Расчет дуговой сталеплавильной печи

Обновлено: 05.07.2024

Тепловой расчет дуговой сталеплавильной печи

Устройство дуговых печей, определение их основных параметров. Энергетический баланс периода расплавления. Тепловой баланс периода расплавления дуговой сталеплавильной печи. Определение мощности печного трансформатора и коэффициента теплопроводности.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	10.01.2013
Размер файла	540,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

В курсовом проекте необходимо произвести тепловой расчёт дуговой сталеплавильной печи. Определить основные размеры печи, затем, посредством составления теплового баланса печи найти значение тепла, вносимого дугами. Далее по найденному количеству тепла определить необходимую полную мощность трансформатора.

Необходимые данные для расчёта взять из таблицы А.1. Вариант задания выбирается по номеру студента в списке группы.

Электросталеплавильному способу принадлежит ведущая роль в производстве качественной и высоколегированной стали. Благодаря ряду принципиальных особенностей этот способ приспособлен для получения разнообразного по составу высококачественного металла с низким содержанием серы, фосфора, кислорода и других вредных или нежелательных примесей и высоким содержанием легирующих элементов, придающих стали особые свойства - хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена, вольфрама, ванадия, титана, циркония и других элементов.

Преимущества электроплавки по сравнению с другими способами сталеплавильного производства связаны с использованием для нагрева металла электрической энергии. Выделение тепла в электропечах происходит либо в нагреваемом металле, либо в непосредственной близи от его поверхности. Это позволяет в сравнительно небольшом объеме сконцентрировать значительную мощность и нагревать металл с большой скоростью до высоких температур, вводить в печь большие количества легирующих добавок; иметь в печи восстановительную атмосферу и безокислительные шлаки, что предполагает малый угар легирующих элементов; плавно и точно регулировать температуру металла; более полно, чем других печах раскислять металл, получая его с низким содержанием неметаллических включений; получать сталь с низким содержанием серы. Расход тепла и изменение температуры металла при электроплавке относительно легко поддаются контролю и регулированию, что очень важно при автоматизации производства. Электропечь лучше других приспособлена для переработки металлического лома, причем твердой шихтой может быть занят весь объем печи, и это не затрудняет процесс расплавления. Металлизованные окатыши, заменяющие металлический лом, можно загружать в электропечь непрерывно при помощи автоматических дозирующих устройств. В электропечах можно выплавлять сталь обширного сортамента.

1. Устройство дуговых печей

Дуговая печь состоит из рабочего пространства (собственно печи) с электродами и токоподводами и механизмов, обеспечивающих наклон печи, удержание и перемещение электродов и загрузку шихты. Плавку стали ведут в рабочем пространстве, ограниченном сверху куполообразным сводом, снизу сферическим подом и с боков стенками. Огнеупорная кладка пода и стен заключена в металлический кожух. Съемный свод набран из огнеупорных кирпичей, опирающихся на опорное кольцо. Через три симметрично расположенных в своде отверстия в рабочее пространство введены токопроводящие электроды, которые с помощью специальных механизмов могут перемещаться вверх и вниз. Печь питается трехфазным током. Шихтовые материалы загружают на под печи, после их расплавления в печи образуется слой металла и шлака. Плавление и нагрев осуществляется за счет тепла электрических дуг, возникающих между электродами и жидким металлом или металлической шихтой.

Наиболее распространенная форма ванны дуговой сталеплавильной печи -- сфероконическая с углом между образующей и осью конуса, равным 45° (рисунок 1).

Рисунок 1 - Ванна дуговой сталеплавильной печи

Выпуск готовой стали и шлака осуществляется через сталевыпускное отверстие и желоб путем наклона рабочего пространства. Рабочее окно, закрываемое заслонкой, предназначено для контроля за ходом плавки, ремонта пода и загрузки материалов.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ ПЕЧИ

Объем жидкого металла в дуговой сталеплавильной печи, м3:

где v =0,145 м3/т -- удельный объем жидкой стали;

G - емкость печи, т.

