3.3 Метод определения профиля доменной печи по а.Н. Рамму

Анализируя профили отечественных и зарубежных доменных печей различного объема, профессор А.Н. Рамм установил зависимость их основных размеров (Н, d_г, D, d_к) от полезного объема и показал, что для большого диапазона его величин применимы формулы типа

х=СV₀ⁿ (22)

где С и n – постоянные коэффициенты для каждого из основных элементов профиля.

Высоты же отдельных частей печи могут быть выражены в долях полной высоты Н.

Таким образом, определив диаметр горна, распара и колошника не из соотношения их к общей высоте печи, а по полезному объему, А.Н. Рамм исправил ошибку А. Ледебура, подобрав такие показатели степени при V₀, которые обеспечивают достаточную точность получаемых значений.

То же относится и к серии так называемых «геометрически подобных» профилей, разработанных А.Н. Раммом путем сопоставления размеров больших доменных печей СНГ, США, имеющих лучшие показатели, с малыми печами Швеции. На базе этого сопоставления предложена серия рациональных профилей печей различного объема (во всех профилях углы наклона стен шахты и заплечиков одинаковы соответственно 85⁰14^' и 81⁰52'). Формулы Рамма для определения размеров доменных печей различного объема приведены в таблице 4.

Таблица 4 – Формулы А.Н. Рамма для расчета профиля доменной

печи

Параметры	Профиль
	Нормальный	Геометрически подобный
Диаметр, м: – распара D – горна dг – колошника dк Высота, м: – полная H – полезная Н0 – горна hг – заплечиков h3 – распара hp – конической части шахты – колошника hк	0,59 V00,38 0,32 V00,45 0,59 V00,33 5,55 V00,24 0,88Н 0,10Н 3,2 0,07Н 0,63Н-3,2 0,08Н	0,83 V01/3 0,9D 0,7D 3,35D 2,95D 0,35D 0,35D 0,20D 1,80D 0,24D

3.4 Метод определения профиля доменной печи по

Н.К. Леонидову

Основой методики расчета является обеспечение одинаковых условий схода шихты при различных режимах работы доменной печи, т.е.

С=(Δр _max –Δр)/Δр=р/Δр=const (23)

где р – давление шихты на уровне фурм и на колошнике Δр;

Δр_max – максимальная разность давлений газа на уровне фурм и на колошнике, при которой прекращается опускание шихты.

Понижение объемной интенсивности горения по мере увеличения размеров доменных печей указывает, по мнению Н.К. Леонидова, на то, что рассчитываемые без учета этого фактора профили не удовлетворяют указанному требованию. Для повышения объемной интенсивности горения целесообразно понижение отношения Н:D. Последнее подтверждается изменением профилей за период с 1929÷1957 гг., в которых отношение полезной высоты к распару уменьшилось с 3,79 до 2,94, а у печей, строившихся в 1958÷1975 гг., с 2,94 до 2,70. Отношение d_к:D за этот период также снизилось примерно на 10%. Повышение давления газа на колошнике, уменьшаемое объем, скорость и противодавление газа, при сохранении аэродинамической пропускной способности печи, дает возможность уменьшать диаметр колошника.

Н.К. Леонидов считает, что соотношение площадей сечения распара и колошника, распара и горна, разность их диаметров с увеличением абсолютных размеров печей должны возрастать, а углы шахты и заплечиков при относительно меньшем увеличении высоты печи уменьшаться.

Целесообразность этого подтверждается получением на практике противодавления газа в доменной печи (Δр), не превышающего веса шихты за вычетом сил трения. Хорошая физическая подготовка материалов уменьшает эти силы, а относительно «узкий» колошник и «широкий» распар способствуют повышению интенсивности плавки.

За основу расчета профиля принято соотношение объема печи и количества газов, т.е. время пребывания их в печи, поэтому при определении размеров отдельных зон профиля соотношение их объемов и поперечных размеров принимается постоянным, так же как и соотношение их высот. Исключением являются емкость и высота горна ниже оси воздушных фурм, определяемые производительностью печи и выходом шлака.

На основании таких выводов Н.К. Леонидов рекомендовал соответствующие зависимости для определения размеров профиля.

Диаметры, м:

1 Горна d_г=0,384 V₀^0,44 ;

2 Распара D=0,384 V₀^0,44 ;

3 Колошника d_к=0,593 V₀^0,33;

Высота, м;

1 Полезная Н₀=5,42V₀^0,2

2 Горна h_г=0,125Н₀;

3 Заплечиков h_з=0,110Н₀;

4 Распара h_р=0,08Н₀;

5 Шахты h_ш=0,60 Н₀;

6 Колошника h_к=0,095Н₀.

Таблица 4 – Исходные данные для расчета профиля доменной печи

№ Варианта	Производительность, т/сут	№ Варианта	Производительность, т/сут
1	4580	16	11280
2	2340	17	7600
3	11440	18	5000
4	3160	19	6700
5	7200	20	11350
6	3900	21	4680
7	6800	22	2540
8	4600	23	11000
9	6200	24	5160
10	5230	25	7550
11	10900
12	5684
13	5010
14	5095
15	11365

20