Практична робота № 6

31.03.2020, 01.04.2020. практична на 2 пари

Практична робота № 6

Тема : Розрахунок розмірів , конструктивних елементів мартенівських печей.

Мета практичного заняття:

 Вивчити методику розрахунку основних конструктивних елементів мартенівських печей.

Хід виконання практичної роботи:

1.     Вивчити основні критерії вибору та розрахунку розмірів конструктивних елементів мартенівської печі.

2.     Виконати розрахунки обсягу шлаковиків.

Теоретичні положення.

     Найбільш відповідальною частиною мартенівської печі є робочий простір печі. Довжина робочого простору печі повинна бути такою, щоб факел горіння пального не виходив за його межі. Якщо довжина факелу більше довжини робочого простору, це шкідливо впливає на службу кладки робочого простору, вертикальних каналів, шлаковиків і навіть верху регенераторів. При визначенні довжини факелу використовують емпіричні залежності, які дозволяють визначити довжину факелу в залежності від теплоти горіння палива при різних теплових навантаженнях.

Розміри ванни характеризуються площею подини і глибини.

     Площа подини визначається добутком довжини ванни на її ширину на рівні порогів робочих вікон. Відношення довжини ванни до ширини повинно бути в межах 2,3 – 2,8; до того ж , чим більше садок печі, тим ближче це відношення до верхньої межі.

     Звичайно, задаючись площею подини, визначають глибину ванни за формулою;

                                                   

Де   V- об’єм ванни, який визначається за формулою;

                         

Де  Т – садка металу, т ;

   0,145 – питома вага сталі, м³/т;

   а – товщина шару шлаку ( приймається рівною 35 – 50 мм);

       S- площа поду, м²;

       К – коефіцієнт місткості ( приймається рівним 0,38 – 0,65). Для більших печей коефіцієнт К лежить в межах 0,50 – 0,65.

Висота зведення може бути визначена за формулою:

                                 

  Де                         Н – висота зведення,м ;

                               V_P – обʼєм зведення робочого простору,м³;

                                S – площа подини, м²;

Обʼєм  шлаковиків розраховується за формулою:

                             

    Де           К – кількість плавок за кампанію;

                    Т – садка печі,т;

                    Q – питома кількість осаджуючого шлаку, кг/т ( приймається від 3до 10 кг/т);

                    g - густина шлаку , т/м³ ( приймають 3 – 3,5 т/м³);

                    0,8 – коефіцієнт заповнення шлаковику.

Початкові данні для практичної роботи

№ варіанта	Садка металу,т	Площа поду , м2	Об’єм зведеневого робочого простору м3
1	150	62	42
2	200	65	45
3	250	75	55
4	300	85	65
5	350	95	75
6 7	400 450	100 150	85 95
8	500	200	100
9	550	250	110
10	600	300	120

практична робота №5, 30.03.2020

Практична робота на 30.03 2020 року

       

Практична робота № 5

Тема: Вивчення конструкції мартенівських печей за виробничими кресленнями.

Мета практичного заняття

1.     Вивчити конструкцію мартенівських печей.

Хід виконання практичної роботи .

1.     Вивчити конструкції мартенівських печей, які працюють скрап – процесом.

2.     Оформлення звіту по практичній роботі.

Методика виконання розрахунку.

     При виконанні практичної роботи використовуються робочі креслення мартенівських печей  заводу ім. К Лібкнехта та металургійного комбінату ім. Дзержинського , ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг».

     При вивченні конструкцій мартенівських печей розглядається принцип роботи мартенівських печей, їх класифікація, загальний пристрій та розташування  мартенівської печі , конструкція та призначення окремих елементів верхньої та нижньої будови печі.

     У звіті по практичній роботі повинні бути відображені вказані вище питання, а також надані технічні характеристики мартенівських печей.

Варіанти завдань до  практичної роботи № 5

.             

Перед Вами знаходиться загальний вид мартенівської печі :

1варіант. Описати верхню будову мартенівської печі, її конструкривні елементи та їх призначення.

