горне и осью нижнего ряда фурм, м.

Отсюда

При применении двойного (вторичного) дутья производительность вагранок выше чем у обычных. При этом сохраняется возможность увеличения высоты горна при необходимости за счет уменьшения толщины подины, поэтому принимаем h_г = 0,9 м. Определим фактический объем горна

Принимаем расстояние между шлаковой леткой и нижней кромкой фурменного отверстия h_л.ф. = 75 мм, диаметр шлаковой летки 40 мм, а наклон фурм к горизонту 15⁰.