Диаметр зеркала металла вычисляется по формуле, мм:

D = 2000·C·= 2000·1,085·=5294,8 мм

D/H. 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0

С 1,043 1,064 1,085 1,106 1,127 1,149 1,165.

Глубина ванны жидкого металла, мм:

Расчетный объем шлака, м3:

Vш= 0,1· V= 0,1· 14,5=1,45 м3

Высота слоя шлака, м:

=,мгде D - диаметр зеркала металла, м.

Диаметр зеркала шлака, м:

Dш = D + 2Hш= 5,29 + 2*0,34=5,97 м

где D - диаметр зеркала металла, м.

Уровень порога рабочего окна должен быть расположен выше уровня зеркала шлака на 40 мм, а уровень откосов на 65 мм выше уровня порога рабочего окна. Тогда диаметр ванны на уровне откосов равен, мм:

Dот = D + 2(Нш + 40 + 65) = 5294,8 + 2(340 + 40 + 65)=6184,8 мм

где D - диаметр зеркала металла, мм,

Hш - высота слоя шлака, мм.

Диаметр ванны на уровне стен (рис. 1) равен, мм:

DCT = Dот + 200 = 6184,8 + 200=6384,8 мм.

Высота плавильного пространства Hпл находится из выражения Hпл/Dот, которое определяется ёмкостью печи:

G, т 12 - 60 61 - 100

Hпл/Dот 0,4 - 0,45 0,34 - 0,38.

Внутренний диаметр кожуха, мм:

DK=DCT+2· дот =6384,8+2· 800=7984,8 мм

где дот - толщина футеровки стен на уровне откосов, равная сумме толщины футеровки верхней части стен дв и толщины шамотного слоя в нижней части стен дш мм (Приложение А).

Стрела пролета свода печи Hcb принимается равной 15% пролета (внутреннего диаметра) свода, мм:

где - дсв толщина свода из хромомагнезитового кирпича, мм.

Ширину рабочего окна печи определяем, мм:

Высота рабочего окна составляет, мм:

3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ПЕРИОДА РАСПЛАВЛЕНИЯ

Целью составления энергетического баланса является определение суммарного количества электрической энергии, которую необходимо выделить в дуговой сталеплавильной печи в период расплавления, по которому затем определяют необходимую мощность печного трансформатора. Для современных ДСП продолжительность периода расплавления фР принимаем 9504 с.

Примерно в середине периода расплавления проиcxoдит подвалка шихты, продолжительность которой составляет фп=2160 с. Следовательно, продолжительность расплавления «под током» составляет фр.т = фР - 2160 с. Принимая фР=9504 с, находим фр.т.

3.1 ПРИХОД ТЕПЛОТЫ

Теплота, вносимая шихтой, кДж:

Qш=G · dш · сш · tш=100000*0,98*20*0,469=919240 кДЖ

где G - емкость печи, кг;

dш - доля металла в шихте (dш=0,97 - 0,99);

tш - температура шихты (tш =20°С);

сш - теплоёмкость шихты (сш=0,469 кДж/(кг·К)).

Теплота, вносимая электрическими дугами (вычисляем после формулы (3.2.16)), ГДж:

где зэл - электрический к. п. д., равный 0,87--0,92;

Wэл - используемая в печи электроэнергия, кДж.

Теплота экзотермических реакций, которую можно определить по материальному балансу. Однако точность его расчёта невысокая, так как весьма трудно установить начальную массу элементов в шихте из-за разнородности скрапа. Выгорание элементов зависит от количества кислорода поданного в печь. При недостатке кислорода элементы будут выгорать не полностью, а при большом его избытке начинает усиленно гореть железо. Поэтому определение тепла экзотермических реакций в период расплавления принимают по данным испытаний аналогичных печей. Тепловой эффект экзотермических реакций будет определяться как сумма количеств тепла нижеприведённых реакций. Теплоту экзотермических реакций определим по формулам [1]:

где G - емкость печи, кг.

Qшл.обр. = G · 0,01474=100000*0,01474=1474 МДЖ

где G - емкость печи, кг.

Приход теплоты от сжигания топлива

Для ускорения плавления иногда применяют горелки, вводимые в рабочее пространство через под или стенки печи. В данном проекте предусматривается установка n горелок с расходом топлива В, м3/ч (Приложение Б). При этом время работы горелок за период расплавления составляет фт-ва (Приложение Б).

Определяем объем водяных паров на 100 нм3 газа (соответствует процентному содержанию Н2О в газе):

где d - влагосодержание газового топлива, d=10 г/м3.

Коэффициента пересчета находится по формуле:

Пересчет сухого топлива на влажное, %, осуществляется по формулам:

Теоретически необходимое количество воздуха, м3/м3:

Действительное количество воздуха, м3/м3:

где б - коэффициент избытка воздуха, б=1,1.

Теоретическое количество азота, м3/м3:

Действительное количество азота, м3/м3:

Количество трехатомных газов, м3/м3:

Теоретическое количество водяных паров, м3/м3:

Действительное количество водяных паров, м3/м3:

Избыточное количество кислорода, м3/м3:

Объем продуктов горения, м3/м3:

Процентное содержание компонентов смеси, %:

Плотность продуктов горения, кг/м3:

Теплота сгорания топлива, кДж/м3:

Количество теплоты, вносимое в ДСП с топливом (физическая теплота топлива не учитывается), кДж:

где В - расход газообразного топлива горелками, м3/ч;

фт-ва - время работы горелок за период расплавления, ч.

3.2 РАСХОД ТЕПЛОТЫ

Физическая теплота стали, кДж:

Qст =dст·G·[cсттв ·tпл.ст +Lст +cстж (tст-tпл.ст )]=0,93*100000[0,7*1500+272,16+0,837*100]=130744980 кДж

где dст - выход стали (dст=0,91 - 0,97);

G - емкость печи, кг;

cсттв - удельная теплоёмкость твёрдой стали в интервале температур 0-1500 оС (cсттв = 0,7 кДж/(кг·К));

cстж - удельная теплоёмкость жидкой стали в интервале температур 1500-1600 оС (cстж = 0,837 кДж/(кг·К));

(tст -tпл.ст ) - интервал температур плавления стали (1600 - 1500 оС);

Lст - скрытая теплота плавления стали (Lст = 272,16 кДж/кг).

Физическая теплота стали, теряемой со шлаком, кДж:

Qст-шл = dщл·G·[cсттв ·tпл.ст +Lст +cстж (tст -tпл.ст )]=0,007*100000[0,7*1500+272,16+0,837*100]=984102 кДж

где dшл - доля шлака (dшл=0,005 - 0,008);

G - емкость печи, кг.

Физическая теплота шлака, кДж:

Qшл =dщл·G·(cшл ·tшл +Lшл) = 0,007*100000 (1,25*1700+209,35) =1634045 кДж

где cшл - удельная теплоёмкость шлака при температуре 1700 оС (cшл = 1,25 кДж/(кг·К));

G - емкость печи, кг;

Lшл - скрытая теплота плавления шлака (Lшл = 209,35 кДж/кг);

tшл - температура шлака (1700 оС).

Теплота, уносимая газообразными продуктами реакций с температурой tух=1500 оС, Дж:

Qyx = 295· G=29500000 Дж,

где G - емкость печи, кг.

Теплота, уносимая частицами Fe2O3, кДж:

QFe2O3 = dFe2O3·G·(cFe2O3 ·tух +LFe2O3) = 0,04*100000 (1,23*1500+209,34)=8217360 кДж,

где cFe2O3- удельная теплоёмкость Fe2O3 при температуре 1500 оС (cFe2O3 = 1,23 кДж/(кг·К));

G - емкость печи, кг;

tух - температура уходящих газов (1500 оС);

LFe2O3 - скрытая теплота плавления Fe2O3 (Lшл = 209,34 кДж/кг).

dFe2O3 - доля Fe2O3 , уносимая с дымом (dFe2O3=0,04 - 0,05).

Потери теплоты теплопроводностью через футеровку

Для определения тепловых потерь через футеровку ДСП применяют формулы для плоской стенки. Для расчёта тепловых потерь через стенку печи необходимо знать:

- вид огнеупорных материалов;

- коэффициент теплопроводности огнеупорных материалов;

- коэффициент теплоотдачи с внешней стенки печи в окружающую среду;

- геометрические размеры стенки печи.

Как правило, между слоями футеровки выполняют слой засыпки из огнеупорного порошка, толщиной 20-40 мм. Тепловым сопротивлением слоя засыпки в данном расчёте пренебрегаем.

Для определения коэффициента теплопроводности в качестве значения tср принимаем полусумму значений температур на внутренней и внешней поверхностях всей толщины футеровки.

Температура внутренней поверхности футеровки печи равна t1=1600°С, температуру внешней поверхности верхней части стены примем равной Т1, нижней Т2. Температура внутренней поверхности футеровки свода равна tсв=1500°С, температура внешней поверхности свода Тсв.

Принимая, что к концу кампании футеровка рабочего слоя (хромомагнезитового) может износиться на 50 %, принимаем расчетную толщину этого слоя футеровки равной 75% первоначальной толщины.

А) Потери теплоты теплопроводностью через стены (верхняя часть)

Футеровка стен в верхней части дв состоит из хромомагнезитового кирпича толщиной x1 мм и магнезитового кирпича, толщиной y1 мм.

Определяем коэффициент теплоотдачи от внешней стенки в окружающую среду, Вт/(м2·К):

где T1 - температура внешней поверхности верхней части стены, оС (Приложение А).

Так как стены имеют два равных по высоте участка разной толщины: нижний (на уровне откосов) и верхний, то площади внешних поверхностей этих участков будут равны и определяются по формуле, м2:

Принимая температуру в цехе (Тос) равной 30°С, находим потери теплоты через верхнюю часть стен печи с учётом того, что расчетная толщина хромомагнезитового слоя футеровки равна 75% первоначальной толщины, по формуле, Дж:

где дi - толщина слоя, м;

лi - коэффициент теплопроводности слоя при средней температуре этого слоя, Вт/(м·К);

F - площадь наружной поверхности верхней части стен, м2.

Б) Потери теплоты теплопроводностью через стены (нижняя часть)

Футеровка стен в нижней части состоит из хромомагнезитового кирпича толщиной x1 мм, магнезитового кирпича, толщиной y1 мм и шамотного кирпича, толщиной дш.

По формулам (3.2.6), (3.2.8) определяем потери теплоты через нижнюю часть стен , принимая температуру поверхности нижней части стены T2 (Приложение А), площадь внешней поверхности нижней части равной площади верхней.

Потери теплоты теплопроводностью через свод

Площадь внешней поверхности свода определяем по формуле, м2:

Для определения тепловых потерь свода используем значение площади его наружной поверхности и формулы (3.2.6) и (3.2.8), принимая температуру внешней поверхности свода Tсв. При этом футеровка свода состоит из одного слоя хромомагнезитового кирпича, толщиной дсв, мм (Приложение А).

Коэффициент теплоотдачи конвекцией подины (обращенной вниз поверхности) равен: б2 = 0,7(10+ 0,06· Tпод)=0,7(10+0,06*200)=15,4

где Tпод - температура внешней поверхности подины, Tпод =200 оС.

При определении площади наружной поверхности подины примем, что она состоит из поверхности сферического сегмента, равной площади наружной поверхности свода и цилиндрической поверхности Fпод:

Fпод= р·Dk·(Hпод- дп)=3,14*7,98*(6,23-0,905)=133,4

Hпод = дп + H +Hшл + 0,04 + 0,065=0,905+4,88+0,34+0,04+0,065=6,23

Для определения тепловых потерь подины используем значение площади её наружной поверхности и формулы (3.2.6) и (3.2.8), принимая температуру внутренней поверхности подины 1600 °С. Футеровка подины имеет толщину дп, мм и состоит из огнеупорной диатомитовой набивки толщиной x мм, огнеупорной кладки из магнезитового кирпича толщиной y мм и слоя шамота толщиной z мм.

Потери теплоты в период межплавочного простоя.

В период подвалки шихты печь раскрывается и потери теплоты в этот период складываются из потерь теплоты излучением через раскрытый свод, потерь теплоты с газами, с охлаждающей водой и теплопроводностью через футеровку печи. Расчет этих величин в случае раскрытой печи достаточно сложен, так как температура внутренней поверхности футеровки быстро падает. Поэтому ориентировочно примем, что потери теплоты в период межплавочного простоя будут равны, ГДж:

где kн - коэффициент неучтенных потерь, kн=1,1-1,2;

Qтепл - потери теплопроводностью, ГДж;

Qoxл - потери тепла от охлаждения печи, Qoxл = 14 ГДж;

Qyx - тепло, уносимое газообразными продуктами реакций, ГДж.

Расход электроэнергии найдем из уравнения теплового баланса периода расплавления дуговой сталеплавильной печи. Для чего необходимо все составляющие перевести в ГДж и из теплового баланса получить значение Qд:

Qш+ Qд+ Qэкз+ Qшл.обр.+ Qт-ва = Qст+ Qст-шл+ Qшл+ Qyx+ QFe2O3+ Qтепл+ Qмп

Откуда из формулы (3.1.2) находим Wэл - используемую в печи электроэнергию.

Результаты расчета теплового баланса периода расплавления дуговой сталеплавильной печи сводятся в таблицу 1.

Таблица 1. Тепловой баланс периода расплавления дуговой сталеплавильной печи

Расчет дуговой сталеплавильной печи

Описание конструкции и работы дуговой сталеплавильной печи. Выбор огнеупорной вкладки ДСП. Состав чугуна, скрапа и средний состав шихты. Материальный баланс периода расплавления. Определение основных размеров печи. Коэффициент теплопроводности материалов.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	16.02.2015
Размер файла	82,1 K

Электросталеплавильному способу принадлежит ведущая роль в производстве качественной и высококачественной стали. Благодаря ряду принципиальных особенностей этот способ приспособлен для получения разнообразного по составу высококачественного металла с низким содержанием серы, фосфора, кислорода и других вредных или нежелательных примесей с высоким содержанием легирующих элементов - хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена, вольфрама, ванадия, титана, циркония и других элементов, придающих стали особые свойства.

Преимущества электроплавки, по сравнению с другими способами сталеплавильного производства, связаны с использованием для нагрева металла электрической энергии.

Выделение тепла в электропечах происходит либо в нагреваемом металле, либо в непосредственной близости от его поверхности. Это позволяет в сравнительно небольшом объеме сконцентрировать значительную мощность и нагревать металл с большой скоростью до высоких температур.

Электроплавку можно производить в любом атмосфере - окислительной, восстановительной или нейтральной, и в широком диапазоне давлений - в условиях вакуума, при атмосферном или избыточном давлении.

1.1 Описание конструкции и работы дуговой сталеплавильной печи

Форму и размеры плавильного пространства выбирают такими, чтобы оптимально сочетались требования и технологии, и теплообмена. Весь плавильный объем дуговой электропечи делится на три составляющих: ванну, свободное и подсводовое пространство. Форма ванны обеспечивает минимум тепловых потерь, хорошие условия для протекания физико-химических процессов между металлом и шлаком и для заправки поврежденных участков футеровки печи.

Основным фактором, определяющим главные конструктивные особенности печи, является способ загрузки металлического лома. Существуют два способа загрузки шихты: через рабочее окно мульдами и сверху через открытый свод загрузочными корзинами (бадьями). Загрузка сверху имеет ряд преимуществ, поэтому все современные печи приспособлены для загрузки шихты сверху. Наиболее распространение получили электропечи с поворотным сводом.

Корпус электропечи включает кожух, днище и сливной носок. Кожух - это часть корпуса, расположенная выше порога рабочего окна. Форма кожуха определяет профиль рабочего пространства печи, следовательно, стойкость футеровки стен и свода, а также величину тепловых потерь через стены свод.

Кожухи выполняют цилиндрическими, ступенчатыми, коническими с «прямой» и «обратной» конусностью, бочкообразными и цилиндроконическими.

Кожух выполняют сварными из листовой стали марки Ст3 толщиной листа от 16 до 40 мм.

Часть корпуса печи, расположенную ниже порога рабочего окна, относят к днищу. Разъем корпуса может быть выполнен по уровню порога, несколько выше или несколько ниже его. Наиболее рациональный формой днища является сферическая. Кожух современных печей, как правило, выполняется цилиндрической формы со сферическим днищем .

Корпус печи оснащен рабочим окном, для осмотра рабочего пр-ва печи, удаления шлака и выполнения различных технологических операций.

Частями рабочего окна являются окно и заслонка с механизмом подъема, которые представляют собой сварные трубчатые водоохлаждаемые конструкции.

Жидкий металл сливают через круглые d=120-150мм или прямоугольное (150x150мм) отверстие (летку), закрываемое на время плавки огнеупорным материалом.

Сливают желоб (носок) на ДСП с разъемным корпусом крепят к днищу болтами.

Свод, закрывающий рабочее пространство ДСП, устанавливают корпус, свод имеет отверстие для ввода графитированных электродов, а также для отвода печных газов.

Сводовое кольцо необходимо для крепления кирпичной футеровки купольного свода. На современных ДСП изменяют сварные водоохлаждаемые сводовые кольца.

Свод устанавливают на песочный затвор корпуса, приваренных к сводовому кольцу кольцевой «нож» входит в песочный затвор, уплотняет стык между сводом и корпусом ДСП.

Люлька является основной несущей конструкцией печи и выполнена в виде горизонтальной сварной коробчатой плите с двумя опорными сегментами внизу. На люльке расположены опорные тумбы (опора кожуха) и поворотная тумба (опора свода и электродов и относящихся к ним механизмов). Через сегменты люльки печь опирается на фундаментные балки опор печи; качанием люльки обеспечивает так же наклон печи.

Опора кожуха на люльке и его вращение обеспечиваются с помощью опорных тумб люльки. К нижней части кожуха прикреплен кольцевой рельс, опирающийся на опорные ролики и упорные ролики, закрепленные в тумбе; упорные ролики предотвращают горизонтальное смещение кожуха.

Механизм поворота кожуха предназначена для поворота печи вокруг вертикальной оси на 40° в одну и другую сторону относительно нормального положения.

Механизм подъема свода обеспечивает его подъем на 250-300 мм перед отворотом при загрузке шихты. Свод с помощью подвешен к полупорталу, выполненному в виде двух Г-образных стоек, связанных сверху поперечной балкой. Перемещение цепей и свода обеспечивает электромеханический привод. Полупортал и привод установлены на поворотной тумбе люльки.

Механизм поворота свода с электродами предназначен для открывания рабочего пространства печи при загрузке шихты.

Свод с электродами поворачивают на угол в 80° путем вращения поворотной тумбы, на которой закреплены полупортал со сводом и стойки электрододержателей .

Механизм наклона предназначен для наклона печи при сливе металла и шлака. Для слива металла печь наклоняют в сторону сливного желоба на угол до 45°, для слива шлака - в сторону рабочего окна на угол до 15°.

Применяют нижние механизмы наклона с электрическим или гидравлическим приводом. К каждому из двух сегментов люльки шарнирно крепится рейка, связанная с электромеханическим приводом. При перемещение реек опорные сегменты перекатываются по горизонтальным балкам опор печи.

Процесс плавки в дуговой печи делится на два различных по потреблению электроэнергии этапа: первый включает период плавления, второй - окислительный и восстановительный период. В период плавления расход электроэнергии составляет 400-480 кВт·ч/т; с тем чтобы сократить длительность плавления в печь подводят максимальную мощность. После расплавления металла потребность в подводимой мощности резко снижается. Во время окислительного периода подводимая мощность должна обеспечить нагрев металла до температуры выпуска компенсацию теплопотерь, а в восстановительный период преимущественно поддержание температуры металла на необходимом уровне и компенсацию теплопотерь. Расход электроэнергии во время окислительного и восстановительного периода примерно в два раза ниже, чем за период плавления.

Подводимую к печи мощность регулируют путем переключения ступеней напряжения полного трансформатора. В период плавления работают на высших ступенях напряжения, в окислительный период - на средних, и в восстановительной - на низких, что обеспечивает уменьшение подводимой мощности.

1.2 Выбор огнеупорной вкладки ДСП

Футеровка дуговой печи подвергается воздействию излучения электрических дуг, ударам кусков пихты при загрузке, разъедающему воздействию шлака и металла и термических напряжений, возникающих при резких колебаниях температуры во время завалки. Футеровка свода испытывает дополнительные нагрузки, вызываемые распорными усилиями арочного свода. Поэтому применяемые огнеупоры должны обладать высокой огнеупорностью, термостойкостью, прочностью и шлакоустойчивостью.

Подина основной печи состоит из изоляционного и рабочего слоев. Изоляционный слой выкладывают на металлическое днище кожуха, покрытое слоем листового асбеста, выравнивающий слой шамотного порошка и слой кладки из шамотного кирпича.

Толщина изоляционного слоя до 190 мм. Рабочий слой включает кладку нескольких рядов магнезистого кирпича толщиной до 575 мм и верхний набивной слой из магнезистового порошка толщиной 100-190 мм, который после спекания представляет собой монолитную массу.

Стойкость пода составляет 2000-8000 плавок и обычно не лимитирует работу печи.

Изнашивающийся набивной рабочий слой обновляют после каждой плавки, заправляя магнезитовым порошком.

Футеровку стен выполняют без слоя теплоизоляционной кладки целиком из основных кирпичей (магнезитохромитового, хромомагнезитового, магнезитового), который укладывают на футеровку откосов. Чтобы шлак не размывал кирпичные стенки, стык стенок с откосами (уровень откосов) делают на 75-150 мм выше уровня порога рабочего окна. Толщина стенок в нижней части составляет 300-575 мм. Стойкость футеровки стен 75-350 плавок

Еще большее увеличение стойкости стен достигнуто в результате применения водоохлаждаемых элементов (панелей).

Водоохлаждаемые панели обычно применяют двух типов: плоские пустотелые и трубчатые в виде змеевика; их устанавливают вместо футеровки стен печи несколько выше откосов, заменяя всю футеровку или ее часть.

На поверхности панелей, обращенной внутрь печи, имеются шипы или ребра. Они удерживают наносимую на панель огнеупорную массу, а в процессе службы обеспечивают образование слоя шлакового гарниссажа. Стойкость панели достигает 7000 плавок.

Свод основных печей выкладывают из магнезитохромитового кирпича. Толщина свода составляет 230-460 мм.

Свод набирают из прямого и клинового кирпича на выпуклом шаблоне. При наборке свода в кладке оставляют три отверстия для пропускания электродов и отверстия для отвода печных газов. Стойкость свода составляет 125-225 плавок. Для кладки свода применяют так же высокоглиноземистые огнеупоры, отличающиеся повышенной термостойкостью.

Водоохлаждаемый свод находит все более широкое применение в связи с малой стойкостью сводов из огнеупорного кирпича. Водоохлаждаемые своды выполняют комбинированными - периферийную часть поверхности свода делают водоохлаждаемой, а центральную часть, во избежание возможного короткого замыкания между электродом и корпуса через свод, выполняют из огнеупорного кирпича.

2. Специальная часть

2.1 Материальный баланс

Расчет дуговой сталеплавильной печи производится для периода расплавления с подвалкой, так как в этот период электропечь потребляет большую часть электроэнергии.

Для выплавки стали марки сталь 10 используется шихта, содержащая 15% чугуна и 85% скрапа.

Читайте также: