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: