, где , -тепловой эффект окисления железа до FeO, кДж/кг; - масса угара Fe при окислении до FeO, кг.

Дата: 2025-05-21; Просмотры: 3
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

Окисление железа до происходит по реакции:

, где , -тепловой эффект окисления железа до , кДж/кг; - масса угара Fe при окислении до , кг.

Расход теплоты:

1) На нагрев , расплавление шихты , перегрев металла и шлака;

,

кДж; где - теплота, затраченная на нагрев, расплавление и перегрев скрапа, кДж;

– теплота, затраченная на нагрев шлака, кДж.

, кДж, где- -удельная теплота расходуемая на нагрев, плавление и перегрев скрапа до заданной температуры, кДж

-масса скрапа, кг.

, кДж, где , -средние теплоемкости твердого и жидкого металла, кДж/(кг*°С);

2) Теплоту, затраченную на нагрев шлака, определим по формуле:

, кДж,

где -количество шлака перед его спуском, кг;

-средняя теплоемкость шлака, кДж/(кг*°С);

-температура шлака, °С;

=

3) С уходящими газами

, [кДж],

где - объем отходящих газов за период плавления металла, ,

- средняя теплоемкость отходящих газов, кДж/

-температура газов в период плавления, °С;

4) С химическим недожогом

[кДж],

5) Излучением из рабочего пространства во время завалки шихты

6) Излучением от внутренней поверхности свода во время завалки шихты

,

где ε=0,85 (хромопериклаз)

 

7) Излучением через открытое рабочее окно

[кДж] ,

где -удельный тепловой поток, кДж/ ,

-площадь наружной поверхности не водоохлождаемой стенки, ,

коэффициент диафрагмирования.

8) Потери теплоты с пылью в дымовых газах

Qп=0,14m(пыль)c(пыль)t(пыль) – 0,4 %

Температура пыли равна температуры отходящих газов

9) Потери теплопроводностью через под печи

Q5т=(tрасплав-tокр)/R – 0,23 %

R – термическое сопротивление кладки пода (суммарное сопротивление слоев кладки + теплоотдача в окружающую среду)

10) Потери с охлаждающей водой – 18%

2.3.3. Невязка – 0,1 %

5. Особенности тепловой работы плавильных металлургических печей по сравнению с …..?

6. Условное топливо. Удельный расход условного топлива. Цель использования показателя.

Условное топливо – это абстрактное топливо, которое используется для сравнения показателей тепловой работы тепловых агрегатов, работающих с использованием различных видов топлива. Теплота сгорания условного топлива равна 29300 кДж/кг.

Удельный расход условного топлива УРУТ= B/Gc. Показатель УРУТ характеризует отношение расхода условного топлива на тонну жидкой стали.

Для сравнения тепловой работы используется тепловой эквивалент топлива Э=Qнр/Qут (кг. у.т./м3).

7. Особенности материального баланса сталеплавильной печи, работающей по скрап-процессу, скрап-рудному процессу, скрап-карбюраторному процессу.

Материальный баланс – это соотношение между количеством исходных материалов, полученного готового продукта, отходами производства и материальными потерями.

1) Шихта (скрап (львиная доля, ауе, 24-45 %) + чушковый твердый чугун)

2) Топливо (природный газ, мазут, каменноугольная смола)

3)Окислитель (вентиляторный, компрессорный воздух). Твердые окислители – железная руда в виде окатышей с некоторым содержанием углерода

4) Флюсующие добавки (известь)

5) Легирующие добавки (различные ферросплавы)

6) Подсосы воздуха

Для скрап-рудного тоже самое, но:

1) Шихта (скрап + жидкий чугун)

Для скрап-карбюраторного все тоже самое, но:

1) Шихта (скрап + углеродистые компоненты)

1.16. Материальный баланс. Расходная часть баланса

1) Готовый продукт – сталь

2) Первичный и вторичный шлак

3) Продукты горения пригодного газа и мазута

4) Пыль

5) Водяной пар

8. Пароиспарительное охлаждение. Преимущества и недостатки. Расчет количества теплоты …?

При испарительном охлаждении тепло от нагретых элементов печи отводится водой, нагревающейся до образования пароводяной эмульсии. При этом используется скрытая теплота парообразования, т. е. тепло, отбираемое охлаждающей водой, затрачивается на ее испарение. В холодильники печи подается вода, освобожденная от солей жесткости и лишенная коррозионных свойств. Получаемый пар используется на технологические нужды завода.

Преимущество испарительного охлаждения состоит в том, что:

· обеспечивается надежность работы печи и сокращаются ее простои для ремонта охлаждаемых деталей;

· используется тепло охлаждающей среды в виде пара;

· уменьшаются в три раза объем сооружений и мощность системы водоснабжения;

· для отвода тепла от охлаждаемых деталей используется скрытая теплота парообразования, отвод тепла осуществляется в результате образования и отвода пара. При этом 1 литр воды отводит около 600 Ккал тепла, вместо 10 – 20 Ккал при водяном охлаждении;

· за счет использования хим.очищенной деаэрированной воды сокращается не менее, чем в 60 раз расход технической воды, исключается накипеобразование в охлаждаемых деталях, отпадает необходимость в периодической промывке холодильных плит, сокращаются текущие простои и ремонты металлургического агрегата;

· вода необходима на охлаждение деталей лишь нижнего строения металлургических печей, т. е требуется примерно 30% ее общего расхода при водяном охлаждении;

· за счет естественной циркуляции исключается зависимость системы испарительного охлаждения от источников электропитания;

· благодаря наличия определенного объема воды в барабане-сепараторе система может работать без подпитки определенное время, достаточное для устранения возможных неисправностей или перебоев в системе подачи питательной воды;

· возможно строительство менее мощных насосных станций технической воды, градирен, брызгальных бассейнов и трубопроводов меньших диаметров, т. к. для резервирования СИО тех.вода требуется в меньших количествах;

· возможна утилизация тепла в виде насыщенного пара;

Недостатки.

1) Разрушение деталей из-за пароводяной коррозии:

3Fe+4H2O->Fe3O4+4H2

2) При пульсационном режиме циркуляции или циклических изменениях температуры возникают усталостные трещины в кладке.

Расчет потерь теплоты с П-И охлаждением:

Q(п-и)=m(H2O)*c(H2O)*t(100 град)+am(H2O)*H(H2O) ~ 2510 – 2520 град

9. Водяное охлаждение. Преимущества и недостатки. Расчет количества теплоты тепловоспринимаемое водой.

Водяное охлаждение используется для охлаждения футеровки в печах. Она подается на элемент, отбирает тепло, нагреваясь до 35-50 градусов, и удаляется из него.

Преимущества:

1) Повышает стойкость кладки

2) Поддерживает температуру элементов в пределах, не допускающих разрушение и износа материала

3) Способствует образованию гарниссажа

4) Обеспечивает неизменность профиля кладки печи

5) При использовании химически чистой воды исключено образование накипи, также позволяет использованию теплоту воды

Недостатки:

1) Высокий расход воды на охлаждение элементов

2) Использование технической воды приводит к накипеобразованию, следовательно, к прогару.

3) Необходимость непрерывного охлаждения воды, что приводит к дополнительным затратам электроэнергии

4) Нет возможности использовать теплоту воды (из-за ее низкой температуры) - для холодной технической воды

Расход воды рассчитывается на максимальную нагрузку печи, ее температура не превышает 60 градусов.

Qв= m*свод*tвод

Свод – ср теплоемкость воды при tвод, tвод – температуры воды

10. Тепловая мощность ДСП

Тепловая мощность – количество энергии, выделяющееся в результате сгорания 1 кг/м3 топлива за 1 секунду.

Тепловая мощность по мазуту – Nм=Gм*Qнр, Вт

Тепловая мощность по природному газу – Nпг=Vг*Qнр, Вт

Тепловая мощность при комбинированном топливе N= Nм+ Nпг, Вт

11. График теплового режима. Карта теплового режима.

График теплового режима содержит в себе необходимый расход энергоносителей конкретно для каждого периода плавки в табличной форме. Используя график теплового режима можно рассчитать карту теплового режима, которая дает полное представление об использовании энергоносителей по периодам плавки. Благодаря этой карте можно проследить уязвимые места технологического процесса и по ходу вносить необходимые коррективы, обеспечивающие рациональное использование топлива.

12. Теплогенерация в современной дуговой печи

Электрическая дуга представляет собой электрический разряд между электродами и шихтой в газовой среде или вакууме и возможна только в том случае, когда существует электропроводимость (обусловлена наличием заряженных частиц). Процесс возникновения заряженных частиц носит название ионизация, которая возможна только при интенсивном тепловом движении нейтральных частиц. Соударение таких частиц между собой возможно только в том случае, когда их кинетическая энергия больше энергии связи в атоме. Необходимым условием возникновения дугового разряда является эмиссия электронов из катода (освобождение электронов с поверхности катода) при их нагревании (термоэлектронная эмиссия), наличии ультрафиолетового и инфракрасного излучения и т.д. Электрон покинуть материал может только в том случае, когда его кинетическая энергия больше или равна энергии ионизации (энергия на отрыв электрона и образование положительного иона). Практически ионизация начинает играть решающую роль при температурах 2000…3000 К, и газ начинает проводить ток, однако термоэлектронная эмиссия не может это обеспечить. Наложение электрического поля понижает энергию ионизации, ускоряя заряженные частицы, особенно электроны, ввиду их высокой подвижности. Отрицательно заряженные частицы устремляются к аноду, положительные – к катоду. Это обеспечивает высокое число электронов в газовой среде .

В современной ДСП электроды помещаются так, чтобы контактировать с шихтой. В результате нагрева образуются колодцы, в которых размещаются и углубляются электроды печи. Материал шихты в это время вызывает экранирующее воздействие на элементы ДСП. После образование расплава излучение дуги действует на футеровку, поэтому ее мощность понижают.