Другие предметы \ Оборудование литейных цехов

Материальный и тепловой баланс ваграночной плавки. Расчет количества и состава шлака, образующегося в процессе плавки, страница 9

Qш = Qшихты - Qугар Fe - Qугар Mn + Qприг Si + Qприг C + Qприг S - QFe (S*).

* см. раздел 5.1. Qш = 100,22 - 0,3 - 0,192 + 0,139 + 0,19 + 0,064 - 0,022 = 100,09

Приход, кг

Шихта          - 100,22

Кокс             - 11,0

Известняк    - 2,381

Футеровка   - 1,0

Песок           - 1,0

Пар               - 0,457

Воздух         - 65,385 * 1,293 = 84,542

------------------------------------------------Всего ……… 200,593

Расход, кг

Жидкий чугун - 100,09

Шлак                - 4,838

Газ                    94,759

------------------------------Всего ……….. 199,687

Невязка:  * 100 = 0,4 %

9 Тепловой баланс (на 100 кг шихты)

9.1 Приход тепла

Основными источниками прихода тепла являются:

1  Тепло от сжигания топлива.

При сгорании 1 кг углерода кокса до CO2 образуется 34067 кДж (8137 Ккал), а при сгорании до СО 10458 кДж (2498 Ккал)    [4].

Сжигание 11 кг кокса (при содержании в коксе 80,8 % свободного углерода), с учетом, что 58 % топлива сгорает до СО2 и 42 % до СО, дает тепла

QT = 80,8*11*(34067*0,58 + 10458*0,42) / 100 = 214656 кДж

2  Физическое тепло подогретого до 500 оС воздуха.

Теплосодержание 1 нм3 воздуха при 500 оС (табл.11) составляет 672,4 кДж (160,6 Ккал). Поскольку расход воздуха составляет 65,385 нм3 на 100 кг чугуна, то с ним будет внесено

QВ = 672,4*65,

Таблица 11 – Теплосодержание газов, i, ккал/нм3 *

t, oC

CO2

H2O

Воздух

N2

O2

H2

CO

SO2

CH4

C2H4

100

40,92

35,83

31,06

31,10

31,46

30,88

31,1

43,46

38,46

50,2

200

86,12

72,47

62,56

62,47

63,81

62,02

62,47

90,58

83,89

111,3

300

134,7

110,0

94,53

94,24

97,79

93,3

94,51

140,3

135,2

181,4

400

185,6

148,9

127,3

126,6

131,7

124,6

127,1

193,5

192,2

260,1

500

239,1

189,0

160,6

159,5

167,1

156,0

160,4

247,9

254,5

345,6

600

295,3

230,3

194,6

193,0

203,2

187,7

194,8

303,9

322,4

437,2

700

353,3

273,0

229,0

227,1

239,9

219,6

229,3

360,8

394,2

533,5

800

410,5

317,4

264,9

262,4

277,4

259,6

285,2

418,4

470,1

639,0

900

469,6

363,1

300,8

298,0

315,3

287,7

301,2

477,2

549,4

714,6

* 1 ккал = 4,186 кДж

Приходом тепла от реакций окисления элементов и теплотой шлакообразования пренебрегаем ввиду их незначительного количества, тогда суммарный приход тепла в вагранку составит

Qприх. = Qт + Qв = 214656 + 43984 = 258620 кДж

9.2 Расход тепла

Тепло, получаемое от сжигания топлива и подогрева воздуха, в основном, расходуется:

1  На нагрев, расплавление и перегрев чугуна до 1390 оС

Qч = cmt + mp = m(ct + p), где      m - количество чугуна, кг с - теплоёмкость чугуна вблизи температуры плавления,  кДж/кг оС р -теплота плавления чугуна, кДж/кг

t -температура чугуна

Qч = 100,09 * (0,879 * 1390 + 230) = 145311 кДж.

2  На нагрев и расплавление шлака

Qш = [1768 + 0,4(tш – tмет)] * mшл, где      tш - температура шлака, оС

tмет - температура металла, oС

mшл - количество шлака, кг

Обычно температура шлака в среднемна 50 оС выше температуры чугуна на выпуске из вагранки

Qшл = [1768 + 0,4(1440 - 1390)] * 4,838 = 8650 кДж

Скачать файл