ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
Материальный баланс плавки на 500-т печи |
|
|||
Приход |
ха |
% |
Расход |
ха |
Чугун жидкий |
310000 |
46,86 |
|
516000,0 |
Лом стальной . . |
208000 |
31,40 |
С02 от окисления угле |
62458,4 |
Известняк . . . . |
64019 |
9,70 |
|
|
34041 |
5,14 |
рода шихты и разло |
59033.8 |
|
Руда марганцевая |
1936 |
0 30 |
жения известняка . . |
|
Б оксит............... |
8306 |
1 2 7 |
Влага железной руды, |
5003.0 |
Окалина............... |
2200 |
0 33 |
известняка и боксита |
|
Ферромарганец . |
4000 |
0,60 |
Потери металла со шла- |
3300.0 |
Чугун чушковый |
4000 |
0,60 |
Н евязк а ....................... |
|
Кислород атмосферь |
25116 |
3,80 |
15822.8 |
|
И т о г о . . . . |
661618 100,00 |
И т о г о . . . |
. 661618,0 |
|
|
|
|
Тепловой баланс |
|
|||
|
|
|
А. П р и х о д т е п л а |
|
|||
1. Жидкий чугун при температуре 1250°С вносит тепла: |
|
||||||
310 000 [0,178- |
1200+ 52 + |
0,2(1250 — 1200)1 = 85 436 000 |
ккал |
||||
где: |
310000 — вес жидкого чугуна, кг; |
|
|||||
|
0,178 |
— теплоемкость |
чугуна |
до температуры плавления, |
|||
|
|
|
ккал/кг °С; |
|
|
|
|
|
1200 |
— температура |
плавления чугуна, °С; |
|
|||
|
1250 |
— температура чугуна, поступающего :в печь, °С; |
|||||
|
52 |
— скрытая теплота |
плавления, ккал/кг; |
|
|||
2. |
0,2 |
— теплоемкость |
жидкого чугуна, ккал/кг °С. |
|
|||
Окисление примесей |
металла |
вносит тепла (ккал): |
|
||||
|
|
|
С -СО , 12224-8137=99467000; |
|
|||
|
|
|
Si-.S i02 2227-7425=16535000; |
|
|||
|
|
|
Мп^МпО 7590-1758=13343000; |
|
|||
|
|
|
Р - Р 20 Е 506,36-5963=3022000, |
|
|||
где |
первый |
сомножитель — угар |
соответствующего элемента |
||||
(кг), |
второй — тепловой эффект соответствующей реакции |
оки |
|||||
сления (на 1 кг исходного элемента). |
|
||||||
Всего реакциями окисления (вносится тепла: |
|
||||||
|
99 467 0 0 0 + 16 535 000 + |
13 343 000 + 3 022 000 = |
|
||||
|
|
|
= 132 367 000 ккал. |
|
|||
3. С. Кочо, В. И. Гра |
161 |
Тепловые эффекты реакций приняты в предположении, что окисление элементов шихты происходит только за счет свобод ного кислорода. В действительности часть реакций окисления идет за счет кислорода руды, что учитывается ниже в виде рас хода тепла на разложение руды и окалины (см. «Расход тепла», статья 2а).
Результат прихода тепла от экзотермических реакций окисле ния примесей металла и расхода (егх> на эндотермические реак ции разложения железной руды и окалины равен
132 367 000 — 53 574 000 = 78 793 000 ккал.
3. В результате реакций шлакообразования вносится тепла:
S i0 2^-(CaO)2SiOo2227— • 554 = 2640 000 ккал,
28
P2O .->(CaO)4P2Os506,36-4~ • 1137,7 = 1320000 ккал,
8 |
' |
' |
8 |
62 |
|
где первый |
сомножитель — угар соответствующего |
элемента |
|||
(кг); во втором |
сомножителе |
числитель— молекулярный вес |
|||
исходного окисла, знаменатель — молекулярный вес |
исходного |
||||
элемента; третий — тепловой |
эффект соответствующей реакции |
||||
(ккал/кг исходного окисла). Всего реакциями шлакообразова ния вносится тепла:
|
2 640 000 + |
1320 000 = 3 960000 ккал. |
4. Тепло горения топлива: |
||
|
36 100 000 • 12,4 = 446 800000 ккал, |
|
где-. 36 100 000 — средняя тепловая нагрузка, ккал/час; |
||
12,4 |
— продолжительность плавки, час. |
|
5. Общий приход тепла (за вычетом тепла, расходуемого на |
||
разложение руды): |
|
|
85 436 000 -f 78 793 000 + 3 970 000 + 446 800 000 = |
||
|
= |
614 999 000 ккал. |
|
Б . |
Р а с х о д т е п л а |
1.На нагрев металла до 1600° требуется тепла:
(516 000 + 3300) [0,167 • 1500 + 65 + 0,2 (1600 — 1500)] =
|
= 173 118 000 ккал, |
