Формовочное отделение (стр. 3 из 8)

Угар Si 10%, т.е. 0.2 кг, что дает 0,43 кг SiO₂

Угар Mn 15%, т.е. 0.105 кг, что дает 0,14 кг MnO

Угар Fe 1%, т.е. 0.934 кг, что дает 2,52 кг FeO

Отсюда общее количество угара составляет 1,239 кг, что дает 3,09 кг шлака.

Количество серы в металле увеличивается на 0,04 кг, содержание углерода и фосфора остается без изменений. Выход жидкого металла получим 98,8 кг на 100 кг шихты.

10.Для определения расхода воздуха определим сначала расход кислорода на окисление примесей и горение топлива по анализу соответствующих реакций.

На окисление Si, Mn, Fe требуется кислорода:

0,43

+ 0,14 + 2,52 = 0,23+0,03+0,56=0,82 кг,

или 0,82*0,7=0,57 м³ , где о.7-обьем 1 кг кислорода.

Для сгорания углерода, серы и водорода топлива требуется кислорода:

О₂ = СО₂ +

СО + SO₂=10.81+3.61+0.08=14.5 м³

Всего на горение кокса и окисление примесей требуется кислорода:

0,57+14,5=15,07 м³.

С этим кислородом вносится азота :

15,07 *

= 56,69 м³.

Всего требуется воздуха на 100 кг шихты :

15,07 + 56,69 = 71,76 м³ или 71,76* 1,293 = 92,79 кг,

где 1,293 –вес 1 м³ воздуха.

11.Расчитаем количество и состав ваграночных газов.

Количество азота, поступающего с воздухом и выделяющегося из кокса, равно:

26,69 + 0,14*1,6 = 56,91 м³,

где 1,6 – объем 1 кг азота в 1м³.

Количество влаги, перешедшей из топлива, воздуха и продуктов горения составляет:

0,595 *1,25 + 70,81*0,005*1,25 + 0,73=1,92 м³ или 1,54 кг Н₂О,

где 1,25 – объем 1 кг Н₂О, а 0,005 – количество Н₂О в 1 м³ воздуха.

Полагая, что 50% влаги, или 0,96 м³ (0,77 кг), разложиться, получим:

Н₂О – 0,96 м³;

Н₂ – 0,96 м³;

О₂ – 0,48 м³.

Состав ваграночных газов приведен в таблице 3.

Таблица 3

Состав ваграночных газов.

Составная часть	Объем, м3	% содержание
СО2	10,81+0,94=11,75	15,14
СО	7,22	9,30
SO2	0,08	0,10
N2	56,16	72,36
H2O	0,96	1,24
H2	0,96	1,24
O2	0,48	0,62
Итого	77,61	100

В составе ваграночных газов отношение

немного выше заданного за счет СО₂ , выделившегося из известняка. Всего продуктов горения получилось 77,61 м³ или 77,61*1,341=104,08

где 1,341 – масса 1 м³ продуктов горения.

12. Расчет количества шлака:

- от окисления элементов металла получаем шлака 3,09 кг

- футеровки расходуется 0,15 кг на 100 кг шихты 0,15 кг

- известняк вносит в шлак на 100 кг шихты СаО в кол-ве 1,96 кг

- золы кокса переходит в шлак на 100 кг шихты 1,16 кг

-с шихтой вносится пригара 1%, т.е. 1,00 кг

ИТОГО: 7,32 кг

13.Сводный материальный баланс на 100 кг шихты (табл.4).

Таблица 4.

ПРИХОД	РАСХОД
Шихты 100,00кг	Жидкого металла 98,8 кг
Кокса 12,00 кг
Известняка 2,00 кг
Воздуха 92,79 кг	Шлака 7,32 кг
Из футеровки 0,15 кг	Газообразных продуктов горения 104,08 кг
Пригар с шихтой 1,00 кг
Итого 210,14 кг	Итого 210,20 кг

Невязка баланса 210,20 – 210,14 =0,06 составляет всего 0,0048%, что находиться в пределах точности расчета.

2.3 Тепловой баланс.

Тепловой баланс вагранки составляется на 100 кг шихты. Для проведения расчетов используются данные, полученные при составлении материального баланса.

ПРИХОДНАЯ ЧАСТЬ БАЛАНСА.

1.Теплота сгорания углерода при сгорании в СО₂ ;

,

где q_C – количество углерода кокса на 100 кг шихты, кг;

Q^/_C – теплота сгорания 1 кг углерода кокса в СО₂ ,

равная 34100 кДж / кг.

2.Теплота сгорания водорода кокса, кДж:

;

где

- количество водорода кокса на 100кг шихты, кг;

-теплота сгорания 1 кг водорода, равная 121000

3. Теплота сгорания серы кокса, кДж:

где

-количество серы, сгорающей в SO₂ на 100кг шихты;

-теплота сгорания 1кг серы, равная 9133 кДж/кг.

4. Теплота, выносимая с воздухом, кДж:

где С_в – удельная теплоемкость воздуха при Т_в, кДж/м³К;

Т_в- температура вдуваемого воздуха, К;

V_в- объем воздуха, подаваемого в вагранку, м³.

5. Теплота, выделяемая при окислении кремния, кДж:

Q_Si=29400*q_Si=29400*0.2=5880кДж,

где q_Si- количество кремния металла, соединившегося с кислородом, кг.

6. Теплота, выделяемая при окислении марганца, кДж:

Q_Mn=6900*q_Mn=6900*0.105=725кДж,

где q_Mn- количество марганца металла, соединившегося с кислородом, кг.

7. Теплота, выделяемая при окислении железа, кДж:

Q_Fe=4990*q_Fe=4990*0.934=4660 кДж,

где q_Fe-количество железа металла, соединившегося с кислородом, кг.

8. Теплота, выделяемая при шлакообразовании, кДж:

Q_шл=258*q_шл=258*1,17=457кДж,

где q_шл- количество образовавшегося шлака, кг.

В пунктах 5…8 числовые коэффициенты соответствуют тепловым эффектам реакций окисления кремния, марганца, железа и шлакообразования, кДж/кг.

Суммарный приход тепла:

∑Q_пр=Q_c+Q_н+Q_S+Q_в+Q_Si+Q_Mn+Q_Fe+Q_шл=328724+7865+1461+42116++5800+125+4661+457=391889кДж.

РАСХОДНАЯ ЧАСТЬ БАЛАНСА

1. Расход теплоты на нагрев до температуры плавления, расплавление и перегрев металла, кДж:

Q_м=q_м[C_ТМ(Т_пл-273)+η_пл+С_жм(Т_м-Т_пл)]=

=98,8*(0,75*1240+210+0,88(1400-1240))=126543кДж,

где q_м- количество жидкого металла, полученного из 100кг шихты, кг.

С_ТМ- удельная теплоемкость металла в твердом состоянии, кДж/(кг*К).

η_пл- скрытая теплота плавления металла, кДж/кг.

С_жм- удельная теплоемкость металла в жидком состоянии, кДж/(кг*К).

Т_м- температура металла на желобе вагранки, К.

Т_пл- температура плавления металла, К.

2. Расход теплоты на нагрев и расплавление шлака, кДж:

Q_шл=q_шл*(1,13*Т_шл+272)=6,04*(1,13*1470+272)=11676кДж,

где q_шл- количество жидкого шлака, кг.

Т_шл- температура шлака, К.

3. Расход теплоты на разложение известняка, кДж:

Q_из=1620*q_из=1620*4,2=6804 кДж,

где q_из- количество известняка, кг.