курсач 1. А. С. Бильгенов 2022 г
 Скачать 216.54 Kb.
|
4.2 Тепло, вносимое газокислородными горелками Q2Вносимое горелками тепло определяется по формуле Qгор =Nгор··Pгор·3,6 где Nгор – число горелок на печи, шт.; – время работы горелки, ч; Ргор – мощность горелки, кВт; 3,6 – переводной коэффициент кВт·ч в МДж. В условиях действующего производства известно время работы горелок и их количество. Кроме того, известны или легко могут быть измерены расход топлива и его химический состав (а значит, и теплотворная способность). Для расчета вновь проектируемой печи целесообразно принять, что типовая 100 т. печь оборудуется 4 газокислородными горелками по 2…4 МВт каждая. Продолжительность их работы за плавку 10…15 мин. Примем без расчета мощность горелок по МВт каждая, время работы – 10 минут (0,17 часа). Тогда за всю плавку в ДСП-100 Qгор = 4*0,17*7*3,6*103=17136 МДж. С учетом емкости печи количество тепла, внесенного горелками, приведенное к 100 кг металлошихты составит Q2 = 17,136МДж. 4.3 Тепло, вносимое в печь шихтовыми материалами Q3(сумма энтальпий компонентов, вводимых в печь) В зависимости от технологии выплавки в печь могут вводить следующие материалы: скрап, железную руду, кокс, ферросплавы, легирующие и шлакообразующие материалы, на ряде печей предусмотрена заливка жидкого чугуна. Для каждого вводимого компонента можно записать следующее выражение для расчета энтальпии: ∆Hк′ =Mк·ск·∆tк, i где ∆Hк′ – изменение энтальпии соответствующего компонента, Mк – масса компонента, ск – теплоемкость компонента, ∆tк – изменение температуры компонента. Полная энтальпия компонента равна либо энтальпии нагрева твердого компонента (например лома), либо, если чугун подается в жидком виде должна учитывать затраты тепла на его плавление и перегрев (нагрев от температуры плавления до температуры заливки). Физическое тепло шихты равно сумме энтальпий компонентов: Qфиз  В зависимости от применяемой технологии материалы перед подачей в печь могут подаваться холодными или подогреваться. В первом случае энтальпия холодных компонентов шихты не учитывается. Во втором случае, например при подаче в печь прокаленных ферросплавов или жидкого чугуна, энтальпия таких компонентов значительна и должна учитываться в общем балансе. В качестве примера покажем, как определяется энтальпия лома, подогретого перед подачей в ДСП до 300 °С. Энтальпия стали марки 45Х составит H45X = 70*0,536*10-3*300=11,256 МДж, а стали У13 HУ13 =30*0,540*10-3*300=4,86 МДж. Учитывая, что непосредственно в печь дается небольшое количество ферросплавов, энтальпией остальных компонентов пренебрегают. Итого энтальпия шихты составит Q3 =11,256+4,86=16,116 МДж. 4.4 Тепло, вносимое при протекании экзотермических реакций Q4В процессе ведения плавки происходит окисление имеющихся в шихте компонентов (в первую очередь Si, Mn, C и Fe). Точно учесть количество тепла, выделившееся при их протекании, на практике сложно из-за неоднородности химического состава шихты. Кроме того, при введении в печь избытка кислрода происходит избыточное окисление железа, а при введении малого количества кислорода часть углерода может не окислиться. Q4 =MSi·qSi+MMn·qMn+MC·qC+MFe·qFe+ MCr·qCr, где Мi– масса соответствующего элемента, окислившегося за всю плавку по материальному балансу, qi– тепловой эффект реакции его окисления (см. табл. П.2). В расчете условно принимаем, что все элементы окисляются по реакции хМе + уО = МехОу. С учетом материального баланса запишем, что окислится: Si до SiO2: 0,341·28,4 = 9,68 МДж, Mn до MnO: (0,168 + 0,140)·6,99 = 2,15 МДж, Cr до Cr2O3: (0,028 + 0,027)·11 = 0,61 МДж, Fe до FeO: (0,196 + 0,332)·4,76 = 2,51 МДж, Fe до Fe2O3: (0,196 + 0,058)·7,36 = 1,87 МДж, С до СО: (0,033+0,755)·11,3 = 8,90 МДж. Итого Q4 = 25,72 МДж. В процессе плавки часть графита окисляется до СО, часть – до СО2, часть попадает в металл, а часть выносится в виде пыли с отходящими газами. При составлении теплового баланса принимают те же допущения, что и при составлении материального баланса (расход электродов 2 кг/т, 2/3 этого количества попадает в металл и учитывается при окислении углерода из расплава, остальное сразу окисляется до СО). Итого за плавку приход тепла в печь Qп=Q1+Q2+Q3+Q4, Дж, Qп =132,84+17,136 +16,116 +25,72=192,812 МДж. Расход тепла. |