Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Мета роботи:
1 Закрепи та углибити знання по розділу «виробництво сталі у мартенівських печах» програми предмету.
2.Навчитися правильно розраховувати прихід та розхід тепла в двухванному сталеплавильному агрегаті прямоточного типу.
3.Використовувати отримані знання при виконанні курсових та дипломних проектів.
Затрати часу – 2 години.
Робота розраховується з використанням мікрокалькуляторів або ЕРМ з використанням електронних таблиць.
Початкові данні в додатку.
Розрахунок теплового балансу плавки
Недолік тепла для процесу компенсується подачею природного газу. Склад газу: CH4 – 93.9%$ C2H6 – 1.3%$ C3H8 – 0.2%$ CO2 – 0.3%$ N2 – 4,3%. температура чавуну, заливає мого у піч, 13000С. Температура сталі перед випуском 16100С. Тепловий баланс робочого простору двухванной печі розраховуємо для однієї камери.
Прихід тепла
1. Фізичне тепло чавуну, тобто чавун що поступає в конвертер при температурі 1300оС, вносить
Q1=65[0,755×1180+218+0,92(1300-1180)]=79254 кДж
де 65 – кількість (маса) чавуну в металошихті, кг;
0,755 – середня теплоємність твердого чавуну від 0оС до температури плавлення, кДж/кг× 1180 – температура плавлення чавуну, 0оС (у залежності химсклада коливається в межах 1150-1200оС);
218 – прихована теплота плавлення твердого чавуну, кДж/кг;
0,92 – середня теплоємність рідкого чавуну, кДж/кг×град.
2. Тепло екзотермічних реакцій
С – СО2 34090×2,647 = 90236
Si – SiO2 31000×0,567 =17577
Mn – MnO 7370×0,844 = 6220
P – P2O5 25000×0.101 = 2525
S – SO2 9280×0.004 = 37
Fe – Fe2O3 (у шлак) 7370×0,398 =2933
Fe – FeO 4820× 1,167 =5625
Fe – Fe2O3 (у дим) 7370×1,100 =8107
--------------------------------------------------------------
Q2= 133260 кДж
де перший стовбич - теплові ефекти, відносимо до 1 кг окисдюючого елемента, кДж/кг;
другий стовпчик – кількість окіслюючих домішок чавуну /дивись матеріальний баланс ДСА/
3.Тепло шлакоутворення
При формуванні шлаку в ньому утворюються з'єднання
(СаО)2 × SiО2 і (СаО)2×Р2О5 і виділяє тепло:
SiO2 +2CaO=(CaO)2 × SiО2 2320×1,215 =2819
Р2О5 + 4CaO = (CaO)4× Р2О5 4740×0,231 =1095
Q3 = 3914 кДж
4.Хімічне тепло палива позначаємо через «Х» (Q4)
Загальний прихід тепла дорівнює, кДж
Qприх = Q1 + Q2 + Q3 +Q4
Qприх = 79254+133260+3914+Х=216428+Х
Витрати тепла
1.Фізичне тепло стали, тобто сталь нагріта до 1610оС відносить тепло
Q1=(92,968+0.284)×[ 0,70×1530+ 272 + 0,84 (1625-1530)] = 131205 кДж
де 93,252=92,968+0,284 маса рідкої сталі і корольки
0,7 – середня теплоємність твердої сталі, кДж/кг×град.
1530 – температура плавлення металу, оС, визначається
1540-85×0,12 = 1530
де 1540 – температура плавлення чистого заліза, оС;
85 – зниження температури плавлення на 1% вуглецю, оС;
272 – прихована теплота плавлення твердої сталі, кДж/кг×град.
2.Фізичне тепло шлаку, тобто шлак відносить тепло
Q2 = 9,465 (1,2×1610+210) = 20274 кДж
де 9,465 маса шлаку, кг;
1,2 – теплоємність шлаку, кДж/кг×град.;
210 – теплота плавлення шлаку, кДж/кг× град.
