Определяем объем жидкого металла в количестве, равном номинальной емкости печи

V=u×G_Ж (10)

V=0,145×300=43,5 м³,

где u - удельный объем жидкой стали, принимаемый 0,145 м³/т.

Для сфероконической ванны примем отношение диаметра зеркала металла к глубине ванны металла (из таблицы 1):

а=Д/Н (11)

от (4-7) для 300 т печи а=5,25.

Тогда:

С=0,875+0,042×а (12)

С=0,875+0,042×5,25=1,096

Диаметр зеркала жидкого металла

Д=2000×С×

Д=2000×1,096× =2192×3,51=7710 мм

Глубина ванны по жидкому металлу

Н=Д/а (13)

Н=7710/5,25=1470 мм

Расчетный объем шлака принимаем равным от 10 до 15% от объема жидкого металла

V_ШЛ=0,15×V (14)

V_ШЛ=0,15×43,5=6,52 м³

Высота сферического сегмента Н_С принимается равной 20% от общей глубины жидкого металла Н

Н_с=0,2×Н (15)

Н_с=0,2×1470=294 мм

Высота слоя шлака

(16)

где Д – диаметр зеркала жидкого металла, м(!);

 

,

Диаметр зеркала шлака

Д­_ШЛ=Д+2×Н_ШЛ (17)

Д­_ШЛ=7710+2×140=7990 мм

Диаметр ванны на уровне порога рабочего окна выбираем с таким расчетом, чтобы уровень порога был на 40 мм выше уровня зеркала шлака

Д_П=Д_ШЛ+2×40 (18)

Д_П=7990+80=8070 мм

Уровень откосов рекомендуется принимать на 50-100 мм выше уровня шлака во избежание усиленного размывания шлаком основания футеровки стены. Принимаем диаметр ванны на уровне откосов ровным.

Д_ОТ=Д_П+2×60 (19)

Д_ОТ=8070+120=8190 мм

Внутренний диаметр футеровки стены Д_СТ принимаем на 200 мм больше диаметра ванны на уровне откосов, чтобы защитить основание стены от разрушения при размывании откосов шлаком, а также несколько отдалить от источников высокотемпературного излучения – электрических дуг.

Д_СТ=Д_ОТ+200 (20)

Д_СТ=8190+200=8390 мм

Высоту плавильного пространства от уровня откосов  до верха стены лучше принимать по данным практики:

- для печей емкостью 0,5-6 т. Н_ПЛ=(0,5-0,45) ×Д_ОТ;

- для печей емкостью 12-50 т. Н_ПЛ=(0,45-0,4) ×Д_ОТ;

- для печей емкостью 100-200 т. Н_ПЛ=(0,38-0,34) Д_ОТ;

Принимаем:

Н­_ПЛ=0,36×Д_ОТ (21)

Н­_ПЛ=0,36×8190=2950 мм

Диаметр свода Д_СВ несколько больше диаметра цилиндрической части стен и равен:

- для печей средней и малой емкости (1,2-1,3) × Д_СТ;

- для печей емкостью 100т (1,1-1,15) × Д_СТ

Принимаем:

Д_СВ=1,1×Д_СТ (22)

Д_СВ=1,1×8390=9230 мм

Стрела выпуклости свода h_СВ составляет для основного слоя от Д_СВ/7 до Д_СВ/8.

Принимаем:

h_СВ=Д_СВ/7 (23)

h_СВ=9230/7=1300 мм=1,3м;

Радиусы сфер свода и днища принимаем по данным эксплуатации отечественных дуговых сталеплавильных печей равным: (см. л.8, табл.2)

R_СВ=8880 мм;

R_ДН=11164 мм.

 

3.4 Выбор футеровки печи и диаметра кожуха (по л.8, табл.2)

Толщину футеровки стены на уровне откосов принимаем равной 500 мм из расчета выкладки основания стены магнезитовым огнеупором толщиной 460 мм с засыпкой 40 мм, зазора между кирпичной кладкой и кожухом печи. Тогда внутренний диаметр кожуха равен

Д_К=Д_СТ+2×500 (24)

Д_К=8390+1000=9390 мм

При цилиндрическом кожухе вертикальные стены выполняются уступами из магнезитохромитового огнеупора, с постепенным уменьшением толщины стены от основания до верха. Исходя из стандартных размеров длины огнеупоров (300, 380, 460 мм) принимаем три размера толщины стены, с учетом засыпки(40мм):500мм, 420мм = 0,42м, 340мм. /л.8, табл.2/

Засыпка выполняет роль демпферного слоя, компенсирующего тепловое расширение кирпичной кладки стены. С точки зрения теплоизоляции роль засыпки незначительна. Чем выше теплопроводность засыпки, тем легче условия работы огнеупорной кладки. Ввиду этого в качестве материала засыпки используют крошку из отходов магнезитовой кладки и можно использовать отходы графитизированных электродов.

Свод печи тоже выполняется из магнезитохромитового огнеупора толщиной  S _св =460 мм =0,46м / л.8, табл.2/, без дополнительной тепловой изоляции.

 

3.4.1 Футеровка подины /по л.8, табл.2/

Теплоизоляционное основание выполнено из легковесного шамота суммарной толщиной 260 мм. Огнеупорная кладка из магнезитового кирпича суммарной толщиной 575 мм, и магнезитовой набивки толщиной 125 мм. Суммарная толщина подины S _ст =960 мм=0,96м.

 

Размеры рабочего окна

Размеры рабочего окна необходимо выбирать такими, чтобы мульда свободно входила в печь. Размеры окна должны также обеспечивать возможность осмотра и заправки печи.

Исходя из загрузки в печь мульдами шлакообразующих и легирующих материалов, размеры рабочего окна можно принять равными: /л.8, табл.1/

B x h = 1600x1600 мм

Боковые поверхности и верх оконного пролета обрамляются П-образной водоохлаждаемой рамой. Заслонка рабочего окна выполняется в виде водоохлаждаемой нефутерованной коробки.