Промышленность \ Металлургия

Электроплавка медно-никелевых руд на штейн, страница 9

 моль FeO

кДж.

8. FeO + CO ® Feмет + CO2

ю

Это тепло выделится при образовании 1 моля Fe. В результате реакции образовалось 7,10 кг Feмет.

 моль Fe

кДж.

9. Fe2O3 + CO ® 2FeO + CO2

ю

Это тепло выделится при образовании 2 молей FeO. В результате реакции образовалось 9,42 кг FeO.

 моль FeO

кДж.

10. 2FeO + SiO2 → Fe2SiO4

ю

Это тепло выделится при образовании 1 моля Fe2SiO4. В результате реакции образовалось 15,65 кг Fe2SiO4.

 моль Fe2SiO4

кДж.

11. MgO + SiO2 → MgO·SiO2

ю

Такое количество тепла потребуется для вступления в реакцию 1 моля MgO. В реакцию вступило 14,34 кг MgO.

 моль MgO

кДж.

12. СaO + SiO2 → CaO·SiO2

ю

Такое количество тепла потребуется для вступления в реакцию 1 моля СaO. В реакцию вступило 2,28 кг СaO.

 моль СaO

кДж.

13. Al2O3 + SiO2 → Al2O3·SiO2

ю

Такое количество тепла потребуется для вступления в реакцию 1 моля Al2O3. В реакцию вступило 5,15 кг Al2O3.

 моль Al2O3

кДж.

14. C + O2 → CO2

ю

Это тепло выделится при образовании 1 моля CO2. В результате реакции образовалось 1,87 кг СO2.

 моль CO2

кДж.

15. 2C + O2 → 2CO

ю

Это тепло выделится при образовании 2 молей CO. В результате реакции образовалось 6,81 кг СO.

 моль CO

кДж.

16. S + O2 → SO2

ю

Это тепло выделится при образовании 2 молей SO2. В результате реакции образовалось 0,98 кг SO2.

 моль SO2

кДж.

Qэнд = 1513,25+2067,90+11121,66+39176,88+5739,59+54986,64 = 114605,92 кДж

Qэкз = 239,21+774,93+1313,71+2904,56+1996,40+1649,18+3501,91+16907,35+

+28873,86+5510,35 = 63671,46 кДж

Расчет статей прихода тепла

Тепло, вносимое в печь загружаемыми материалами и выносимое вместе с продуктами плавки, равно сумме произведений количества молей компонентов на их теплоемкости и абсолютные температуры.

,

где a, b – коэффициенты теплоемкости;

М – молярная масса данного компонента;

m – масса данного компонента;

Т – температура, при которой загружают материал.

1.  Тепло, вносимое в печь исходными материалами

Шихта и флюс поступают на плавку ненагретыми, при температуре 250С   (298 К).

1). Ni3S2    m = 4,42 кг

;

2). NiО    m = 1,16 кг

;

3). NiFeS2    m = 1,80 кг

;

4). Сu2S    m = 2,73 кг

;

5). CuFeS2    m = 0,98 кг

;

6). CoS    m = 0,02 кг

;

7). CoO    m = 0,17 кг

;

8). FeS    m = 11,25 кг

;

9). Fe7S8    m = 4,66 кг

;

10). Fe2O3    m = 10,47 кг

;

11). Fe3O4    m = 9,81 кг

;

12). SiO2    m = 31,5 кг

;

13). Al2O3    m = 5,15 кг

;

14). CaO    m = 2,28 кг

;

15). FeO    m = 0,45 кг

;

16). MgO   m = 14,34 кг

.

2.  Тепло, поступающее с коксом

Кокс загружают в электропечь при температуре 250С (298К).

3.  Тепло, вносимое в печь подсасываемым воздухом

Температуру подсасываемого в печь воздуха принимаем равной 250С (298К).

1). O2    m = 5,74 кг

;

2). N2    m = 18,9 кг

.

Общее количество поступающего в печь (без учета электроэнергии) и выделяющегося при экзотермических реакциях тепла:

Расчет статей расхода тепла

Тепло выносится с конечными материалами плавки, с пылью и газами, поглощается эндотермическими реакциями и терятся через стенки и свод.

1.  Потери тепла со штейном

Температура выпускаемого из печи штейна – 12000С (1473 К).

1). Сu2S    m = 3,05 кг

;

2). Coмет    m = 0,12 кг

;

3). Niмет    m = 0,43 кг

;

4). Ni3S2    m = 5,81 кг

;

5). Feмет    m = 6,59 кг

;

6). FeS    m = 16,4 кг

.

2.  Потери тепла с шлаком

Температура выпускаемого из печи шлака – 13500С (1623 К).

1). Сu2S    m = 0,1 кг

;

2). CoO    m = 0,02 кг

;

3). CoS    m = 0,02 кг

;

4). NiО    m = 0,08 кг

;

5). Fe2SiO4    m = 15,65 кг

;

6). CaO·SiO2    m = 4,64 кг

;

7). MgO·SiO2   m = 35,66 кг

;

8). Al2O3·SiO2    m = 8,18 кг

;

9). SiO2    m = 0,2 кг

.

3.  Тепло, уходящее с газовой фазой

Отходящие газы при электроплавке образуются из газов от горения электродов и подсоса воздуха. Температуру отходящих газов принимаем равной 8000С (1073 К).

1). СO2    m = 12,21 кг

;

2). СO    m = 0,22 кг

;

3). SO2    m = 0,98 кг

;

4). N2    m = 18,9 кг

.

4.  Тепло, уходящее с пылью

Температуру пыли, уносимой из печи, принимаем равной температуре отходящих газов (1073 К). Состав пыли аналогичен составу твердой шихты, поэтому удельную теплоемкость пыли принимаем ту же, что и для шихты.

Найдем теплоемкость шихты:

.

Qпыли=

5.  Потери тепла через футеровку и кожух печи

Потери через футеровку и кожух печи принимаем равными 15% от тепла, поступающего в электропечь.

Общее количество уходящего из печи тепла и тепла, расходующегося на протекание эндотермических реакций:

Определение удельного расхода электроэнергии

Тепло электроэнергии определяется по разнице между приходом и расходом тепла.

Таким образом, расход электроэнергии на 1 т шихты равен 823 кВт·ч.

Найденное значение удельного расхода электроэнергии хорошо согласуется с заводскими данными.

Таблица 13

Тепловой баланс электропечи

Приход тепла

Количество тепла

Расход тепла

Количество тепла

кДж

%

кДж

%

Исходный материал

24322,27

6,18

Штейн

87341,05

22,20

Кокс

1588,96

0,40

Шлак

134928,90

34,29

Воздух

7599,68

1,93

Пыль

1255,44

0,32

Экзотермические реакции

63671,46

16,19

Газовая фаза

40715,31

10,35

Тепло электроэнергии

296241,58

75,30

Потери через футеровку и кожух

14577,36

3,71

Эндотермические реакции

114605,92

29,13

Итого

393423,95

100

Итого

393423,95

100

Список используемой литературы

1.   

Скачать файл