2в. Описати нижню будову мартенівської печі, її конструкривні елементи та їх призначення.

3в. Вказати позицію регенератора, його будову і призначення.

4в. Вказати позицію зведення, його будову і типи зведень.

5в. Вказати позицію головок, їх будову і види головок.

6в. Вказати позицію шлаковиків , їх будову .

7в. Описати верхню будову мартенівської печі, її конструкривні елементи та їх призначення.

8в. Описати нижню будову мартенівської печі, її конструкривні елементи та їх призначення.

9в. Вказати позицію регенератора, його будову і призначення.

10в. Вказати позицію головок, їх будову і види головок.

лекція за 25.03.2020

     МОДУЛЬ 4.2.5.                    « Очисні споруди мартенівської печі»

                                                             

                                                                 

   Мета :                                        дати поняття студентам про будову

                                                       очисних споруд мартенівської печі

                                                            

   Тип уроку :                                            комбінований.

   Методи пояснення :                             розповідь, бесіда.

   Методи опитування :                           фронтальна бесіда.

   Наочні приладдя :                                 плакати і таблиці по темі.

ХІД ЗАНЯТТЯ

 1.Організаційна частина.

            1.2.Перевірка готовності аудиторії до уроку.

            1.3.Повідомлення модуля , мети і ходу уроку.

    2.Проведення фронтальної бесіди із студентами по попередньому модулю.

 2.1. Які елементи мартенівської печі охолоджуються водою?

 2.2. Де в мартенівській печі використовується випаровувальне охолодження?

 2.3. Які бувають види випаровувального охолодження?

3.Пояснення нового матеріалу

Димові труби  споруджуються повністю цегляними або металевими з внутрішньою футеровкою із шамотної цегли . Кладка  труби зовні закріплена металевими обручами ( через кожні 2 – 3 м ) .Висота труби в залежності від місткості печей коливається від 30 до 100 м . Втрати тепла через цегляну трубу менше ,  ніж  через металеву . Діаметр устя труби коливається від 1,2 до 3,0 м ; площа перетину устя  1,13 – 7,0 м² . Середня швидкість продуктів згорання в усті 1,45 – 3,4 м / с .  

     Чим більше тяга , що здійснюється трубою , в печах , тим кращі умови евакуації продуктів згорання , тим більшу кількість палива можна спалити в робочому просторі печей . Однак дуже велика тяга може привести до  підсосів холодного повітря в робочий простір печі і погіршити її роботу . Таким чином , тягу потрібно регулювати в залежності від теплового режиму плавки і стану печі .

     Вертикальні канали , димоходи , регенератори  і т.д. можуть також розглядатися, як димова труба невеликої висоти .

     Димососи  утворюють штучну тягу , необхідну при великих опорах димового тракту і при недостатній тягі , що здійснюється димовою трубою . При низькій температурі димових газів  ( не більше 673 – 723 К ) використовують центробіжні димососи прямої дії . Такі димососи встановлюють за казанами – утилізаторами , а при газоочмстці – за газоочистками . Недоліком димососів прямої дії являється низька стійкість лопастей вентиляторів .

     В основі тяги  непрямої дії лежить принцип ежекції . В мартенівських печах димососи непрямої дії використовують рідко .

     Встановлення за мертенівськими печами казанів – утилізаторів , в яких для отримання  пари використовується тепло  відходячих продуктів згорання, дозволяє наполовину скоротити  втрати тепла ( що досягають  25 – 35 % від загального , що надходить у піч ) , підвищити коефіцієнт корисної дії  печей . Казан – утилізатор розміщується на відхиленні загального димового борова , обладнаного спеціальним шибером . Продукти згорання  відбираються із боровів димососами , розміщеними за казанами – утилізаторами , і після використання викидаються в димову трубу з температурою 200 – 250 °С .

     Казани – утилізатори типів КУ – 125 , КУ – 100 –Г і КУ – 80 – 3 в основному влаштовуються димогарного типу з вимушеною циркуляцією пароводяної суміші . Перша цифра означає максимальну часову витрату продуктів згорання , що проходять через котел     ( тис . м³ / год ) . Припустимі температури продуктів згорання на вході в котел 650 – 850 °С ; параметри пари р =  1,0 – 1,5 МПа ; паропродукцій – ність котлів 10 , 30 , 40 т / год .

      Газоочистки .  За усими великими мартенівськими печами , особливо на печах , що працюють з інтенсивною продувкою ванни киснем , після проходження димовими газами казанів – утилізаторів  вони очищуються в гаоочистках  від пилу перед викидом в димові труби , а потім в атмосферу . На вході в газоочистку запи – ленність продуктів згорання під час продувки киснем складає 3 – 6 г / м³ , а між продувками 0,4 – 0,7 г / м³ .Приблизний хімічний склад пилу , % : Fe2O3 92,7 ; Аl2O3 0,9  ; СаО 1,65 ; МgО 0,9 ; МпО 1,1 ; SіО2  0,8 . Гази мартенівської плавки  містять  200 – 400мг / м³ оксидів азота ; 30 – 50 мг / м³ оксидів сірки , викид яких триває 10 – 30 % часу плавки.

      Газоочистки бувають двох видів : з мокрою і сухою очисткою . В схемах з мокрою очисткою встановлюють блоки високонапорних труб Вентурі циліндрич – ного і прямокутного перетину з регульованим перерізом горловини . Густина зрошення в трубах  1,0 – 1,3 л / м³ , ступінь очищення 98 % . В схемах сухої очист – ки використовують електрофільтри типу УГ . Ступінь очищення 98 – 99 %  . Завдяки відсутності спеціального циклу  оборотного водопостачання , меншим питомим енерговитратам на очищення, невисоким експлуатаційним витратам  надають переваги сухим  схемам у порівнянні з мокрою схемою газоочистки .

На відміну від стаціонарних печей робочий простір качаючоїся печі можна нахиляти під час роботи в сторони передньої та задньої стінок . Головки печі виконані стаціонарними , а між рухомим робочим простором і головками є зазори  п шириною 50 – 100 мм .Качаюча  піч має ряд технологічних  переваг перед стаціонарною . Так на рухомій печі легко витримувати шлаковий режим , вилучати любу кількість шлаку в найбільш сприятливий період плавки , залишати шлак в печі при випуску металу . Це дуже важливо , наприклад , при організації переробки високофосфористих чавунів . Крім того , рухома піч дає можливість випускати плавку в декілька ковшів різними порціями  і навіть отримувати із однієї плавки сталь різних марок , вводячи в кожний ковш різні розкислювачі і легуючі . Недо – ліками рухомих печей у порівнянні із стаціонарними явяляються більш висока вартість їх спорудження і експлуатації , знижені техніко – економічні показники роботи. Підвищена витрата палива і більш низьку продукційність пояснюють підсосами холодного повітря в зазари між робочим простором і головками . Менша стійкість футеровки і особливо зведення ( 230 -  250 плавок проти 400 – 600 плавок на стаціонарних печах ) пояснюється дією на вогнетривку кладку  додаткових механічних зусиль , що виникають при нахиленнях печі .

     Вказані недоліки обмежили розповсюдження рухомих печей в металургії . Тепер вони використовуються в основному для переробки шихти нестандартного складу або при роботі дуплекс – процесом .

     Робочий простір рухомої печі має значно більш жорсткий  металевий каркас , ніж стаціонарної . Подина печі опирається на міцну конструкцію із продольних балок , пов’язаних між собою ; конструкція має два опорних  сегмента . З допомогою роликів робочий простір переміщується при нахилах відносно опор печі .

     Слябові стійки робочого простору жорстко зв’язані знизу з опорною металоконструкцією , а зверху охоплюються  поясом із зварних балок . Крім того , передня та задня стінки  облицьовані стальним листом товщиною 30 мм . Кладка передньої і задньої стінок  нахилена на 23° до вертикалі . Нахил робочого простору при випуску плавки не перевищує цієї величини .

     Торці робочого простору  і головок  мають водоохолоджуванні кільця . Зазори між кільцями п повинні бути мінімальними і зумовлюються можливими перекосами  металоконструкцій робочого простору при його нахилах .

     Механізм нахилення робочого простору включає електродвигун , редуктори . загальний вал з двома шестернями і дві зубчасті рейки . Кінці рейок шарнірно закріплені на каркасі робочого простору , рейки знаходяться в зачіпленні з шестернями . Для запобігання від потрапляння рідкого металу і шлаку привід механізма нахилення розміщений в спеціальній камері , перекритій плитами , що знімаються . Камера розміщена в розливному прольоті нижче рівня підлоги

         Дати письмові відповіді на такі питання.

4.1.Які агрегати відносяться до димового тракту печі , дати їм характеристику ?

4.2.Дати характеристику газоочисткам .

4.3.Які особливості будови рухомих мартенівських печей ?

4.4.Переваги рухомих  печей та їх недоліки .

лекція за 24.03.2020

Конспект лекції на 24.03 2020 року

   МОДУЛЬ 4.2.4.                    « Перекидні та регулюючі пристрої марте -

                                                              нівської печі,призначення,вимоги,будова»

                                                                 

   Мета :                                        дати поняття студентам про будову

                                                       шлаковиків і регнераторів

                                                                

   Тип уроку :                                            комбінований.

   Методи пояснення :                             розповідь, бесіда.

   Методи опитування :                           фронтальна бесіда.

   Наочні приладдя :                                 плакати і таблиці по темі.

ХІД ЗАНЯТТЯ

 1.Організаційна частина.

            1.2.Перевірка готовності аудиторії до уроку.

            1.3.Повідомлення модуля , мети і ходу уроку.

    2.Проведення фронтальної бесіди із студентами по попередньому модулю.

 2.1. Які агрегати мартенівської печі відносяться до нижньої будови?

 2.2. Яке основне призначення шлаковиків?       

 2.3. Яка будова шлаковиків?

 2.4. Для чого призначені регенератори мартенівських печей?

 2.5. Які можуть використовуватися насадки регенераторів?

3.Пояснення нового матеріалу

     Борова мартенівських печей – це підземні димоходи призначені для відведення вентиляційного повітря ( для одноканальних печей) або вентиляторного повітря і газу для печей , що працюють на змішаному газі . Борова виконують прямокутної форми з напів  - циркуляційними зведеннями. Площа перетину боровів вибирають із розрахунку отримання швидкості продуктів згорання < 4 м / с. Для підвищення герметизації рівень пучка зведення боровів повинен бути нижче рівня підлоги цеха на 0,7 – 1,2 м .

   Металевий каркас – вогнетривка кладка мартенівських печей закрита в жорсткий металевий каркас , призначений для підвищення стійкості окремих елементів кладки шляхом наван – таження її від статичних , термічних і динамічних напружень . На залізобетонних устоях встановлюють  продольні  подові балки , скріплені в жорстку раму  з допомогою сполучних діафрагм . В районі середнього завалочного вікна подові балки захищені теплозахисним екраном . Поперек продольних подових балок встановлюють поперечні балки , на які вкладують металевий лист . Арматура передньої і задньої стін являє собою стійки ( сляби ) товщиною 80 – 100 мм , встановлені попарно і сполучені між собою спеціальними коробками . Форма слябів відповідає профілю передньої і зодньої стінок . Нижні кінці слябів прикріплені поперечними балками  до арматури подини . Верхні кінці сполучені між собою рігелями і продольним слябом , що обв’язує увесь каркас верха печі . До слябів передньої і задньої стінок кріпиться система підвісок основного зведення . Між вертикальними стійками встановлюють литі облицювальні плити , на які опираються бокові частини кладки подини і кладка передньої і задньої стінок . На рівні порогів завалочних вікон до підпорогових облицювальних плит прикріпляються металеві порогові плити , на які встановлюються рами завалочних вікон , які кріпляться до слябів клиновими з’єднаннями . До верхньої частини слябів зі сторони передньої і задньої стін на спеціальних кронштейнах  на тягах підвішуються підп’ятові і п’ятові балки . Арматура головок виконується так само , як і обв’язка робочого простору . На рівні подових балок встановлюється обв’язочна рама , яка з однієї сторони  кріпиться до продольних подових балок , а з другої опирається на стінки каркаса шлаковиків . До неї приварюють вертикальні сляби , сполучені зверху ригелями , і прикріплюють до верхнього обв’язочного пояса робочого простору . Каркас шлаковиків і регенераторів складається із верхньої , і нижньої обв’язочних рам , загальної для шлаковиків і регенераторів і вертикальних стійок , між якими встановлюється стальний лист . На печах , які мають плоскі підвісні або арочні основні зведення , до верхнього обв’язочного поясу прикріплюються рігеля для підвісок .

        Перекидні і регулюючі пристрої  служать для зміни напрямку газу і повітря або одного повітря і для регулювання тяги в печі . Найбільш розповсюдженою системою перекидки являється система із шиберів і клапанів . В якості димових клапанів частіше всього використовують шиберні заслінки , які складаються із литої рами і ковзаючій по оберненій поверхні рами литої заслінки . Рама і заслінка виготовляються як охолоджуванні  водою , так і неохолоджуванні . Для підвищення герметичності шибера раму встановлюють під кутом 20 – 25 ° до вертикалі . Для подачі вентилятор - ного повітря в борова використовують тарілчасті клапани з гідро – затворами або без них . Усі шибери і клапани зблоковані між собою і приводяться в рух електролебідками . Вимоги до шиберів та клапанів – герметичність та незначний опір руху повітря  і продуктам згорання .

    Рами завалочних вікон слугують холодильниками вертикальним слябам передньої стінки , направляющими для заслінок , захисту п’ятових балок від пошкоджень при завантаженні металевого брухту . Рама являє собою порожню охолоджуванну конструкцію , виготовлену із листової сталі . Вона має виріз , що відповідає формі завалочного вікна , охолодження рами випаровувальне.

 Заслінки завалочних вікон призначені для перекриття віконних пройомів з метою зниження втрат тепла , підсосів холодного повітря і забезпечення роботи обслуговуючого персоналу . Заслінки являють собою порожнинну , охолоджуванну  конструкцію , футеровану зі сторони робочого простору вогнетривкою цеглою .     П’ятові балки  передньої стінки служать опорою для зведення , являють собою порожнинну металеву конструкцію , що охолод – жується водою , охолодження випаровувальне .

     Поверхня балки , що прилягає до цегли зведення , має кут , що відповдає центральному куту зведення . Зовнішня поверхня балки повністю примикає до рами  завалочного вікна . Задні п’ятові балки  слугують опорою для зведення зі сторони задньої стінки . Вони бувають литими неохолоджуванними і породнинними охолоджуванними , охолодження випаровувальне .

Сталевипускні і шлакові жолоба  служать для випуску металу в ковшвилучення шлаку із печей в період плавлення . В залежнос – ті від місткості печей і вантажопід’ємності розливочних кранів існують одно - , дво – і триструмкові сталевипускні жолоба . Вони футеруються зсередини шамотною цеглою або набиваються різними вогнетривкими масами або бетонами . Жолоба на сучасних печах виконуютьс знімними . Регулювання металу при випуску на двострумковому  жолобі проводиться спеціальним регулювальним пристроєм , що складається із металевих стопорів , набраних стопорною катушкою і пробками , які підвішані на вилках до штанг . Опускання та підняття стопора проводять електролебід – кою . Жолоб прикріплюють на облицювальній плиті задньої стінки біля сталевипусконо отвору з допомогою спеціальних цапф на жолобі і провушин в плиті

  Водяне охолодження  ( охолоджуються заслінки завалочних вікон , рами шиберів , шибера ) забезпечує інтенсивне відведення тепла від елементів печей . Значення коефіцієнта тепловіддачі α залежить від густини теплового потоку , конструкції деталі , температури і швидкості охолоджуючої води і знаходиться в межах 10² - 10 Вт / ( м² ∙ К ).  Дільниці печей , не захищені футеровкою , сприймають теплові потоки в середньому 200 – 800 МВт / ( м² ∙ К ) , а футеровані або покриті шлаковим гарнісажем – від 5 до 150 МВт / ( м² ∙ К ) .

     Особливістю водяного охолодження являється низький припустимий рівень нагріву води . При нагріві води до 40 – 60 ° С  із води відбувається випадання солей у водоохолоджуємих деталях , утворення шламу , накипу на її стінках . Середній коефіцієнт теплопровідності біля накипу 0,3 Вт / ( м² ∙ К ) , що призводить до зростання термічного опору стінки і підвищенню її температури , тому вода при охолодженні дільниць печі повинна нагріватися   < 35 – 50 ° С , що призводить до великих її витрат . Використання оборотного цикла і хімічного очищення води робить дорожчою систему охолодження , але в цілому являється доречним .

     Випаровувальне охолодження . Розроблений принципово новий вид охолодження – випаровувальне , при якому використовується прихована теплота пароутворення , яка відводить тепло від охолоджуванних поверхонь деталей . Коефіцієнт тепловіддачі в кип’ячій воді від стінки значно більше , ніж в холодній воді , що здійснює умови для відбору тепла від стінки в кількості , необхідній для випаровування води , тобто 2260 МДж / кг , що значно більше ніж при водяному охолодженні . Схема випаровувального охолодження являється більш економічно вигідною у порівнянні з водяним , не дивлячи на додаткові витрати на хімічне очищення води , що надходить в баки - сепаратори , а потім в охолоджуємі деталі . Витрата води зменшується в 60 – 100 разів , в 9 – 10 разів збільшується стійкість охолоджуємих елементів у порівнянні з водяним охолодженням . Для випаровувального охолодження використовують пом’якшену деаеровану воду , при якій виключається утворення накипу . В мартенівських печах , двованних сталеплавильних агрегатах в схеми випаровувального охолодження включені наступні елементи печі : п’ятові балки передньої ( іноді і задньої ) стінки , рами завалочних вікон , кесони або амбразури пальникових пристроїв , охолодження стовбців передньої стінки . Існує дві схеми випаровувального охолодження з невимушеною і вимушеною циркуляцією води . При невимушеній циркуляції води в охолоджуванні деталі надходить із бака – сепаратора , розміщеного на висоті > 10 м від верха охолоджуємої деталі . Нагріта до температури кипіння паро – водяна суміш знову підіймається в бак – сепаратор . Циркуляція розвивається внаслідок різниці густин гарячої води і паро – водяної суміші . В бакі – сепаратор пар відділяється від води і відводиться для подальшого використання . В системах з вимушеною циркуляцією вода і паро – водяна суміш приводяться в рух циркуляційним насосом . Дослід експлуатації показує , що більшу надійність роботи і краще обслуговується схема з розміщенням баків – сепараторів на даху цеха в спеціальній галереї . Швидкість циркуляції в охолоджуємих деталях повинна бути > 0,4 – 0,8 м / с , а в опускних трубах < 2 м  / с . Продукти згорання із мартенівських печей відводяться димовими трубами                  ( невимушена тяга )  або димососами прямої або непрямої дії ( штучна тяга ). Сучасні мартенівські печі , що працюють з продівкою ванни киснем , обладнані димовими трубами , казанами – утилізаторами , газоочисними спорудами і димососами .

         Дати письмові відповіді на такі питання.

4.1. Для чого призначені борова мартенівської печі ?

4.2. Яка будова боровів ?

4.3. Для чого призначені перекидні та регулюючі пристрої ?

4.4. Яка будова перекидних та регулюючих пристроїв ?

4.5. Яка будова завалочних вікон ?

4.6. Для чого призначені сталевипускні і шлакові жолоба , їх будова ?

4.7. Які елементи мартенівської печі охолоджуються водою?

4.8. Де в мартенівській печі використовується випаровувальне охолодження?

4.9. Які бувають види випаровувального охолодження?