|
|
0,290 |
0,57 |
0,81 |
5,000 |
0,088 |
0,023 |
2,52 |
0,79 |
12,6 |
|
|
Магне-зито-хромит |
0,006 |
0,004 |
- |
0,06 |
0,002 |
- |
- |
- |
0,011 |
0,10 |
|
Метал-лошихта |
- |
- |
0,14 |
- |
- |
0,023 |
- |
0,40 |
0,074 |
0,63 |
|
Добав-ка из-вести |
0,046 |
0,007 |
- |
0,04 |
1,117 |
0,001 |
- |
- |
0,005 |
1,22 |
|
Итого |
2,552 |
0,301 |
0,71 |
0,92 |
6,119 |
0,112 |
0,025 |
2,92 |
0,88 |
14,6 |
Основность шлака равна:
41,91/17,48 = 2,4
Выход металла:
Мж.ст. = 91,16 – 1,41 – 0,311 – 0,0518 – 14,577 · 0,05 + 0,27 = 88,68 кг.
Количество [FeO], образовавшегося за счет окисления железа во втором периоде плавки
[FeO] = 2,92 – 1,886 = 1,034 кг.
Количество [Fe2O3], образовавшегося за счет окисления железа во втором периоде плавки
[Fe2O3] = 0,531 – 0,357 = 0,174 кг.
Расход кислорода на окисление железа до [FeO]
1,034 · 16/72 = 0,230 кг.
При этом окислится железа
1,034 – 0,230 = 0,804 кг.
Расход кислорода на окисление железа до [Fe2O3]
0,174 · 48/160 = 0,052 кг.
При этом окислится железа
0,174 – 0,052 = 0,122 кг.
Количество корольков в шлаке примем 5%
14,577 · 0,05 = 0,729 кг.
Количество кислорода, поступившего из атмосферы
5 · 54 · 100/250000 = 0,108 кг.
Количество кислорода, которое пошло на окисление элементов:
ОΣ = ОС + ОMn + OP + OFe шл + ОFe пыль (9)
ОΣ = 2,306 + 0,230 + 0,052 + 0,027 = 2,615 кг.
Количество кислорода, которое надо подать через фурмы:
2,615 – 0,108 = 2,507 кг.
Необходимое количество технического кислорода
2,507 · 22,4/0,95 · 32 · 0,9 = 2,053 м3/100 кг.
Количество неусвоенного кислорода
2,053 · 0,1 = 0,2053 м3
Количество азота
2,053 · 0,05 = 0,103 м3
Материальный баланс второго периода плавки представлен в таблице 10.
Таблица 10 – Материальный баланс второго периода плавки
Поступило
Получено
Источники
Масса, кг
Источники
Масса, кг.
1
2
3
4
Металл
91,160
Сталь
88,680
Продолжение таблицы 10
1
2
3
4
Шлак
12,600
Шлак
14,577
Магнезитохромит
0,100
Корольки
0,729
Доломит
0,300
Бурый дым
0,502
Кислород из атмосферы
0,108
Газы
СО
2,170
Технического кислорода
2,930
СО2
0,183
Извести
1,314
N2
0,103
О2
0,205
SO2
0,0036
Итого
108,512
Итого
107,235
Материальный баланс всей плавки представлен в таблице 11
Таблица 11 – Материальный баланс всей плавки, кг.
Поступило
Получено
Источники
Масса, кг
Источники
Масса, кг.
1
2
3
4
Металлошихта
100,00
Сталь
88,68
Магнезитохромит
0,300
Потери с корольками
1,07
Доломит
1,500
Шлак
10,228
Кислород из атмосферы
0,418
Бурый дым
1,192
Технический кислород
6,967
Газы
СО
6,370
Извести
1,314
СО2
3,080
Известняк
6,908
N2
0,337
O2
0,707
H2O
0,201
Продолжение таблицы 11
1
2
3
4
Итого
117,407
Итого
116,226
2.1.4 Тепловой баланс рабочего пространства
Тепловой баланс рабочего пространства двухванной печи рассчитывается для одной камеры (расчет ведем на всю плавку)
Приход тепла
Физическое тепло чугуна
Физическое тепло чугуна считается по формуле:
Qчуг = Мчуг · [СТВ · tпл + q + Cжид · (tжид - tпл] (10)
где Qчуг – физическое тепло чугуна, кДж;
СТВ – средняя удельная теплоемкость твердого чугуна, кДж/ (кг · ºС);
tпл – температура плавления чугуна, ºС;
q – скрытая теплота плавления, кДж/кг;
Cжид – средняя удельная теплоемкость жидкого чугуна, кДж/(кг · ºС);
tжид – температура жидкого чугуна, ºС.
