Расчет профиля доменной печи
Полезный объем доменной печи 
, м3, определяется по формуле:
,
где k – коэффициент, показывающий отклонение профиля доменной печи от цилиндра,
Примем k=0,54;
H0 – полезная высота доменной печи, м;
D – диаметр распара, м.
Отношение полезной высоты доменной печи к диаметру распара примем, как
Тогда диаметр распара D, м, будет определяться по формуле:
Высота распара 
. Примем 
Суточный расход кокса К определяется по формуле:
Условный расход топлива Кусл , определяется по формуле:
, 
где 
- удельный расход кокса, 
;
m – расход дополнительного топлива, 
;
э – коэффициент замены топлива. В нашем случае, расход дополнительного топлива (природного газа) составляет 120 
, значит э=0,7 (табл.)
представленный в таблице 1.
Таблица 1 – Коэффициенты замены топлива
| Вид топлива | Расход, 
| Коэффициент
замены, 
|
| Природный газ | до 100 | 0,8 |
| от 100 до 150 | 0,7 |
Интенсивность горения топлива I, 
, определяется по формуле:
,
где 
- максимальная интенсивность горения кокса без интенсификаторов, 
; 
- изменение интенсивности горения кокса за счет использования интенсификаторов. Определяется по формуле:
,
где 
- изменение интенсивности горения кокса за счет применения кислорода в дутье,%; 
- изменение интенсивности горения кокса за счет давления под колошником, %.
Площадь сечения горна S, м2, определяется по формуле:
,
где 
- условный коэффициент расхода топлива, ,
– интенсивность горения топлива, 
.
Площадь сечения горна S, м2, определяется так же по формуле:
,
где 
- диаметр горна, м.
Откуда определяется диаметр горна , м, по формуле:
Проверка. Определим соотношение диаметров распара D и диаметра горна :
Полученное соотношение 1,08 находится в указанном диапазоне.
Пересчет площади горна:
Высота горна 
, м, определяется по формуле:
,
где 
- конструктивный размер, =0,4 м.
- высота металлоприемника, м. Определяется по формуле:
- объем горна, приходящийся на 1 т выплавленного чугуна, 
Тогда: 
Высота заплечиков 
. Примем 
.
Угол наклона заплечиков 
,° определяется по формуле:
,
где 
- диаметр распара, м;
- диаметр горна, м;
- высота заплечиков, м.
Для современных доменных печей принято значение угла наклона заплечиков 
. Полученное при расчете значение находится в указанном диапазоне.
Для современных доменных печей принято соотношение диаметра колошника и диаметра распара: 
. Примем 
.
Откуда определяется диаметр колошника 
,м:
,
Для современных доменных печей принята высота колошника 
. В расчете примем 
Объемы цилиндрических частей профиля доменной печи Vx, м3, определяются в общем виде по формуле:
Цилиндрические элементы печи – горн, колошник, распар.
Объем заплечиков определяется Vз, м3, по формуле:
где hз – высота заплечиков, м;
D – диаметр распара, м;
dг – диаметр горна, м.
Объем шахты 
, м3, определяется по формуле:
Объем шахты , м3, так же определяется формулой:
где hш – высота шахты, м;
D – диаметр распара, м;
dк – диаметр колошника, м.
Откуда высота шахты 
, определяется по формуле:
Угол наклона шахты 
, °, определяется по формуле:
где hш – высота шахты, м;
D – диаметр распара, м;
dк – диаметр колошника, м.
Для современных доменных печей принято значение угла наклона шахты 
. Полученное при расчете значение находится в указанном диапазоне.
Пересчет объема шахты:
Пересчет полезного объема печи осуществляется с учетом найденных значений объемов частей печи:
В исходных данных указан полезный объем 
, который отличается от полученного в результате расчета менее чем на 
, что допустимо.
Полезная высота 
определяется по формуле:
Полученные размеры профиля сведены в таблицу 2.
Таблица 2 – Размеры профиля доменной печи полезным объемом 2800 м3
| Параметр | Величина, м |
| 2800 м3 |
| 12,4 |
| dk | 8,7 |
| 11,45 |
| 2,0 |
| 19,9 |
| 1,7 |
| 3,0 |
| 3,4 |
| 3,8 |
| 30,4 |