6. МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС ДОМЕННОЇ ПЛАВКИ
а) Маса дуття:
= , кг/100 кг чавуну,
де 32, 28, 18 – молекулярні маси О2, N2 и Н2О;
=(100-21)=79.
б) Маса природного газу:
=6,270, кг/100 кг чавуну,
де 16, 30, 44, 58, 72, 44 – молекулярні маси відповідних компонентів природного газу.
в) Маса колошникового газу:
=
=272,811, кг/100 кг чавуну,
де 2 – молекулярна маса водню.
г) Маса вологи, що утворюється в процесах непрямого відновлення
= , кг/100 кг чавуну.
д) Зведена таблиця матеріального балансу:
Задано | кг | Отримано | Кг |
Шихтові матеріали | 235,739 | Чавуну | 100,00 |
Дуття | 194,719 | Шлаку | 42,071 |
Природний газ | 6,270 | Колошникового газу | 272,811 |
Вологи від відновлення | 6,163 | ||
Вологи та пилу шихти | 11,873 | ||
Усього | 436,729 | Усього | 432,920 |
Витрати шихтових матеріалів з урахуванням їх виносу та вологи, а також маса вологи та пилу шихти були розраховані у пункті 2.5.
У технічних розрахунках нев’язка балансу має бути не більше 2 %. Нев’язка склала 0,8722%, отже розрахунок виконано вірно
7. Загальний тепловий баланс доменної плавки
|
|
7.1. Приход теплоти
а) Виділяється теплоти при горінні вуглецю коксу на фурмах у вологому дутті з урахуванням реакцій:
С+ О2= СО + 117845, кДж/кМоль,
Н2О=Н2+О2–246115,кДж/кМоль.
Qгор.к. =
= , кДж/100 кг чавуну.
б) Вноситься теплоти при горінні природного газу з утворенням СО та Н2:
Qгор.пг=ПГ·(СН4·1658+С2Н6·6050+С3Н8·10115+С4Н10·13796+С5Н12·18054-СО2·12653)·0,01=
=8,2·(94·1658+1,5·6050+0,8·10115+0,2·13796+0,4·18054-0,1·12653)·0,01=
=14902,23, кДж/кМоль.
в) Вноситься теплоти нагрітим дуттям:
Q д =( · + · + · )· =
=(31,360·1,478+ · + · )· = 220141,1кДж/100 кг чавуну,
де =
= , м3/100 кг чавуну,
=
=117,975, м3/100 кг чавуну,
= ,м3/100 кг чавуну.
Питомі середні теплоємності (C) газів (кДж/нм3·град) у діапазоні від 0 °С до температури дуття () знаходять інтерполяцією з таблиці:
Газ | Середня теплоємність при °С, кДж/нм3·град | ||||||
N2 | 1,354 | 1,367 | 1,380 | 1,392 | 1,403 | 1,414 | 1,425 |
O2 | 1,434 | 1,450 | 1,465 | 1,478 | 1,489 | 1,501 | 1,511 |
H2O | 1,641 | 1,668 | 1,696 | 1,723 | 1,750 | 1,777 | 1,803 |
г) Припущення, що приймаються при розрахунку:
- враховуючи її невеликі і остаточно не визначені значення тепловмісту завантаженої шихти, приймаємо її рівною 0;
- приймаємо, що відновлення оксидів заліза за допомогою СО протікає у доменній печі з сумарним тепловим ефектом рівним 0.