 
м шл (23)
м м м м (24)
шл шл шл шл (25)
где м, шл– масса металла и шлака, кг.
Тогда ГДж. Тепло, вносимое воздухом и газообразным кислородом Q10.
Тепло, вносимое воздухом и газообразным кислородом:
(26)
где – объем воздуха или кислорода, м3;
– теплоемкость воздуха или кислорода, кДж/(м3 · К);
– температура воздуха или кислорода, К. Тогда
в Дж
к Дж
( )Дж
Статьи расхода тепла
Тепло, идущее на нагрев, плавление и перегрев до заданной температуры металла, шлака и легирующих добавок, Q11.
В процессе плавки происходит расплавление лома, шлакообразующих и легирующих элементов (если они вводятся в шихту). Количество тепла каждой составляющей определяется исходя из материального баланса по формулам:
HК = MК · [c1 · (tпл – tо) +qM + c2 · (tвып + tпл)], (27) где МК – масса компонента данного вида, вносимого в печь за плавку;
с1 – средняя теплоемкость этого материала в интервале температуры от загрузки до плавления;
с2 – средняя температура металла в интервале температуры от плавления до выпуска;
to – температура скрапа при завалке; tпл – температура плавления стали; tвып – температура стали на выпуске; qМ – теплота плавления металла.
| |
|
|
|
|
|
22.03.02.2020.980.00ПЗВКР
|
Лист
|
|
|
|
|
|
67
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
Тогда
Q3А = 95000·[0,700·(1500 – 400)+284+0,800·(1630 – 1500)] = 110,010 ГДж.
Для чугуна
Q3Б = 30000 · [0,650·(1200 – 400) + 218 + 1,05·(1630 – 1200)] = 35,685 ГДж.
Физическое тепло шлака находим по формуле
ш ( ш ш ш) ш (28)
где ш– средняя теплоемкость шлака в интервале температур 0...1800 оС, кДж/(кг·К);
ш– скрытая теплота плавления щлака, кДж/кг;
ш– масса шлака, кг.
ш (1,25·1800+209,5)·5970,09+(1,25·1667+209,5)· 3596,883 = 22,932 ГДж Тогда Q11= 110,010 + 35,685 + 22,932 = 168,627 ГДж.
Потери тепла с отходящими газами Q12. Потери тепла с отходящими газами Δtк
(29)
где – объем выделяющихся газов, м3;
– энтальпия газообразных продуктов реакции, кДж/м3. Находим энтальпию продуктов реакции для каждого из газов:
кДж⁄м
Тогда Q12= 1871,968 · 1638,093 = 3,066 ГДж.
Потери тепла через водоохлаждаемые панели, Q13.
Потери тепла с охлаждающей водой можно определить, исходя из расхода воды и разницы значений температуры воды на входе в систему охлаждения и на выходе из нее. Температура и расход воды на рабочей печи измеряются
| |
|
|
|
|
|
22.03.02.2020.980.00ПЗВКР
|
Лист
|
|
|
|
|
|
68
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
непосредственно. Температура воды на входе 20 оС, на выходе температура воды 40 о С, чтобы избежать образование накипи на внутренних поверхностях панелей.
Q8 = cв · Vв · (tвых – tвх) · τ, (30) где св – теплоемкость воды, 4,2 МДж/(м3·К);
Vв – часовой расход воды через элемент (или всю печь), м3/ч;
tвых – температура воды на выходе, оС; tвх – температура воды на входе, оС;
τ – время, ч.
Анализ работы ДСП показал, что при соблюдении температурного режима расход воды на охлаждение стеновых панелей составляет 580 м3/ч, и 350 м3/ч на охлаждение сводовых панелей.
Потери тепла на охлаждение стен составят:
Qст ( – ) ГДж
Потери тепла на охлаждение свода составят:
Qсв ( – ) ГДж
Итого: Q13= 36,54 + 22,05 = 58,59 ГДж.
Тепло, уносимое частицами Fe2O3:
( )Дж
Тепло идущее на протекание эндотермических реакций, Q15.
Энергетические затраты эндотермических процессов связаны с нагревом и испарением влаги, внесенной загружаемыми в печь материалами, разложением оксидов железа, железной руды, карбонатов кальция (при недопале извести) или гидратов оксида кальция (при гидратации извести), шлакообразованием. Из реакций, происходящих в печи, эндотермическими являются реакции десульфурации, обезуглероживания, восстановления и процессы испарения элементов. Для более общей оценки эндотермических реакций принимаем удельные энергетические затраты на эндотермические процессы равными 50...150 МДж/т и mo
( ) о (31)
где о– емкость печи, т.
Тогда
| |
|
|
|
|
|
22.03.02.2020.980.00ПЗВКР
|
Лист
|
|
|
|
|
|
69
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
|
Дж
Тепловые потери электрической сетью Q16
Эти потери связаны с тем, что при прохождении тока по проводнику в нем выделяется тепло, которое частично рассеивается в окружающее пространство. Электрические потери зависят от конструкции токоподвода, параметров электрического режима и стабильности горения электрических дуг. В состав электрических потерь входят потери в шинах высокого напряжения, в трансформаторе, во вспомогательной аппаратуре, в короткой сети.
По закону Джоуля-Ленца
(32)
где – сила тока, А (по данным печи I = 90 кА);
– сопротивление, Ом;
– время работы печи под током, с. Тогда
Дж
Потери тепла через футеровку, Q17.
Для удобства расчета всю печь делят на 3 основные элемента – подину, стены и свод. В печи футерована только подина, а стены и свод, кроме центральной керамической части, представляют собой конструкции из сборных водоохлаждаемых панелей, расчет потерь тепла в которых приведен отдельно.
В условиях постоянно действующего металлургического производства можно считать, что печь работает в стационарных условиях и аккумуляции тепла футеровкой не происходит, т. к. ее температура изменяется незначительно. Можно считать, что все тепло, подводимое к футеровке внутри печи, передается теплопроводностью к ее наружной поверхности. Поэтому достаточно рассчитать количества тепла, передаваемого теплопроводностью через какой-либо слой футеровки, или рассчитать теплоотдачу с внешней поверхности (кожуха печи).
Тепло, переданное теплопроводностью через слой футеровки Qсл, можно определить по уравнению
Qсл = λ · (t1 – t2) · F · τ/δ, (33) где λ – коэффициент теплопроводности материала слоя, Дж/(м·ч·К);
t1, t2 – температура на внутренней и внешней поверхностях слоя, К;
F – площадь поверхности теплообмена, м2; τ – время, ч;
δ – толщина слоя, м.
| |
|
|
|
|
|
22.03.02.2020.980.00ПЗВКР
|
Лист
|
|
|
|
|
|
70
| |
Изм.
|
Лист
|
№ докум.
|
Подпись
|
Дата
| |
Скачать 0.65 Mb.