|
|
||
где516 000 — вес жидкой стали, кг; |
|
кг; |
|
||
3 300 |
— вес стали, запутавшейся в шлаке, |
плавления, |
|||
0,167 |
— теплоемкость |
стали до |
температуры |
||
|
ккал/кг °С; |
|
|
|
|
1500 |
— температура |
плавления |
стали с |
0,2% |
углерода. |
65 |
— скрытая теплота плавления, |
ккал/кг; |
|
0,2 |
— теплоемкость жидкой стали, |
ккал/кг °С; |
|
1 600 |
— температура жидкой |
стали |
перед выпуском, из |
|
меренная термопарой |
погружения, °С. |
|
2.Нагрев шлака:
а) на нагрев шлака, спущенного во время плавления, тре буется тепла
|
|
|
47000(0,298 • 1620 + |
50) =•- 25 100 000 /скал, |
|
||||||
где 47 000 — вес спущенного шлака, кг; |
|
|
|
|
|||||||
|
0,298 |
— средняя теплоемкость шлака, ккал/кг°С; |
|
||||||||
|
1620— температура |
шлака, |
°С (принята, исходя из пред |
||||||||
|
|
|
положения, |
что |
температура |
шлака |
в |
течение |
|||
|
|
|
всей плавки на 50° выше температуры металла, |
||||||||
|
|
|
которая равна 1570°С по показанию термопар по |
||||||||
|
|
|
гружения во время скачивания шлака); |
|
|||||||
|
50 |
— скрытая теплота |
плавления шлака, ккал/кг. |
||||||||
|
б) |
на нагрев конечного шлака требуется тепла: |
|
|
|||||||
|
|
|
15 458,4(0,298- |
1650 + |
50) = 8375 000 ккал, |
|
|||||
где |
15 458,4 — вес конечного шлака, кг; |
|
|
|
|
||||||
|
1650 |
— температура шлака |
при |
выпуске |
(температура |
||||||
|
Таким |
металла при выпуске 1600°), °С. |
|
шлака: |
|||||||
|
образом, всего |
расходуетсятепла на нагрев |
|||||||||
|
|
|
25 100 000 + 8 375 000 = |
33 475 000 ккал. |
|
||||||
|
2а. Разложение руды и окалины: |
|
|
|
|
|
|||||
|
а) |
на |
разложение части руды до железа требуется |
тепла: |
|||||||
|
|
64 019 • 0,8 • 0,748 • -М . 1758,1 = 4 7 400000 |
ккал, |
||||||||
где |
64 019 — вес руды, кг; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
0,8 |
— степень восстановления железа из руды; |
|
||||||||
|
0,748 |
— содержание |
Fe20 3 |
в |
руде; |
|
|
|
|
||
|
112 |
— удвоенный молекулярный вес железа; |
|
|
|||||||
|
160 |
— молекулярный вес Fe20 3; |
|
разложения |
Fe20 3 до |
||||||
|
1758,1 |
— тепловой |
эффект |
реакции |
|||||||
|
|
|
Fe, ккал/кг железа; |
|
|
|
|
|
|
||
|
б) на разложение части руды до FeO требуется тепла: |
||||||||||
|
64 019 • 0,2 • 0 ,7 4 8 (1 7 5 8 ,1 |
— 1151) = |
4 090 000 ккал, |
||||||||
где 0,2 |
— степень разложения |
руды до FeO; |
|
|
|||||||
|
1151— тепловой эффект реакции разложения FeO, ккал/кг |
||||||||||
|
|
|
железа; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
на |
разложение окалины до железа |
(Fe30 4->-Fe) |
требу |
||||||
ется тепла: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
2200 • 0,8 • 0,9644 • — |
. 1588,1 = |
1 950000 |
ккал, |
|
|||||
где 2200 |
— вес -окалины, кг; |
железа из окалины; |
|
0,8 |
— степень восстановления |
||
0,9644 — содержание |
Fe30 4 в окалине; |
||
168 |
— утроенный |
молекулярный вес железа; |
|
232 |
— молекулярный вес Fe30 4; |
||
1588,1 — тепловой эффект реакции разложения Fe30 4 до Fe, |
|||
|
ккал/кг железа; |
|
|
г) на разложение окалины до FeO требуется тепла: |
|||
2200- 0,2 - 0,9644-^(1588,1 — 1151) = 134000 ккал, |
|||
|
232 |
|
|
где 0,2 |
— степень разложения окалины до FeO; |
||
1151— тепловой эффект реакции |
разложения FeO, ккал/кг |
||
|
железа. |
|
|
Всего на разложение руды и окалины расходуется тепла: |
|||
47 400 000 + 4 090 000 + 1 950 000 + |
134 000 = 53 574 000 ккал. |
||
Эта статья балансируется с приходной частью экзотермиче |
|||
ских реакций (см. «Приход тепла», статья 2). |
|||
3. На |
испарение влаги, руды, известняка, боксита и нагрев |
