Расчет теплового баланса плавки, отнесенного к 100 кг металлической завалки
Приход тепла
Физическое тепло чугуна
4.1.2 Тепло шлакообразования
А) считаем, что все SiO2 и P2O5 в шлаке связаны реакциями:
SiO2 + 2CaO = (CaO) ´ SiO2 + 2300 кДж/кг SiO2
P2O5 + 4CaO = (CaO)4 ´ P2O5 +4860 кДж/кг Р2О5
Б) поступает SiO2 и P2O5 в шлак из всех материалов (в 1, 2, 3 периодах плавки).
Таблица №21
| Источники | Расход на плавку | Вносится, кг | |
| SiO2 | P2O5 | ||
| Из металлической шихты | - | 1,328 | 0,176 |
| Из руды 1 и 2 периодов | 6,168 | 6,168´10/100=0,617 | 6,168´0,7/100=0,043 |
| Из бокситов 1 и 2 периодов | 0,3 | 0,3´11/100=0,033 | 0,3´0,8/100=0,0024 |
| Из известняка 1 периода | 4,68 | 4,68´2,1/100=0,098 | |
| Из извести 2 периода | 0,88 | 0,88´2,45/100=0,021 | |
| Из магнезита 1 и 2 периода | 0,52 | 0,52´3/100=0,0156 | |
| Из обожженного доломита 1 и 2 периода | 1,24 | 1,24´4,2/100=0,052 | |
| Из сырого доломита 1 и 2 периода | 0,21 | 0,21´1,8/100=0,0038 | |
| Из свода 1 и 2 периода | 0,16 | 0,16´5/100=0,008 | |
| Из загрязнения лома 1 периода | 0,56 | 0,56´75/100=0,42 | |
| Из раскислителей 3 периода | - | 0,147 | |
| Итого: | - | S SiO2 = 2,74 | S P2O5 = 0,221 |
В) выделится тепла при протекании реакций шлакообразования.
Q2 = S SiO2 ´ 2300 + S P2O5 ´ 4860 = 2.74 ´ 2300 + 0.221 ´ 4860 = 7390.219 кДж
Тепло окисления элементов шихты
Таблица №22
| Элемент окисел | Выгорает элементов, кг | Тепловой эффект реакции окисления | Вносится тепла | |||||
| 1 период | 2 период | 3 период | итого | кДж | ккал | кДж | ккал | |
| С®СО | 1,2354 | 0,736 | 0,0185 | 1,9899 | 22087,89 | 5273,235 | ||
| С®СO2 | 0,1846 | 0,064 | - | 0,2486 | 8651,28 | 2060,894 | ||
| Si®SiO2 | 1,62 | - | 0,0686 | 0,688 | 4428,053 | |||
| Mn®MnO | 0,527 | - | 0,175 | 0,702 | 1179,5 | |||
| Р®Р2О5 | 0,0768 | - | - | 0,0768 | 1520,64 | 362,496 | ||
| Итого: Q3 | - | - | - | - |
4.1.4 Тепло реакций образования окислов железа шлака
1) Для образования необходимого количества окислов железа шлака.
А) на образование Fe2O3
Б) на образование FeO
2) Выделится тепла при окислении железа.
А) по реакции: 2Fe + 1.5O2 = Fe2O3 + 7330
Б) по реакции: Fe + 0.5O2 = FeO +4775
В) Всего выделяется тепла при образовании окислов железа шлака.
Всего поступает тепла
SQ = Q1 + Q2 + Q3 +Q4 = 74262 + 7390.22 + 55802 + 11902.78 = 149357.7 кДж
Расход тепла
Физическое тепло стали
Физическое тепло шлака
Физическое тепло шлака в печи после раскисления
Всего уносится тепла шлаком
Тепло, уносимое отходящими газами
1) тепло, уносимое СО и СО2 в первом периоде плавки.
2) тепло, уносимое СО и СО2 во втором периоде плавки.
3) всего уносится тепла отходящими газами.
4.2.6 Тепло диссоциации СаСО3 известняка
CaCO3 = CaO + CO2 – 4025 кДж / кг СО2
Тепло диссоциации окислов железа, поступивших с шихтой в 1 и 2 периодах плавки
1) При диссоциации Fe2O3 по реакции:
2) При диссоциации FeO по реакции:
3) Всего поглощается тепла при диссоциации окислов железа шихты.
4.2.8 Тепло диссоциации СО2 известняка, участвующей в окислении примесей металлошихты
Тепло диссоциации СО2 известняка, по реакции:
4.2.9 Таблица теплового баланса плавки
| Приход тепла | Расход тепла | |||||
| Статьи прихода | кДж | % | Статьи расхода | кДж | % | |
| Физическое тепло чугуна 1 | 49,76 | Физическое тепло стали 1 | 62,95 | |||
| Тепло шлакообразования 2 | 7390,2 | 4,95 | Физическое тепло шлака 2 | 23766,7 | 10,7 | |
| Тепло окисления примесей шихты 3 | 37,32 | Тепло уносимое отходящими газами 3 | 5,49 | |||
| Тепло окисления железа шлака 4 | 11902,7 | 7,97 | Тепло диссоциации СаСО3 4 | 7762,89 | 3,56 | |
| Тепло диссоциации окислов железа шихты 5 | 32343,8 | 14,5 | ||||
| Тепло диссоциации СО2 6 | 6219,96 | 2,8 | ||||
| Итого: | 149357,7 | Итого: |
Недостаток тепла на процесс:
