Расчет профиля доменной печи

Полезный объем доменной печи , м³, определяется по формуле:

,

где k – коэффициент, показывающий отклонение профиля доменной печи от цилиндра,

Примем k=0,54;

H₀ – полезная высота доменной печи, м;

D – диаметр распара, м.

Отношение полезной высоты доменной печи к диаметру распара примем, как

Тогда диаметр распара D, м, будет определяться по формуле:

Высота распара . Примем

Суточный расход кокса К определяется по формуле:

Условный расход топлива К_усл, определяется по формуле:

,

где - удельный расход кокса, ;

m – расход дополнительного топлива, ;

э – коэффициент замены топлива. В нашем случае, расход дополнительного топлива (природного газа) составляет 120 , значит э=0,7 (табл.)

представленный в таблице 1.

Таблица 1 – Коэффициенты замены топлива

Вид топлива	Расход,	Коэффициент замены,
Природный газ	до 100	0,8
	от 100 до 150	0,7

Интенсивность горения топлива I, , определяется по формуле:

,

где - максимальная интенсивность горения кокса без интенсификаторов, ; - изменение интенсивности горения кокса за счет использования интенсификаторов. Определяется по формуле:

,

где - изменение интенсивности горения кокса за счет применения кислорода в дутье,%; - изменение интенсивности горения кокса за счет давления под колошником, %.

Площадь сечения горна S, м², определяется по формуле:

,

где - условный коэффициент расхода топлива, ,

– интенсивность горения топлива, .

Площадь сечения горна S, м², определяется так же по формуле:

,

где - диаметр горна, м.

Откуда определяется диаметр горна , м, по формуле:

Проверка. Определим соотношение диаметров распара D и диаметра горна :

Полученное соотношение 1,08 находится в указанном диапазоне.

Пересчет площади горна:

Высота горна , м, определяется по формуле:

,

где - конструктивный размер, =0,4 м.

- высота металлоприемника, м. Определяется по формуле:

- объем горна, приходящийся на 1 т выплавленного чугуна,

Тогда:

Высота заплечиков . Примем .

Угол наклона заплечиков ,° определяется по формуле:

,

где - диаметр распара, м;

- диаметр горна, м;

- высота заплечиков, м.

Для современных доменных печей принято значение угла наклона заплечиков . Полученное при расчете значение находится в указанном диапазоне.

Для современных доменных печей принято соотношение диаметра колошника и диаметра распара: . Примем .

Откуда определяется диаметр колошника ,м:

,

Для современных доменных печей принята высота колошника . В расчете примем

Объемы цилиндрических частей профиля доменной печи V_x, м³, определяются в общем виде по формуле:

Цилиндрические элементы печи – горн, колошник, распар.

Объем заплечиков определяется V_з, м³, по формуле:

где h_з – высота заплечиков, м;

D – диаметр распара, м;

d_г – диаметр горна, м.

Объем шахты , м³, определяется по формуле:

Объем шахты , м³, так же определяется формулой:

где h_ш – высота шахты, м;

D – диаметр распара, м;

d_к – диаметр колошника, м.

Откуда высота шахты , определяется по формуле:

Угол наклона шахты , °, определяется по формуле:

где h_ш – высота шахты, м;

D – диаметр распара, м;

d_к – диаметр колошника, м.

Для современных доменных печей принято значение угла наклона шахты . Полученное при расчете значение находится в указанном диапазоне.

Пересчет объема шахты:

Пересчет полезного объема печи осуществляется с учетом найденных значений объемов частей печи:

В исходных данных указан полезный объем , который отличается от полученного в результате расчета менее чем на , что допустимо.

Полезная высота определяется по формуле:

Полученные размеры профиля сведены в таблицу 2.

Таблица 2 – Размеры профиля доменной печи полезным объемом 2800 м³

Параметр	Величина, м
	2800 м3
	12,4
dk	8,7
	11,45
	2,0
	19,9
	1,7
	3,0
	3,4
	3,8
	30,4