Qчуг = 250000 · 0,65 · [0,178* 1200 + 52 + 0,2 (1350 – 1200) ] = 201,267 кЛж
Тепло шлакообразования
SiO2 → (CaO)2 · SiO2 ………………. 0,69 · 60 · 554 · 2500/28 = 2,05 · 10ºккал
Р2О5 → (СаО)3 · (Р2О5) …………….. 0,045 · 142 · 1132 · 2500/62 = 0,292· 10ºккал
Σ Qшл = 2,342 · 10ºккал
Физическое тепло скрапа
Qскр = 0,112 · 20 · 35 · 2500 = 0,169 · 106 ккал
Тепло экзотермических реакций
Тепло экзотермических реакций определяется по формуле:
Qэкз = ∆Н1 · ∆С1 · 2500 (11)
где Qэкз – тепло, выделяемое экзотермическими реакциями, 106 ккал
∆Н1 – тепловой эффект химической реакции, 106 ккал
∆С1 – изменение концентрации i-го компонента, кг.
Таблица 12 – Тепло экзотермических реакций, 106 ккал
С → СО
(1,8 + 0,93) · 8134 · 2500 = 55,535
Si → SiO2
0,69 · 7423 · 2500 = 12,8
Mn → MnO
0,565 · 1758 · 2500 = 2,48
P → P2O5
0,045 · 5968 · 2500 = 0,670
Fe → Fe2O3 (в дым)
(0,5 + 0,503) · 1758 · 2500 = 3,53
Fe → Fe2O3 (в шлак)
(0,357 + 0,074) · 1758 · 2500 = 1,89
Fe → FeO
(0,4 + 1,886) · 1150 · 2500 = 6,57
Итого: ΣQэкз = 3,53 + 1,89 + 6,57 + 0,67 + 2,48 + 12,8 + 55,54 = 82,89 · 106 ккал
Химическое тепло природного газа
Расход природного газа принимаем за х и определяем химическое тепло природного газа по формуле:
Qпр.газ = ∆Нпр.газ · 2500 · х (12)
где Qпр.газ – химическое тепло природного газа, МДж;
∆Нпр.газ – тепловой эффект реакции горения природного газа, 106 ккал/м3;
х – расход природного газа, м3.
Qпр.газ = 8291 · х
Расход тепла
Физическое тепло стали
Физическое тепло стали определяется по формуле:
Qст = Мст · [СТВ · tпл + q + Cжид · (tжид - tпл], (13)
где Qст – физическое тепло стали, кДж;
Мст – масса стали, кг;
СТВ – средняя удельная теплоемкость твердой стали, кДж/ (кг · ºС);
tпл – температура плавления стали, ºС;
q – скрытая теплота плавления стали, кДж/кг;
Cжид – средняя удельная теплоемкость жидкой стали, кДж/(кг · ºС);
tжид – температура жидкой стали, ºС.
Температура плавления стали определяется по формуле:
tпл = Тлик – 80 · [% С], (14)
где Тлик – температура ликвидуса, ºС;
[% С] – содержание углерода в металле, массовая доля, %
tпл = 1539 – 80 · (0,04) = 1536ºС
Qст = [0,167 · 1536 + 65 + 0,2 · (1600 – 1536)] · 88,68 · 2500 = 74,12 106 ккал
Физическое тепло шлака и корольков
Физическое тепло шлака определяется по формуле:
Qшл = (0,298 · 1550 + 50) · 12,6 · 2500 + (0,298 · 1630 + 50) · 1,98 · 2500 +
+ (2,298 · (1630 – 1550) + 50) · 12,6 · 2500 = 21,10 · 106 ккал
Тепло, уносимое продуктами горения.
Принимаем температуру отходящих газов равной 1650ºС
СО 1650х · 0,569 · 0,974 = 914,4х
Н2О 1650х · 0,444 · 1,925 = 1410х
N2 1650х · 0,347 · 0,332 = 190х
Qпр.г. = 2514,4 · х
Тепло на разложение известняка
Qизв = 6,908 · 2500 · 425 = 7,34 · 106 ккал
Тепло на испарение влаги и нагрев паров
Qисп = (1 · 100 + 539 + 0,444 · 1650 · 22,4/18 – 0,36 · 100 · 22,4/18) · 2500 ·
· 0,201 = 0,76 · 106 ккал
Тепло для нагрева СО выделяющегося из ванны
QСО = 0,569 · 1650 · 6,37 · 2500 · 22,4/28 = 11,96 · 106 ккал
Тепло для нагрева СО2 и SO2 выделяющихся из ванны
QСО2, SO2 = 0,569 · 3,08 · 2500 · 22,4/44 + 0,569 · 1650 · 0,0036 · 2500 · 22,4/64 =
= 3,68 · 106 ккал
Тепло для нагрева неусвоенного N и О
Qнеусв. = 0,347·1650· 2500 · 0,337 · 22,4/28 + 0,368 · 1650 ·2500 · 0,707 · 22,4/32= = 1,13 · 106 ккал
Тепло, уносимое бурым дымом
Qб.л. = (0,294 · 1650 + 50) · 1,192 · 2500 = 1,59 · 106 ккал
Потери тепла на охлаждение печи
Расходы воды на одну крышку 6 м3/ч тогда на три крышки 6 · 3 = 18 м3/ч.
Расход воды на столбики 2 · 6 = 12 м3/ч, на амбразуру шлаковой летки 4 м3/ч.
Итого воды на охлаждение печи 34 м3/ч.
Qохл.п. = 34000 · 20 · 4,3 = 2,9 · 106 ккал
Тепло на охлаждение кислородных фурм
Qохл.к.ф. = 3 · 2,43 · 0,2 · 4,2 · 300000 · 3,14 = 5,76 · 106 ккал
Тепло на охлаждение рам завалочных окон и пятовых балок
Расход воды равен 3,6 м3/ч. Выход пара составляет 90%, то есть 3,6 · 0,9 =
= 3,24 м3/ч.
Нагрев воды на 90ºС потребует тепла
Qз.о., п.б. = (3,6 – 3,24) · (90 – 20) · 1000 · 4,3 = 0,1 · 106 ккал
Потери тепла на получение пара
Qпол. пара = [(100 – 20) + 535 + 0,36 (150 – 100) · 22,4/18] · 3,24 · 1000 · 4,3 =
= 8,9 · 106 ккал
Таким образом, потери тепла на охлаждения рабочего пространства
Qраб.пр = Qохл.п. + Qохл.п.ф. + Qз.о, п.б. + Qпол.пара = 17,76 · 106 ккал
Потери тепла через кладку принимаем 4%
Qкл = 0,04 (133,46 · 106 + 8291х) = 5,34 · 106 + 331,64х
Потери тепла через окна и гляделки 0,95%
QОКН = 0,0096 (133,46 · 106 + 78,76 · х
Потери тепла на диссоциацию Н2О и СО2 равны 0,5%
Qдис = 0,005 · 82911 · х
Потери тепла с выбивающимися газами составляют 0,4%
Qвыб = 0,004 · 82911 · х = 33,16х
Полный расход тепла
Qрасх = Qвыб + Qдис + Qокн + Qкл + Qраб.пр. + Qб.л. + Qнеусп + QCO2, SO2 +
+ QCО + Qисп + Qпр.г. + Qшл + Qст (15)
Qрасх = 146,64 + 2999,42 · х
Qприх = Qрасх (16)
133,46 · 106 + 82,9х – 146,64 · 106 + 2999,42х
х = 2490 – расход природного газа на плавку
Тепловой баланс плавки приведен в таблице 13.
Таблица 13 – Тепловой баланс рабочего пространства камеры двухванной печи
Приход тепла
Расход тепла
Статьи затрат
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.