- •Задачи для активных форм обучения Исходные данные для расчетов
- •Задача 1. Определение количества элементов, внесенных металлической шихтой в кислородный конвертер
- •Задача 2. Определение состава стали после продувки
- •Задача 3. Определение угара элементов, количество кислорода и образующихся продуктов окисления
- •Задача 4. Расчет массы шлакообразующих материалов
- •Задача 5. Определение расхода извести
- •Задача 6. Определение массы и состава шлаков к концу продувки без оксидов железа
- •Задача 7. Определение массы и состава шлаков к концу продувки с оксидами железа
- •Задача 8. Определение выхода жидкой стали
- •Задача 9. Определение расхода кислородного дутья
- •Задача 10. Определение количества и состава газа, выделившегося из конвертера
- •Задача 11. Составление материального баланса плавки
- •Задача 12. Расчет количества тепла вносимого в кислородный конвертер
- •Задача 13. Расчет потерь тепла, затрачиваемых на физическое тепло выпускаемой стали и потерь металла
- •Задача 14. Расчет потерь тепла, затрачиваемых на физическое тепло шлака и корольки металла в шлаке
- •Задача 15. Расчет потерь тепла с отходящими газами При выплавке стали тепло расходуется и на нагрев отходящих газов, и на нагрев подаваемого газообразного технически чистого кислорода.
- •Потери тепла с отходящими газами рассчитываются при температуре 1600ºC.
- •Задача 16. Определение основных размеров конвертера
- •Задача 17. Потери тепла в окружающее пространство через стенки кислородного конвертера
- •Задача 18. Потери тепла излучением через открытую горловину конвертера и с охлаждение водой кислородной фурмы
- •Задача 19. Составление теплового баланса кислородно-конвертерного процесса
- •Задача 20. Расход тепла на нагрев охладителя и определение количество металлического лома
- •Задача 21. Расчет сопла фурмы
- •Список используемой литературы
Задача 10. Определение количества и состава газа, выделившегося из конвертера
В процессе выплавки стали в кислородном конвертере выделяется большой объем газов. Уходящие газы содержат: СО, СО2, Н2О, N2, О2. Расчет приводим в кг и м3. Методику расчета количества и состава газа приведем на примере.
Пример расчета
Из таблицы 1.3 (4 колонка) видно, что от окисления углерода образуется:
COОК = 7,56 кг. (7,56 (22,4 / 28) = 6,048 м³ ),
где (22,4 / 28) – перерасчет количества COОК из кг в м3.
CO2 ОК = 1,32 кг. (1,32 (22,4 / 44) = 0,672 м³ ).
В извести содержится 2% CO2 (табл.3), тогда из извести выделится
CO2 ИЗ = (2 / 100) GИ = 0,02 5,837 = 0,117 кг. ( 0,0595 м³),
где GИ - расход извести, кг, принимаем по данным задачи 5.
∑CO2 = 1,32 + 0,117 = 1,437 кг. (0,731 м³).
В газах присутствуют пары воды, выделившиеся из боксита (содержание Н2О в боксите 10 % (табл. 3)), их количество при расходе боксита 1 кг (%) составит
GH2O = 1 10 / 100 = 0,1 кг (0,1 (22,4 / 18) = 0,124 м³ ).
Содержание азота в газах 0,035 кг (0,028 м3) (см. задачу 9).
Для определения количества кислорода, содержащегося в уходящих газах, найдем общее количество газов, выделившихся из конвертера
Vг = COОК + ∑CO2 + GH2O + GN2.
Vг = 7,56 + 1,437 + 0,1 + 0,035 = 9,132 кг.
(6,048 + 0,731 + 0,124 + 0,028 = 6,931 м³).
Принимаем, что в уходящих газах содержится 3 % кислорода. Поэтому потребуется дополнительный расход кислорода с дутьем:
(Vг + Vдоп) ∙ (3 / 100) = 0,995 ∙ Vдоп, (1.10)
где 0,995 – доля содержания кислорода в кислородном дутье (99,5 / 100).
0,995 Vдоп − 0,03 ∙ Vдоп = 0,03 Vг, следовательно
0,965 Vдоп = 0,03 ∙ Vг = 0,03 9,132 = 0,274 кг,
Vдоп = 0,274 / 0,965 = 0,284 кг (0,284 ∙ 22,4 / 32 = 0,198 м3).
Составим таблицу 1.7 для расчета количества выделившегося из конвертера газа.
Таблица 1.7
Количество и состав газа, выделившегося из конвертера
Источники газов |
Наименование газовых компонентов и их количество, кг /( м³) |
||||
CO |
CO2 |
H2O |
N2 |
O2 |
|
Металлическая часть шихты |
7,56 (6,048) |
1,32 (0,672) |
_ |
_ |
_ |
Технический кислород |
_ |
_ |
_ |
0,035 (0,028) |
0,284 (0,198) |
Известь
|
_ |
0,117 (0,0595) |
_ |
_ |
_ |
Боксит
|
_ |
_ |
0,1 (0,124) |
_ |
_ |
Итого |
7,56 (6,048) |
1,437 (0,731) |
0,1 (0,124) |
0,035 (0,028) |
0,284 (0,198) |
Всего газов |
9,416 кг (7,129 м3) |
||||
Общее количество кислорода, введенного в конвертер, составит
GO2 + Vдоп = 6,937 + 0,284 = 7,221 кг (5,055 м3),