Расходные статьи теплового баланса

а) Физическое тепло жидкого металла

Q_М = (54,8 + 0,84 × t_М) × G_М,

где Q_М – теплосодержание жидкого металла, кДж;

t_М – расчетная температура металла, ˚С;

G_М – выход жидкого металла, кг.

Известно: G_М = 90,67 кг (см. п.8).

Тогда Q_М = (54,8 + 0,84 × t_М) × 90,67 = 4969 + 76,164 × t_М.

б) Физическое тепло шлака

Q_Ш = (2,09 × t_М – 1379) × G_Ш,

где Q_Ш – теплосодержание жидкого шлака, кДж;

G_Ш – количество образующегося шлака, кг.

Известно: G_Ш = 12,576 кг (см. табл. 9).

Тогда Q_Ш = (2,09 × t_М – 1379) × 12,576 = 26,284 × t_М – 17343.

в) Физическое тепло отходящих газов

Q_Г = (1,32 × t_Г – 220) × (G_СО + G_СО2),

где Q_Г – теплосодержание образующихся газов, кДж;

t_Г – средняя температура отходящих газов, ˚С (обычно t_Г = 1900-2100 ˚С);

G_СО – количество образующегося СО, кг;

G_СО2 – то же СО₂, кг.

Известно: G_СО = 6,447 кг; G_СО2 = 2,677кг (см. табл. 11).

Принимаем t_Г = 2000 ˚С.

Тогда Q_Г = (1,32 × 2000 – 220) × (6,447 + 2,677) = 22081,1 кДж.

г) Затраты тепла на разложение оксидов железа неметаллических материалов

Эта статья теплового баланса рассчитывается по формуле, аналогичной для расчета Q_Fe в приходной части этого баланса. Для расчета учитывают только оксиды железа, поступающие в конвертер с неметаллическими материалами (см. табл. 9):

Q_Fe = 3707 × 0,037 + 5278 × 0,457 = 2548,7 кДж.

д) Потери тепла с выносами и выбросам

Q_В = (54,8 + 0,84 × t_МС) × G_В,

где Q_В – потери тепла с выносами и выбросами, кДж;

t_МС – средняя температура металла, ˚С (обычно наибольшие выносы и выбросы наблюдаются в период максимальной скорости окисления углерода, когда температура металла находится в интервале 1500-1600 ˚С);

G_В – общее количество выносов и выбросов, кг.

Известно: G_В = 1,0 кг. Принимаем t_МС = 1550 ˚С.

Тогда Q_В = (54,8 + 0,84 × 1550) × 1,0 = 1356,8 кДж.

е) Затраты тепла на пылеобразование

Q_Д = (54,8 + 0,84 × t_Г) × G_П,

где Q_Д – затраты тепла на пылеобразование, кДж;

G_П – общее количество пыли, кг.

Известно: G_П = 0,913 кг (см. п.8).

Тогда Q_Д = (54,8 + 0,84 × 2000) × 0,913 = 1583,7 кДж.

ж) Тепло на разложение карбонатов

Q_К = 4038 × G_ИК,

где Q_К – тепло, затрачиваемое на разложение карбонатов (на обжиг недоразложившегося известняка в извести - недопала), кДж;

G_ИК – количество СО₂ в извести, кг.

Известно: G_ИК = 0,301 кг (см. табл. 11).

Тогда Q_К = 4038 × 0,301 = 1214,6 кДж.

з) Тепловые потери

В эту статью (Q_П) включают все виды тепловых потерь и неучтенные статьи расхода тепла. Обычно они составляют 2-4% от общего прихода тепла. Приняв величину тепловых потерь равной 3% от прихода тепла получим: Q_П = 191037 × 3 / 100 = 5731,1 кДж.

Общий расход тепла составит

4969 + 76,164 × t_М + 26,284 × t_М – 17343 + 22081 + 2549 + 1357 + 1584 +

+ 1215 + 5371 = 22142 + 102,448× t_М.

Приравняв приходную и расходную части теплового баланса, определим температуру жидкого металла в конце продувки.

Определим величину перегрева металла над температурой начала затвердевания (см. п.3).

T_ПЕР = 1649 – 1530 = 119 ˚С.

Полученная величина перегрева находится в рекомендованном интервале: 100-120 ˚С (см. табл. 2). Для упрощенного расчета, допустимыми отклонениями от границы этого интервала могут быть ± 5˚С. При больших отклонениях необходимо скорректировать расход металлического лома из расчета: 1% лома снижает температуру металла на 15-20˚С. После этого расчет нужно повторить до получения значения температуры в области допустимых отклонений.

Составим тепловой баланс плавки в конверторе (табл. 13.).

Таблица 13 – Тепловой баланс плавки в конвертере с верхней продувкой

Приход тепла	Расход тепла
Статьи прихода	Количество	Статьи расхода	Количество
кДж	%	кДж	%
Физическое тепло жидкого чугуна		51,3	Физическое тепло жидкого металла		68,3
Тепловой эффект реакций окисления		36,4	Физическое тепло шлака		13,6
Химическое тепло образования оксидов железа шлака		8,6	Затраты тепла на разложение оксидов железа неметаллических материалов		1,3
Тепловой эффект реакций шлакообразования		3,0	Физическое тепло отходящих газов		11,6
Тепло дожигания СО		0,8	Потери тепла с выносами и выбросами		0,7
			Затраты тепла на пылеобразование		0,8
			Тепло на разложение карбонатов		0,6
			Тепловые потери		3,0
Итого			Итого

Дата добавления: 2015-07-07