5.2. Теплопотери излучением через горловину конвертера

Излучение внутренней полости конвертера имеет место не весь период плавки. В период продувки внутренняя полость экранируется заполняющей горловину пылью. Теплопотери с пылью, уносимой газами, уже учтены.

В период завалки твердых материалов и заливки чугуна излучение чрезвычайно ослаблено. Поэтому при определении времени излучения из общей продолжительности плавки следует вычесть время продувки, завалки и заливки.

Тепловой поток в атмосферу q_z, Вт/м², из внутренней поверхности конвертера через 1 м² площади горловины можно определить по формуле

Q_z = 5,75ּЕ [(Т_{в. п} /100)⁴ – (Т_возд / 100)⁴],

где Е – степень черноты внутренней полости конвертера; ее можно принять равной 0,9 (как среднее Е между излучением через маленькое отверстие замкнутого пространства и поверхностью нагретой огнеупорной стенки):

Т_{в. п} = t_{в. п} + 273,

где t_{в. п} – средняя за плавку температура внутренней полости конвертера, °С, t_{в. п} = 1500 ^оС.

При площади горловины, равной , и продолжительности времени излучения ₀, мин, теплопотери излучением чугуна, кДж, составят на 100 кг

Q₂ = 6q₂ ·  r₁² · ,

В данном расчете

q₂ = 5,75 · 0,9 [(1773 / 100)⁴ – (303 / 100)⁴] = 510946Вт/м².

Для определения продолжительности между продувками, кроме времени плавки (по заданию 40 мин), нужно знать время продувки. Продолжительность продувки _пр, мин, можно рассчитать, зная интенсивность продувки (по заданию i = 4,5 м³/(т · мин) и удельный расход кислорода V_о2, м³/т:

_пр = V_о2 / i.

Согласно материальному балансу на 1 т чугуна расходуется 50,6 м³ технического кислорода. Поэтому

_пр = 50,6/4,5 11,24 мин.

В этом расчете допущена некоторая неточность. Дело в том, что интенсивность продувки обычно относят к 1 т готовой стали, а не чугуна (но выход стали пока нам не известен). Такой расчет допустим, так как при необходимости значение _пр затем может быть уточнено. Время завалки твердых шихтовых материалов и заливки чугуна по нормам Гипромеза должно занимать в сумме не более 4 мин вне зависимости от емкости конвертера.

Поэтому

₀ = 40 – 4 – 11,24 = 24,76 мин.

Для данного конвертера при r₁ = 1,695 м:

Q₂= =3861,2 кДж

5.3. Расход тепла на охлаждение кислородной фурмы

Расход тепла на охлаждение кислородной фурмы составляет примерно 0,6–0,8 % от приходной части теплового баланса. Приняв ее равной 0,8 %, получим потери тепла на охлаждение кислородной фурмы:

Q₃ = 203427,1· 0,8 = 1627 кДж.

Суммарные теплопотери конвертера

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 513,25 + 3861,2 + 1627 = 6001,4 кДж.

Таблица 5.1

Уточненный тепловой баланс конвертерной плавки

Приход тепла			Расход тепла
Теплота	кДж	%	Теплота	кДж	%
Жидкого чугуна	126375	62,12	Стали	127220,3	62,54
Окисления примесей	74547,66	36,64	Шлака	23734,4	11,66
Шлакообразования	2504,5	1,23	Газов	21 442,7	10,5
			Корольков металла в шлаке	492,8	0,24
			Выбросов и выноса металла	1373	0.67
			Пыли (Fe2O3 в газе)	1956	0,96
			На восстановление Fe2O3 до FeO	2500,5	1,23
			На восстановление FeO до Fe	2261	1,1
			На разложение карбонатов	432,04	0.21
			На нагрев кислорода	813,7	0.4
			Теплопотери через стенки конвертера	513,25	0,25
			Теплопотери излучением через горловину конвертера	3861,2	1,89
			На охлаждение кис­лородной фурмы	1634	0,79
			На расплавление и нагрев скрапа или руды	15192,21	7,46
Итого	203427,1	100	Итого	203427,1	100,00