||
пара до температуры продуктов горения в борове (600°С) тре буется тепла:
5003(1,0- |
100 + |
539 + |
600-0,473 — 0,448100) = 4 380 000 ккал, |
|||
где |
5003 |
— вес |
влаги |
руды, известняка, боксита, кг; |
||
|
1,0 |
— средняя теплоемкость воды от 0 до 100°С, ккал/кг°С; |
||||
|
539 |
— скрытая теплота парообразования, ккал/кг; |
||||
|
0,473 — средняя теплоемкость водяного пара от 0 до 600°С, |
|||||
|
|
|
ккал/кг °С; |
|||
|
0,448 — средняя теплоемкость водяного пара от 0 до 100°С, |
|||||
|
4. |
|
ккал/кг°С. |
известняка требуется тепла!* |
||
|
На разложение |
|||||
|
|
|
|
34 041 • 966 • 0,4157 = 13650000 ккал, |
||
где |
34041 |
— вес известняка, кг; |
||||
|
966 |
— тепловой |
эффект реакции разложения известняка, |
|||
|
|
|
ккал/кг ССЬ; |
|||
|
0,4(57 — содержание С 0 2 в известняке. |
|||||
|
5. |
Потери |
тепла с уходящими продуктами горения: |
|||
|
а) |
расход |
коксового газа: |
|||
6200 - 0,42 + 7000 • 2,17 + 7700 • 1,92 + 6000 • 0,75 +
+ 6000 - 4,58 + 6000 • 2,58 = 80034 нм3,
где в каждом из членов уравнения первый сомножитель — среднечасовой расход коксового газа (нм3) соответственно в пе риоды заправки, завалки, прогрева, заливки чугуна, плавления, доводки; второй сомножитель — длительность соответствующе го периода, час;
164
б) расход доменного газа:
|
|
|
5500 • 12,4 = 68200 |
нм3, |
|
где |
5500 — среднечасовой расход доменного газа, нм3/час; |
||||
|
12,4 — продолжительность плавки, |
час.; |
|||
|
в) |
расход мазута: |
|
1030 = 4162 кг, |
|
|
|
126 |
+ 326 + 250 + |
190 + 2240 + |
|
где |
каждое |
из слагаемых |
представляет собой расход мазута |
||
(кг) |
за период плавки; |
|
|
||
|
г) |
объем |
продуктов горения в борове в месте замера темпе |
||
ратуры уходящего дыма определялся по следующей методике. Согласно формуле (72) объем дыма, образующегося из еди
ницы топлива, равен [9]:
V%= L0+ A V 0,
где L0— теоретический расход воздуха, необходимого для сжи гания 1 нм 3 или 1 кг топлива (нм31нм3 или нм3/кг); ЛУо — приращение объема дыма сверх объема воздуха, теоре тически необходимого для сжигания .единицы топлива
(нм3/нм3 или нм31кг);
ДУ0 = |
Д V?v + £ ( W » - W rf), |
(74) |
где для сухого газа |
ДУ0 = Д КР — приращение объема |
дыма |
сверх теоретически необходимого объема воздуха, определен
ное |
по графикам, а К ( W — Wrf)— член, |
учитывающий |
уве |
||||||
личение объема дыма за счет влаги топлива; |
|
|
принятое |
при |
|||||
здесь |
И7гр— содержание влаги в топливе |
(% ), |
|||||||
|
составлении расчетных графиков; |
в топливе, %; |
|||||||
|
П7р — действительное содержание влаги |
||||||||
До и ДУгр — определяются по графикам |
для |
каждого из видов |
|||||||
|
топлива в зависимости от его низшей теплотвор |
||||||||
|
ной способности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
На плавках, рассматриваемых в настоящем балансе, тепло |
|||||||||
творная способность |
коксового |
газа составляла |
4100—4250 |
||||||
ккал!нм3, доменного |
газа — 1000— 1050 |
ккал/нм3, |
мазута — |
||||||
9400—9800 ккал/кг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для доменного газа ДVrp = 0,835 нм3/нм3, |
а при расходе его |
||||||||
68 200 нм3 приращение объема дыма составит |
|
|
|
|
|||||
|
0,835-68200 = 57 000 нм3. |
|
|
|
|
||||
Для коксового газа |
ДУгр= 0,690 нм3/нм3, |
а |
при |
расходе |
его |
||||
80 034 нм3 приращение объема дыма составит |
|
|
|
|
|||||
|
0,690 - 80 034 = |
55 200 нм3. |
|
|
|
|
|||
|
Для мазута Д Vrf — 0,690 |
нм3/кг |
|
|
|||||
Д V0= Д Vrt + 0,0124 (И7Р — Wrf) = 0,690 + |
0,124 (5 — 2) = |
|
|||||||
|
|
= 0,7272 |
нм3/кг, |
|
|
|
|
|
|
165
