Расход тепла

1. Физическое тепло жидкого металла.

Q_Me =(54,8+0,84·t_Me)·G_Me = (54,8+0,84·t_Me)·91,1 = 4992,28+76,524· t_Me

2. Физическое тепло шлака.

Q_Me =(2,09·t_Me -1379)·G_шл = (2,09·t_Me-1379)·11,356 = 23,734·t_Me-15659,

3. Физическое тепло отходящих газов.

Q_г=(1,32·t_г-220)·(G_CO+G_CO2)= (1,32·2000-220)·(6,434+2,638) = 21954 кДж

4. Затраты тепла на разложение оксидов железа неметаллических материалов.

FeO = 0,036 кг Fe₂O₃ = 0,457 кг

Q_Fe =3707·0,036+5278·0,457 = 2545 кДж

5. Потери тепла с выносами и выбросами.

Q_в = (54,8+0,84·t_{Me ср})·G_в = (54,8+0,84·1550)·1 = 1357 кДж

6. Затраты тепла на пылеобразование.

Q_д = (54,8+0,84·t_г)·G_п = (54,8+0,84·2000)·0,911 = 1580кДж

7. Тепло на разложение карбонатов.

Q_x = 4038·G_ик =4038·0,265 = 1070кДж

8. Тепловые потери.

Q_п = 189001· = 5670кДж

Общий расход тепла:

4992,280+76,524·t_Me+23,734·t_Me-15659,924+21954,24+2545,50+ +1356,80 +1580,40+1070,07+5670,03 = 23509,40+100,258·t_Me

Определим величину перегрева металла над температурой затвердевания:

t_пер. = 1649,305-1535 = 114,305 ⁰С (100-120 ⁰С)

Полученная величина перегрева находится в рекомендованном интервале: 100 -120 ⁰С. В противном случае, требуется пересчёт с увеличенным (если t_пер>120 ⁰С) или уменьшенным (если t_пер<100 ⁰С) по сравнению с заданным расходом охладителя (металлического лома) из расчёта: 1% лома снижает температуру металла на 15 – 20 ⁰С.

Подставив найденное значение температуры металла в конце продувки в статьи 1 и 2 расхода тепла составим сводную таблицу общего теплового баланса плавки в конвертере.

Сводная таблица общего теплового баланса

Статьи баланса	Количество тепла
кДж	%
Приход тепла
	Физическое тепло жидкого чугуна		53,05
	Тепловой эффект окисления примесей шихты		35,61
	Химическое тепло образования оксидов железа шлака		7,90
	Тепловой эффект реакции шлакообразования		2,67
	Тепло дожигания CO		0,77
	Всего:
Расход тепла
	Физическое тепло жидкого металла		69,47
	Физическое тепло шлака		12,43
	Физическое тепло отходящих газов		11,62
	Затраты тепла на разложение оксидов железа неметаллических материалов		1,35
	Потери тепла с выносами и выбросами		0,72
	Затраты тепла на пылеобразование		0,84
	Тепло на разложение карбонатов		0,57
	Тепловые потери		3,00
	Всего:

Библиографический список

1. Теплотехнические расчеты металлургических печей: Учебник для студентов вузов / Гордон Я. М., Зобнин Б.Ф., Казяев М.Д. и др. 3-е изд-е. М.: Металлургия, 1993. 368 с.

2. Казанцев Е.И. Промышленные печи. М.: Металлургия, 1975.

3. Металлургическая теплотехника/Под pед. В.А.Кpивандина. М.: Металлургия, 1986. Т.1, 2.

4. Расчеты нагревательных печей / Под ред. Тайца Н.Ю. Киев: Техника, 1969.

5. Бровкин Л.А. О тепловом балансе печи // Вопросытепломассообмена в промышленных установках. Иваново: Верхне-Волжское изд-во, 1971. 88 с.

6. Мастрюков Б.С. Расчеты металлургических печей. М.: Металлургия, 1986. 376 с.

7. Металлургия чугуна /Е.ф. Вегман, Б.Н. Жеребин, А.Н. Похвиснев и др. М.: Металлургия, 1989, 512 с.

8. Рамм А.Н. Современный доменный процесс. М.: Металлургия, 1986.304 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Парциальное давление водяных паров и влагосодержание

газов в состоянии насыщения

Темпе-ратура, °С	Упругость водяных паров, кПа	Содержание водяных паров, г/м3	Темпе-ратура, °С	Упругость водяных паров, кПа	Содержание водяных паров, г/м3
-20	0,103	0,88		2,642	19,4
-10	0,260	2,14		2,982	21,8
-6	0,368	2,99		3,360	24,4
-2	0,517	4,13		3,771	27,2
	0,611	4,84		4,241	30,3
	0,705	5,60		4,753	33,9
	0,813	5,40		5,318	37,6
	0,934	7,30		5,940	41,8
	1,072	8,30		6,240	46,3
	1,227	9,40		7,375	51,2
	1,401	10,7		12,330	83,0
	1,597	12,1		19,920	130,0
	1,817	13,6		31,170	198,0
	2,062	15,4		47,360	293,0
	2,337	17,3		70,110	424,0

Приложение 2

Теплофизические свойства стали

Параметр	Сталь	Температура,
Средняя темлоемкость, с, Дж/(кг×К)	Углеродистая Низколегированная														-
Жаропрочные Хромистые Хромоникелевая
Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м×К)	Углеродистые: Малоуглеродистые Среднеуглеродистые Высокоуглеродистые	58,6 50,6 49,2	55,6 49,4 46,6	52,.6 48,2 44,0	48,6 45,.6 40,.9	45,0 42,5 37,8	40,8 39,1 35,0	37,1 35,8 32,4	34,2 32,5 28,2	30,2 26,2 24,1	27,4 26,1 25,3	27,8 26,9 26,5	28,5 28,1 27,9	29,8 29,6 29,5	- - -
Низколегированные: Хромистая Марганцовистая 80ХГС 50С2Г	47,3 43,1 - 26,5	44,8 41,6 37,2 28,5	42,3 40,1 40,7 30,2	39,4 38,9 38,4 31,1	36,4 37,0 37,2 31,1	35,5 35,3 36,1 31,1	32,6 34,4 34,9 30,2	31,1 31,0 33,7 28,0	26,8 26,4 32,6 25,1	27,2 - - 25,6	28,0 - - 26,4	29,3 - - 27,7	30,6 - - -	- - - -
Жаропрочные: Хромистая Хромоникеливая	25,1 15,9	26,7 16,3	27, 17,2	27,7 18,4	27,7 20,1	27,2 21,7	26,7 23,8	25,6 25,6	25,1 26,7	26,7 26,7	27,7 28,0	28,8 28,8	30,1 29,7	- -