3. Тепло, уносимо продуктами згорання,
Виконуємо розрахунок горіння природного газу на 100м3
Таблиця 1–розрахунок горіння природного газу
Складаючи газу, м3 | Рівняння реакції горіння | Розхід О2,м3 | Продукти згорання, м3 | ||
CO2 | Н2О | N2 | |||
СН4- 93,9 | СН4+2O2= CO2+2Н2О | 187,80 | 93,90 | 187,80 | - |
C2H6- 1,3 | C2H6+3,5О2=2CO2+3Н2О | 4,55 | 2,60 | 3,90 | - |
C3H8- 0,2 | C3H8+5 O2=3CO2+4Н2О | 1,00 | 0,60 | 0,80 | - |
CO2- 0,3 | - | 0,3 | - | - | |
N2 - 4,3 | - | - | - | 4,3 | |
Всього | 193,35 | 97,4 | 192,5 | 731,66 |
Визначаємо теплоту згорання природного газу
Qзн=35988×93,9+63721×1,3+90554×0,2=3480221кДж/100м3
3480221кДж/100м3= 34802,2кДж/м3
Кількість природного газу, м3
Х/34802,2=0,0000287×х
кількість продуктів згорання, м3
СО2 0,0000287×Х×0,974 =0,0000280Х
Н2О 0,0000287×Х×1,925 =0,0000552Х
N2 0,0000287×Х×7,317 =0,0002100Х
Тепло, уносимо продуктами згорання,кДж
СО2 2,38×0,0000280×Х×1580 =0,105Х
Н2О 1,86×0,0000552×Х×1580 =0,162Х
N2 1,45×0,0002100×Х×1580 =0,481Х
-----------------------------------------------------------------
Q3 = 0,748Х
4.Видаляючи з ванни гази уносять тепло при середній температурі, дорівняй 16000С
СО2 3818×9,949×22,4/44 =19338
Н2О 2981×0,059×22,4/18 =300
N2 3818×0,008×22,4/64 =11
----------------------------------------------------------------
Q4 =20715 кДж
де перший стовпчик чисел – тепловміст 1 м3 газів при температурі 1600°С,кДж/м3
5. Тепло, уносимо частками Fe2O3 в дим
Q5=1,571(1,2×1600+210) =3346 кДж
6.Тепло, затрачене на востановлення бокситу та футеровки:
Fe2O3 до FeO (0,147×0,9)×824000/160 =681
Fe2O3 до FeO (0,147×0,1)×290000/160 =27
-------------------------------------------------------------------------
Q6 = 708 кДж.
7.Втрати тепла на випромінювання через відкриті вікна, гляделки, кладку, охолоджених елементів печі і др.. Звичайно складають 36-38% тепла. Приймаємо 38%
Q7 133260×0,38=49306 кДж;
де 133260= Q2 пріхіда тепла
Загальний розхід тепла дорівнює, кДж
Qрас=131205+20274+0,748Х+19649+3346+708+49306=224488+0,748Х
Прирівнявши прихід тепла к розхіду, визначаємо величину «Х»:
216428+х=224488+0,748х
1х-0,748х=224488-216428
0.252х =8060
х=8060/0,252
х=31984кДж
Таблиця 2 – тепловий баланс робочого простору камери двохванної печі
Статті балансу | кДж | % | Статті балансу | кДж | % | |
Прихід тепла Фізичне тепло чавун Екзотермічна Шлакоутворення Хім. тепло прир. газу | 31,90 53,64 1,58 12,86 | Розхід тепла Фізичне тепло: Сталі Шлаку Виноситься з пр зг | 52,82 8,16 9,63 | |||
Газами з ван. унос. тепло | 7,91 | |||||
Тепло уносиме Fe2O3 Тепло на вост Fe2O3 Втрати тепла | 1,35 0,28 19,85 | |||||
Всього | 100% | 100% | ||||
Додаток 12
Данні для виконання теплового балансу
Дата публикования: 2015-04-07; Прочитано: 594 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!