3. Расчет теплового баланса печи

Расчет статей прихода тепла.

1) Тепло, вносимое шихтой, кДж;

Q_ш∙G∙d_ш∙c_ш∙t_ш (3.1)

Q_ш=195000 ∙ 0,97 ∙ 0,469 ∙ 20 = 177422 кДж = 0,177422 ГДж

где G – емкость сталеплавильной печи, кг;

d_ш – доля металла в шихте (d_ш =0,97);

с_ш – теплоемкость шихты (с_ш =0,469 кДж/(кгК));

t_ш – температура шихты (t_ш =20 ⁰С)

2) Тепло, вносимое электрическими дугами, ГДж;

Q_д=η_эл∙W_эл∙10^-6 (3.2)

где η_эл – электрический к.п.д., равный 0,87–0,92;

W_эл – используемая в печи электроэнергия, кДж.

Тепло экзотермических реакций, МДж;

С → СО2	195000 · 0,074=14430
С → СО	195000· 0,053=10335
Si → SiO2	195000· 0,092=17940
Mn → MnO	195000 · 0,0249=4855,5
Fe → Fe2O3	195000 · 0,0098=1911
Fe → FeO	195000 · 0,0248=4836
Fe → Fe2O3 (в дым)	195000 · 0,2211=43114,5
Итого:	Qэкз=97442 МДж=97,442 ГДж

Тепло шлакообразования;

SiO₂ → (CaO)₂ SiO₂, МДж; Q_шл=G · 0.01474

Q_шл.обр=195000 · 0,01474=2880,15 МДж=2,88015 ГДж

Расчёт статей расхода тепла.

1 Физическое тепло стали, кДж

Ǫ _ст=d_ст∙Ǫ∙(С_ст.тв∙t_пл.ст+L_cт+С_ст.ж(t_cт-t_пл.ст) (3.3)

где d_cт-выход стали (dcт=0.91–0.97)

С_тв.ст-удельная теплоёмкость твёрдой стали в интервале температур 0–1500⁰С

(С_тв.ст =0,7 кДж/(кг∙К)).

С_ст.ж-удельная теплоёмкость жидкой стали в интервале температур 1500–1600⁰С

(С_ст.ж =0,837 кДж/(кг*К));

(t_cт-t_пл.ст) – интервал температур плавления стали (1600–1500⁰C)

L_ст-скрытая теплота плавления стали (L_ст=272,16 кДж/кг)

Ǫ_стал=0,91∙195000∙(0,7∙15000+272,16+0,837∙100)=2494698кДж=249,4698ГДж

2 Физическое тепло стали, теряемой со шлакам, кДж;

Q_ст-шл=d_щл∙G(c_cт.тв∙t_пл.ст+L_ст+с_ст.ж∙(t_ст-t_пл.ст)) (3.4)

Q_ст-шл=0,005∙195000∙[0,7∙1500+272,16+0,837∙100]=1,370031 кДж;

3 Физическое тепло шлака, кДж;

Ǫ_шл=d_щл∙G∙(c_шл∙t_шл∙L_шл) (3.5)

Ǫ_шл=0,005∙195000∙(1,25∙1700+209,35) =227599 кДж =2,27599 ГДж

Где c_шл-удельная теплоёмкость шлака при температуре 1700⁰С

(c_шл=1,25 кДж/(кг∙К));

L_шл-скрытая теплота плавления шлака (L_шл-209,35 кДж/кг)

t_шл-температура щлака (1700⁰С)

4 Тепло, уносимое газообразными продуктами реакций с температурой t_ух=1500⁰

Ǫ_ух=295∙G (3.6)

Ǫ_ух=295∙195000=57525 Дж=0,057525Г

5 Тепло, уносимое частицами Fe2O3, кДж;

Q_Fe2O3=d_Fe2O3∙G∙(c_Fe2O3∙t+L_Fe2O3) (3.7)

Q_Fe2O3=0,04∙195000∙(1,23∙1500+209,34)=16023852 кДж=16,0238 гДж

где с _Fe2O3-удельная теплоёмкость Fe2O3 при температуре 1500⁰С

(с _Fe2O3=1,23 кДж/(кг∙К));

L_Fe2O3-cкрытая теплота плавления Fe2O3 (L_шл=209,34 кДж/кг)

d_Fe2O3-доля Fe2O3, уносимое с дымом(d_Fe2O3=0,04–0,05)

6 Принимая температуру в цехе (Тос) равной 300С потери тепла через стены печи для ёмкости 100000 кг (100 т) составляют, гДж;

Ǫ_тепл1=9,54 ГДж (3.8)

Х=195000∙4,896:100000=9,54

7 Принимая потери тепла через свод печи для ёмкости 100000 кг(100т) ГДж

Ǫ_тепл2=4,293 ГДж (3.9)

Х=195000∙4,293:100000=8,37

8 Принимаем потери тепла через подину печи для ёмкости 100000 кг (100т), ГДж;

Ǫ_тепл3=1,205 ГДж (3.10)

Х=1,205∙195000:100000=2,34 ГДж

9 Подсчитываем общие потери тепла теплопроводностью через футеровку печи. Они выражаются суммой потерь тепла через стены свод и подину печи.

Q_тепл=Q_тепл1+Q_тепл2+Q_тепл3 (3.11)

Ǫ_тепл=9,54+8,37+2,34=20,25 ГДж

10 Потери тепла в период межплавочного простая (потери тепла излучением через раскрытый свод, потери с газами, с охлаждающей водой и теплопроводностью через футеровку печи), ГДж;

Ǫ_мп=(Ǫ_тепл+ Ǫ_охл+0,5∙ Q_ух)∙k_н∙τ_n/τ_p (3.12)

Ǫ_мп=(20,25+12+0.5∙0,0575)∙1.1∙216095:04=8,069 ГДж

где K_r-коэффициент неучтенных потерь, k_н=1,1–1,2

τ_p=9504: τ_n=2/60 сек: Q_охл=12Г

11 Расход электроэнергии найдём из уравнения теплового баланса периода расплавления дуговой сталеплавильной печи:

Ǫ_прих=Ǫ_расх (3.13)

0,17742+Q_д+97,442+2,880=249,4698+1,370031+2,27599+16,0238+20,25+ 8,066

51,76 ГДж+196,96 ГДж=248,72 ГДж

Ǫ_д=297,45–100,49=196,96 ГДж.

Заключение

В данной курсовой работе охарактеризована доменная печь её история, первая доменная печь в Казахстане – 3 июля 1960 года доменная печь №1 выдала первый казахстанский чугун, разливку первого чугуна производила бригада №3, в которой работал горновым будущий Первый Президент Казахстана Нурсултан Назарбаев. Руководил первой плавкой начальник доменного цеха Вадим Романов. Старший горновой Ахат Набиуллин пробил летку, и по желобу пошел первый казахстанский чугун.

Виды металлургических печей – виды печей теснейшим образом связана с пониманием сущности научного познания, его предмета и метода, его источников, движущих сил и конечных целей применения его результатов; она является важной и неотъемлемой частью системной теории печей.

Конструкция доменной печи представляет собой непрерывно действующий аппарат шахтного типа;

Технологические процессы представляют собой совокупность механических, физических и физико-химических явлений, протекающих в работающей доменной печи.

Применение печи в каком веке и где были впервые доменные печи и для чего, как усовершенствовали чтоб применение печи давала хорошую сталь; современная домна – применены когда-то считавшийся вредным продуктом при выплавке железа чугун стал одним из основных конструкционных материалов современности. Он широко применяется как литейный сплав, заменяя иногда более дорогостоящие сплавы из цветных металлов.

Топливосжигающие устройства для доменного процесса требуется прочное, неспекающееся твердое топливо, которое служит не только горючим для нагрева шахты и ее расплавления, но и химическим реагентом для восстановления железа из печи сделан расчет теплового баланса.

В данной курсовой работе охарактеризованы виды печей, конструкция доменной печи, описание технологического процесса, устройство ТСУ (топливосжигающие устройства), применение печи и расчет теплового баланса печи.

доменный тепловой печь технологический

Список источников

1 Сборник трудов по теории доменной плавки, сост. М.А. Павлов, 1957; Леонидов Н.К.

2 Усовершенствование конструкций доменных печей, 1961; Доменный процесс по новейшим исследованиям.

3 Готлиб А.Д., Доменный процесс, 2 издание, 1966. В.Г. Воскобойников, А.Г Михалевич.

4 Источник информации; Ольга Петренко. Как закалялась Казахстанская сталь−вехи истории.

5 Рыженков А.Н., Ярошевский С.Л., Крикунов Б.П. Технология плавки с использованием пылеугольного топлива и природного газа на дутье, обогащённом кислородом. – Сталь, 2005.

6 Рамм А.Н. Современный доменный процесс. Металлургия, 1980.

7 Арист Л.М. и др. Модернизация и долговечность агломерационного и доменного оборудования. Металлурги, 2001.

8 Кузьмин Б.А. и др. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы. Учебник для техникумов.

9 Общая металлургия. Издательство Металлургия, 2001.

10 Целиков А.И. и др. Машины и агрегаты металлургических заводов. Учебник для вузов. Металлургии, 1992.

Размещено на Allbest.ru