Файл: Общая информация о дуговой сталеплавильной печи.docx

Вт. (3.21)
Тепловые потери через футеровку подины ниже уровня откосов.

При конструировании подины было принято, что огнеупорная часть подины выполняется из шести слоев магнезитового кирпича марки МП-91 «на плашку» (5×65 мм) и набивки толщиной 100 мм из магнезитового порошка, замешанного на смеси смолы и пека. Для упрощения расчета коэффициент теплопроводности набивки принимаем таким же, как и для магнезитового кирпича. Для плотного магнезита марки МП-91:
(3.22)
Нижний изоляционный слой выполняем из листового асбеста толщиной 10 мм, укладываемого на металлическое днище, шамотного порошка общей толщиной 30 мм и легковесного шамота марки ШЛБ-1,3, суммарной толщиной 105 мм (один слой «на плашку»).Для упрощения расчета заменяем слои порошка и асбеста слоем легковесного шамота «на плашку» марки ШЛБ – 1,3, т.е. толщина теплоизоляционной части равна 145 мм. Коэффициент теплопроводности такого кирпича:
(3.23)
Для определения удельных потерь принимаем температуру внутренней поверхности футеровки подины t1=1600ºС и задаемся в первом приближении температурой внешней футеровки , а также температурой на границе огнеупорного и теплоизоляционного слоев футеровки .

При этих условиях: Вт/ ( м²/К), Вт/( м²/К), Вт/(м²/К).

Удельные тепловые потери в первом приближении:

, Вт/м².

Уточняем принятые температуры:
(3.24)
(3.25)
Так как принятая и уточненная температуры близки, расчет во втором приближении не производим.

Внешнюю поверхность футеровки подины определяем следующим упрощенным способом.

Примем, что эта поверхность состоит их двух поверхностей – поверхности - сферического сегмента, равной внешней поверхности футеровки свода

---

и цилиндрической поверхности , определяемой диаметром и высотой, равной полной глубине ванны до уровня откосов за вычетом высоты сферического сегмента .

При этом допущении, которое не дает существенной погрешности в практическом расчете, внешняя поверхность футеровки пода составляет:
(3.26)
,м².
Тепловые потери через футеровку подины:
(3.27)
,Вт.

Суммарные потери теплоты теплопроводностью через футеровку за период плавления равны:
МДж. (3.28)
Тепловые потери через рабочее окно.

В ДСП тепловые потери через рабочее окно могут достигать 2 – 6 %. Это объясняется значительными размерами оконного проема. Для защиты футеровки от разрушения окно обрамляется изнутри П-образной водоохлаждаемой коробкой. Тепловые потери излучения через рабочее окно определяются средней температурой печи и площадью рабочего проема

Площадь рабочего окна равна:
(3.29)

м²
Принимаем, что за период плавления рабочее окно открыто в течение 20 мин (0,33 ч).

Среднюю расчетную температуру излучающей поверхности печной камеры для периода расплавления примем равной ºС, коэффициент диафрагмирования . Тогда искомые тепловые потери излучением через рабочее по формуле:
(3.30)
МДж,
где Вт/(м²/К) – коэффициент излучения абсолютно черного тела;

– коэффициент диафрагмирования отверстия;

---

– средняя температура в печи, К;

– площадь рабочего окна, м²;

– время, в течение которого окно открыто, ч.

Тепловые потери с газами.

В современных дуговых сталеплавильных печах отсос газов обычно осуществляют через специальное отверстие в своде, а вытяжка запыленных газов в систему газоочистки производится вентиляторами высокой производительности.

Принимаем теплоемкость газов приблизительно равной теплоемкости воздуха.

Принимая среднюю температуру печных газов ºС, то теплоемкость воздуха .

Теплота, теряемая печью с уходящими газами, рассчитывается по уравнению:
(3.31)
МДж,
где - объем уходящих газов, м³; (из материального баланса)

- средняя теплоемкость газов, Вт/(м³/ºС);

- средняя температура уходящих газов, ºС

Потери теплоты с охлаждающей водой.

Потери теплоты с охлаждающей водой рассчитываются по формуле:
МДж, (3.32)
где - расход воды через водоохлаждаемые элементы;

- теплоемкость воды, Дж/(м³/К);

- температура уходящей воды (не должна превышать 40 – 45ºС во избежание интенсивного осаждения накипи на поверхности), ºС;

- температура воды в заводской магистрали, ºС. Обычно ºС.

Так как расход воды на охлаждение рамы и заслонки рабочего окна, сводовых уплотняющих колец и электрододержателей на рассчитываются, то принимаем тепловые потери с охлаждающей водой равными 2 % от затрат теплоты на нагрев, расплавление и перегрев металла и шлака.

---

Суммарные тепловые потери по этой статье равны:
=160 + 15631 + 245,3 =16036,3 МДж. (3.33)
Теплота, аккумулированная кладкой.

Эта теплота идет на компенсацию потерь раскрытой под загрузку и подвалку печи.

Тепловые потери печи в период межплавочного простоя можно определить следующим образом:

(3.34)
где - коэффициент неучтенных потерь, принимаемый обычно в пределах 0,1 – 0,2.

Принимая коэффициент неучтенных тепловых потерь определяем искомые потери:
МДж

Глава 4 Расчет электрических параметров печи

4.1 Электрический расчёт печи.

Суммарное количество электрической энергии которую необходимо выделить в дуговой сталеплавильной печи в период расплавления, можно найти из выражения:
, (4.1)
где – суммарное количество электроэнергии периода расплавления, кВт\ч;

– полезная энергия периода расплавления, МДж;

– потери тепла через футеровку, МДж;

– теплота экзотермических реакций, протекающих в ванне в период расплавления, МДж;

– теплота от окисления графитовых электродов, МДж;

– суммарные тепловые потери с уходящими газами и охлаждающей водой, а также через рабочее окно печи;

– электрический к.п.д.

Искомое количество электрической энергии при = 0,9 равно:
МДж.
4.2 Определение мощности печного трансформатора

---

Мощность трансформатора ДСП определяется по условиям расплавления, во время которого в печи расходуется наибольшая часть электроэнергии.

Средняя активная мощность, которую необходимо выделять в ДСП в период расплавления определяется по формуле:

, (4.2)
где - длительность расплавления, «под током», ч.

Принимая длительность расплавления «под током» =1,75ч, определяем среднюю активную мощность печи в период расплавления:
Мвт.
Зная среднюю активную мощность периода расплавления, можно определить необходимую кажущуюся мощность печного трансформатора:
МВт, (4.3)
где - коэффициент использования печного трансформатора в период расплавления, принимается в пределах 0,8 – 0,9;

- средний коэффициент мощности электропечной установки в период расплавления.

Принимая расчетные значения = 0,8 и = 0,85 определяем необходимую кажущуюся мощность трансформатора.

В качестве установленной мощности печного трансформатора принимают номинальную мощность печного трансформатора равной

= 9 МВА
Таблица 7 Тепловой баланс периода плавления ДСП-3

Приход	МДж	%	Расход	МДж	%
Теплота вносимая с электроэнергией	30240	60,48	Теплота, пошедшая на нагрев, расплавление, перегрев металла и шлака	29610,35	59,65
Теплота вносимая в печь с шихтой	4760	9,52	Тепловые потери теплопроводностью через футеровку	1933,65	3,87
Теплота экзотермических р-ций протекающих в ванне	12745,9	25,4918	Тепловые потери с излучением, охлаждающей водой и печными газами.	16036,3	32,97
Теплота от окисления графитовых электродов	1577,9	3,1558	Теплота, аккумулированная кладкой	1743,5	3,5
ИТОГО	49322,9	100	ИТОГО	49323,8	100

---