124933 (Кислородно-конвертерная плавка при переделе обыкновенных чугунов), страница 3

Табл. 2.5 Количество и состав газов

Составляем сводную таблицу материального баланса.

Табл. 2.6 Материальный баланс плавки (до раскисления)

Невязка = = = 0,087%

Допустимая невязка 0,2%

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ

Расчет ведется на 100 кг металлошихты.

ПРИХОД ТЕПЛА:

= , кДж, (3.1)

где – физическое тепло жидкого чугуна;

– химическое тепло реакций окисления примесей металлошихты;

– химическое тепло реакций шлакообразования;

– химическое тепло реакций образования оксидов железа шлака;

– химическое тепло испарения железа до оксида железа;

– физическое тепло миксерного шлака.

Физическое тепло жидкого чугуна, кДж

= (3.2)

где – количество чугуна, кг;

– теплоемкость твердого чугуна (0,755 кДж/(кг · град);

– теплоемкость жидкого чугуна (0,92 кДж/(кг · град);

– температура заливаемого в конвертер чугуна, ;

– температура плавления (ликвидуса) чугуна (1150 – 1200 );

– скрытая теплота плавления чугуна (218 кДж/кг).

= 79,22[0,755∙1150 + 218 + (1340 – 1150) ∙ 0,92] = 99900,4 кДж

Химическое тепло окисления примесей металлошихты, кДж

Табл. 3.1 Химическое тепло окисления примесей

Химическое тепло реакций шлакообразования, кДж

Принимаем, что весь SiO2 и P2O5 в шлаке связываются в соединения с оксидом кальция по реакциям:

SiO2+ 2СаО = кДж/ кг

P2O5 + 4СаО = кДж/ кг

тогда

= ; (3.3)

= 2,119∙2300 + 0,089∙4860 = 5301,4 кДж

Химическое тепло реакций образования оксидов железа шлака, кДж

= ,

где – количество тепла железа, окислившегося до ;

– количество тепла железа, окислившегося до .

кДж/кг;

кДж/кг.

= ; (3.4)

= 0,007∙14,379∙6,92∙7320 + 0,0078∙14,379∙13,86∙4820 = 12591,1 кДж

Химическое тепло реакций окисления железа до оксида железа дыма, кДж

= , (3.5)

= 1,2∙7370 = 8844 кДж

Физическое тепло миксерного шлака, кДж

= , (3.6)

где – средняя температура миксерного шлака, ;

=

= 1340 – 16 = 1324

– средняя теплоемкость миксерного шлака, кДж/(кг∙град)

= ;

= 0,73 + 0,00025(1324 + 273) = 1,13 кДж/(кг∙град)

= 210 кДж/кг – скрытая теплота плавления миксерного шлака;

= 0,63(1,13∙1324 + 210) = 1074,9 кДж

= 99900,4 + 65065,6 + 5301,4 + 12591,1 + 8844 + 1074,9 = 192777,4

Расход тепла, кДж

= , (3.7)

где – физическое тепло жидкой стали;

– физическое тепло конечного шлака;

– тепло отходящих газов;

– тепло диссоциации влаги, вносимой шихтой;

– тепло диссоциации шихтовых материалов;

– тепло диссоциации оксидов железа, внесенных шихтой;

– тепло, уносимое оксидом железа дыма;

– тепло, уносимое железом выбросов;

– тепло, уносимое железом корольков;

– потери тепла на нагрев футеровки, излучением через горловину, на нагрев воды, охлаждающей фурму и другие неучтенные потери.

Физическое тепло жидкой стали, кДж

= , (3.8)

где = 0,70 кДж/(кг · град) – теплоемкость твердого металла;

= 0,84 кДж/(кг · град) – теплоемкость жидкого металла;

– температура металла в конце продувки;

– температура плавления (ликвидуса) металла, ;(см. раздел 1)

= 285 кДж/кг – скрытая теплота плавления металла.

= 90,31[0,70∙1507 + 285 + (1614 – 1507) ∙ 0,84] = 129123,4кДж

Физическое тепло жидкого шлака, кДж

= , (3.9)

где

= 0,73 + 0,00025 – средняя теплоемкость конечного шлака,

= 0,73 + 0,00025(1614 + 273) = 1,2 кДж/(кг · град)

= 210 кДж/кг – скрытая теплота плавления шлака;

= 14,379(1,2∙1614 + 210) = 30868,8 кДж

Тепло, уносимое отходящими газами, кДж

Среднюю температуру отходящих газов принимаем равной средней температуре металла во время продувки:

= = = 1477

= Σ , (3.10)

где – количество составляющей отходящих газов, и т.д., нм3 (см. табл. 2.5);

- средняя теплоёмкость газов, кДж/(м3∙град) (из табл. 3.2 заносим в табл. 3.3)

Табл. 3.2 Теплоёмкость газов

Табл. 3.3 Тепло отходящих газов

Тепло диссоциации влаги, вносимой шихтой, кДж