Тепловой баланс доменной плавки

25. Приход теплоты. Приход теплоты в доменную печь определяется по формуле

, кДж,

где - теплота от сгорания углерода кокса, кДж;

- теплота от сгорания природного газа, кДж;

- теплота от окисления водорода в реакциях косвенного восстановления, кДж;

- физическая теплота нагрева дутья.

25.1. Теплота от сгорания углерода кокса.

Для расчета прихода теплоты по этой статье необходимо знать объемы СО₂ (образовавшегося в реакциях косвенного восстановления оксидов железа) и СО (образовавшегося при окислении углерода кокса дутьем и прямого восстановления за вычетом СО, пошедшего на косвенное восстановление железа).

Объем СО₂:

м³ (см. п.14).

Объем СО:

м³;

приход теплоты по этой статье:

кДж,

где 17899 и 5250 теплота, выделяющая при горении углерода кокса до СО₂ и СО соответственно, кДж/м³.

25.2. Теплота от сгорания природного газа с образованием СО и Н₂ по реакции (см. табл. 9).

При сгорании 1 м³ природного газа выделяется теплоты:

где 1658, 6050, 10121 – тепло от горения СН₄, С₂Н_6, С₃Н₈ кДж/м³;

приход теплоты по этой статье:

кДж.

25.3. Теплота от окисления Н₂ в реакциях косвенного восстановления железа:

кДж,

где 10806- теплота от горения Н₂, кДж/м³.

25.4. Физическая теплота нагретого дутья;

Для расчета прихода теплоты по этой статье необходимо знать объемы сухого воздуха и паров Н₂О в дутье.

Общий расход влажного дутья:

м³;

паров Н₂О в дутье:

м³;

сухого воздуха в дутье:

м³;

приход теплоты по этой статье:

кДж,

где 1,4373; 1,7672 – средние теплоемкости сухого воздуха и паров воды в интервале температур 0 – 1400⁰С, кДж/м³град.

25.5. Общий приход теплоты:

кДж.

26. Расход теплоты

,

где - расход теплоты на диссоциацию оксидов;

- расход теплоты на разложение СаСО₃;

- расход теплоты на разложение влаги дутья;

- расход теплоты на испарение влаги шихты;

- физическая теплота жидкого чугуна;

- физическая теплота жидкого шлака;

- физическая теплота жидкого колошникового газа;

- потери теплоты в окружающую среду.

26.1. Теплота на диссоциацию оксидов.

Для расчета расхода теплоты по этой статье необходимо знать соотношение оксидов железа в исходных материалах плавки, количество других диссоциирующих оксидов и состав соединений, в которые входят эти оксиды:

Вносится FeO агломератом:

кг (см.п.11);

вносится Fe₂O₃ агломератом и коксом:

(см.п.11);

на основании опытных данных можно принять, что в офлюсованном агломерате 7-15 % FeO связано в силикатные соединения (принимаем 10%), остальной FeO связан в магнетите.

Количество FeO, связанного в силикатные соединения:

кг;

переходит FeO в шлак:

кг (см.п.7);

остается FeO в силикатных соединениях:

кг;

переходит FeO в магнетит:

кг;

переходит Fe₂O₃ в магнетит:

кг;

количество Fe₃O₄:

кг;

количество свободной Fe₂O₃:

кг;

теплота на диссоциацию оксидов железа:

где 4076,4800,5154 расход теплоты на разложение FeO силикатов, магнетита и свободной Fe₂O₃ соответственно, кДж/кг;

теплота на диссоциацию SiO₂:

кДж,

где 31079 расход теплоты на разложение SiO₂, кДж/кг;

теплота на диссоциацию Р₂О₅ из фосфорно-кальциевой соли:

кДж,

где 35755 расход теплоты на разложение Р₂O₅, кДж/кг;

теплота на образование СаS в шлаке:

кДж,

где 5728 расход теплоты на образование СаS в шлаке, кДж/кг;

расход теплоты на диссоциацию оксидов:

26.2. Теплота на диссоциацию СаСО₃ известняка:

кДж,

где 4025 расход теплоты на диссоциацию СаСО₃, отнесенный к 1 кг СО₂, кДж.

26.3. Теплота на разложение влаги дутья:

кДж,

где 10806 расход теплоты на разложение паров Н₂О, кДж/м³.

26.4. Теплота на испарение влаги шихты:

где 2266 и 419 теплота испарения Н₂О и расход теплоты на нагрев влаги до 100 ⁰С соответственно, кДж/кг.

26.5. Теплота, уносимая чугуном:

кДж,

где 1130 теплосодержание чугуна при температуре 1400 ⁰C, кДж/кг.

26.6. Теплота, уносимая шлаком:

кДж,

где 1675 теплосодержание доменного шлака при температуре 1400 ⁰C, кДж/кг.

26.7. Теплота, уносимая колошниковым газом, водяным паром и пылью:

26.8. Расход теплоты по статья 26.1-26.7:

26.9. Теплота, теряемая с охлаждающей водой и в окружающую среду:

кДж.