Тепло экзотермических реакций Т2

 - тепло окисления любого элемента, где

 - тепловой эффект реакции, КДж/кг

Окисление C:

Окисление Si:

       

Окисление Mn:

Окисление Р:

Окисление Fe, приходящего в виде оксидов в шлак:

Окисление Fe плавильной пыли:

Тепло химических реакций:

 

Тепло шлакообразования Т3

Т3 = Т_SiO2 + T_P2O5 = 26,857+2,2602 = 29,1172МДж

 

Энтальпия стали Т4

Т4 = ([C₁t_пл + r + С₂Dt^стал](M₇ + (eM₈)/100 + M₁₁+М₁₂))*10^-3 = [[0.7*1500+272+ 0.838*80)](931,12+3*85,526/100+5)]*10^-3 = 1303,87МДж, где

C₁, С₂ – теплоёмкость твердой и жидкой стали, КДж/кг*EС

t_пл – температура плавления стали. Она равна 1500˙С

Dt^стал – перегрев стали над температурой плавления (80˙С)

r - скрытая теплота плавления

 

Энтальпия шлака Т5

Т5 = (1,25·t_шл+209,5)·М8/1000 = (1.25*1650+209.5)*85,526*10^-3= 194,315МДж

t_шл- температура плавления шлака. Равна 1650˙С

Тепло, теряемое с газами Т6

СО:

Т₆^СО = DН^СО*3,33 D[C]*(M₁ + M₂)/100*(1-h)(22.4/28) =

= 2,12*3,33*3,3875*1000/100*(1-0.1)*(22.4/28) = 172,184МДж

СО₂:

Н₂О:

N₂:

Не усвоившийся О₂:

 

Потери тепла от продувки аргоном Т7

g = 0,2 м³/т стали – интенсивность продувки

t_o = 20^oC => Dt = 1650–20 = 1630^oC

Т7 = 0.932*0.001*0.2*910,562/1000*1630 = 0,277МДж

 

Потери тепла Т8

1) Тепло, потерянное с выделяющийся пылью и охлаждаемой водой

(Т4+Т5+Т6)*0.01 = (1277,624+320,134+199,344)*0.01 = 17,97МДж

2) Тепло на охлаждение фурмы и горловины

(Т4+Т5+Т6)*0.02 = (1277,624+320,134+199,344)*0.02 = 35,94МДж

3) Излучение

(Т4+Т5+Т6)*0.02 = (1277,624+320,134+199,344)*0.02 = 35,94МДж

Т8 = 17,97+35,94*2 = 89,85МДж

Итоговый тепловой баланс:

Приход	МДж/т	%	Расход	МДж/т	%
Тепло чугуна (Т1)	897,75	50,195	Энт-пия стали (Т4)	1277,624	67,7
Экз. реакции (Т2)	848,515	47,442	Энт-пия шлака (Т5)	320,134	16,96
Тепло шлак-ния (Т3)	42,269	2,363	Газы (Т6)	199,344	10,56
			Аргон (Т7)	0,277	0,015
			Потери тепла (Т8)	89,85	4,76
Итого	1788,534	100%	Итого	1887,229	100%

 

Анализ

Представленный тепловой баланс говорит о том, что здесь недостаточно высокая температура чугуна(1280ºС). Необходимо ввести дополнительное количество топлива, по причине превышения расходной части теплового баланса над приходной. Также происходят потери тепла с пылью, излучением и охлаждением. Недостаток тепла компенсируем добавкой антрацита. Это приведет к удорожанию стали. Следовательно, экономически выгодно будет уменьшение теплопотерь.

1 кг антрацита - 31 МДж тепла

D = 98,695 МДж

М антр. = 98,695/31 = 3,18 кг/т

Вывод: необходимо добавить 3,18 кг/т антрацита, для компенсации недостатка тепла.