Кислородно-конвертерная плавка при переделе обыкновенных чугунов

= •22,4/18; нм3

= 0,007(7,94•1,0) = 0,056кг

= 0,056•22,4/18 = 0,07 нм3

= ; кг (2.53)

= •22,4/2 ; нм3

= 0,003(7,94•1,0) • 2/18 = 0,003 кг

= 0,003•22,4/2 = 0,034 нм3

= 0,005•; кг (2.54)

= •22,4/28; нм3

= 0,005•7,023 = 0,035 кг

= 0,035•22,4/28 = 0,028 нм3

= 0,003•; кг (2.55)

= •22,4/32; нм3

= 0,003•7,023 = 0,021 кг

= 0,021•22,4/32 = 0,015 нм3

= + + + УН2 + + ., кг (2.56)

= + + + + + . нм3

= 6,63 + 1,472 + 0,056 + 0,003 + 0,035 + 0,021 = 8,217 кг

= 5,304 + 0,749 + 0,07 + 0,034 + 0,028 + 0,015 = 6,2 нм3

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

= У, (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

При диссоциации влаги по реакции:

= + 0,5 - 242000 кДж/(кг - моль)

поглощается тепла

= · 242000 кДж, (3.11)

= = 367,3 кДж

Тепло диссоциации шихтовых материалов, кДж

При диссоциации шихтовых материалов по реакции:

= + СО2 - 4025 кДж/кг СО2 поглощается тепла:

= = ; (3.12)

= 1,472•4025 = 5924,8 кДж

Тепло диссоциации оксидов железа, внесенных шихтой, кДж

При диссоциации оксидов железа, внесенных шихтой и футеровкой, поглощается тепла:

= , (3.13)

где - количество тепла, теряемого ванной при диссоциации оксидов железа по реакции:

= - 5160 кДж/кг ;

- количество тепла, теряемого ванной при диссоциации закиси железа по реакции:

= - 3750 кДж/кг ;

= ; (3.14)

= 0,01(0,3•2,1 + 0,0065•20,78•3,0 + 0,012•20,78•69,0) = 0,182 кДж/кг

= ; (3.15)

= 0,01(0,63•16,3 + 0,012•20,78•31,0) = 0,18 кДж/кг

тогда

 = ; кДж

= 0,182•5160 = 939,1 кДж

= ; кДж

= 0,18•3750 = 675 кДж

= 939,1 + 675 = 1614,1 кДж

Тепло, уносимое оксидом железа дыма, кДж

= , (3.16)

где = 0,88 кДж/кг;

= 1,716•0,88•1477 = 2230,4 кДж

Тепло, уносимое железом выбросов, кДж

= , (3.17)

где = = 0,84 кДж/(кг · град);

= 0,8•0,84•1477 = 992,5 кДж

Тепло, уносимое железом корольков, кДж

= , (3.18)

где = = 0.84 кДж/(кг · град); =

= 1,15•0,84•1477 = 1426,8 кДж

Потери тепла на нагрев футеровки конвертера, излучением через горловину, с охлаждающей водой и т.д. составляют обычно 1,5 - 3,0% от прихода тепла, кДж

Принимаем эти потери f = 2,5 %

= (3.19)

= 192777,4•2,5/100 = 4819,4 кДж

= 129123,4 + 30868,8 + 14458,3 + 367,3 + 5924,8 + 1614,1 + 2230,4 + 992,5 + 1426,8 + 4819,4 = 191825,8 кДж

Табл. 3.4Тепловой баланс плавки

Избыток тепла

?Q = 192777,4 - 191825,8 = 951,6 кДж

Невязка составляет

= 0,49 %

Определяем расход материалов на плавку

Табл. 3.5 Расход материалов

ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ

1. Бигеев А.М. Основы математического описания и расчеты кислородно - конвертерных процессов / А.М. Бигеев, Ю.А. Колесников.- М.: Металлургия, 1970.-232с.

2. Якушев А.М. Справочник конвертерщика / А.М. Якушев. - Челябинск : Металургия, 1990.- 448с.

3. Баптизманский В.И. Конвертерные процессы производства стали / В.И.Баптизманский, М.Я. Меджибожский, В.Б.Охотский.- К. - Д. : Высшая школа, 1984 - 343с.

Страницы: 1, 2