Профиль доменной печи

Внутреннее очертание рабочего пространства печи в вертикальном осевом сечении – это ее профиль. Конфигурация рабочего пространства печи должна соответствовать физико-химическим процессам доменной плевки. Чем теснее связь между изменением физических параметров шихтовых материалов и газов и профи­ля печи, тем интенсивнее экономичнее работает печь. Тем не менее метод определения рационального профиля еще не найден[1] что вызвано не­достаточной изученностью взаимодействий потока шихты с газовым пото­ком и стенками печи, зависящего от свойств шихтовых материалов и технологии плавки. Осознавая ошибочность принципа проектирования "типовых" профилей, проектанты ориентируются на опыт эксплуатации доменных печей, учитывая, что рабочий профиль как очертание "рабочего пространст­ва" печи иногда значительно отличается от проектного. Различают про­фили проектный (расчетный), рабочий (рис. 1.1) и строительный
(рис. 1.2). История развития доменного производства во многом определялась развитием методов расчета профиля доменной печи, которые были в значитель­ной степени основаны на анализе опыта хорошо работающих печей. После статистической обработки соотношений между размерами профиля и полезно­го объема для доменных печей в диапазоне 1000...5000 м³ были получены интерполяционные формулы для расчета размеров профиля и проверки его очертаний после корректировки вычисленных его размеров.

1.1. Расчет размеров профиля[2]

В табл. 1.1 приведены размеры профилей типовых проектов доменных печей, разработанных в разное время институтом ГИПРОМЕЗ и зарубежными фирмами.

С увеличением объема доменных печей произошли следующие изменения в размерах профиля:

1. Уменьшилось отношение полезной высоты к диаметру распара (H₀/d_Р) с 2,83 до 2,11, т.е. увеличение объема печей шло в основном за счет увеличения поперечных размеров;

Рис. 1.1. Профили проектный (расчетный) и рабочий.

Профиль доменной печи: Н, Н_о – полная и по­лезная высота печи соответственно; – высота горна, заплечиков, распара, шахты, колошника, для установки засыпного аппарата, мертвой зоны, шлаковой летки, воздушных фурм соответственно; –диаметры горна, распара, колошника, большого конуса соответственно; - углы наклона шахты и заплечиков соответственно; 1 - проектный профиль; 2 - рабочий профиль.

Рис. 1.2. Строительный профиль доменной печи полезным объемом 3000 м³.

2. Уменьшился угол наклона стен шахты () c 84 до 82º;

3. Практически не изменилось отношение диаметров распара и горна (d_Р/d_Г), оставаясь равным 1,1-1,12;

4. Угол наклона стен заплечиков составляет 79-80º.

В зарубежной практике наметилась тенденция сооружения доменных печей с переменным углом наклона стен шахты и высокими заплечиками, работающих с высоким содержанием окатышей в шихте.

Таблица 1.1