2.2.3 Теплосодержание газообразных продуктов

Допустим, что газы покидают печь при средней температуре 1000°С. Для упрощения расчетов принимаем теплоемкости всех газообразных продуктов равными теплоемкости окиси углерода CO₂ основной составляющей газообразной фазы, образующуюся при разложении карбоната кальция в извести.

2.2.4 Тепло эндотермических реакций

Тепло диссоциацию карбонатов, испарение влаги и т.д. подсчитывают по энтальпии реакции и их массе

CаСО₃ = CаО + СО₂ ΔН = – 635,6 – 393,51 + 1207,0 = 177,89 кДж/моль

Q_энд = 0,280 · 177,89 / 0,044 = 1132 кДж.

2.2.5 Потери тепла

По экспериментальным данным тепловые потери через футеровку ковша-реактора, излучением с поверхности расплава и т.д. при выплавке низкоуглеродистого феррохрома методом смешения составляют 12,7% от общего расхода тепла. Величина тепловых потерь при внепечной силикотермической плавке может быть оценена по выражению:

Q_пот = (Q_ших + Q_экз) · 0,127

Q_пот = (366234 + 158245) · 0,127 = 66609 кДж.

2.2.6 Избыток тепла

При осуществлении процесса получения низкоуглеродистого феррохрома методом смешения не требуется дополнительного подвода тепла. Возможность самопроизвольного протекания процесса силикотермического восстановления определяется такими факторами, как тепловой эффект силикотермического восстановления, теплоемкость и теплопроводность шихты и продуктов плавки, интенсивность теплообмена с окружающей средой, теплота метало- и шлакообразования и т.д. основным условием осуществимости силикотермической плавки без подвода тепла извне является превышение теплового эффекта восстановления и физического тепла РИР и ферросиликохрома над тем количеством тепла, которое необходимо для нагрева расплава до температуры, обеспечивающей достаточно полное разделение металлической и шлаковой фаз, а также для компенсации тепловых потерь в процессе плавки:

Q_спл. + Q_шл. + Q_газ + Q_энд. + Q_пот. ≤ Q_физ. + Q_экз..

51255 + 362447 + 307 + 1132 + 66609 ≤ 366234+ 158245

481749кДж ≤ 524478 кДж

Как видим, основное условие протекания процесса вне печи выполнено, при этом избыток тепла составит:

Q_изб. = 524478 – 481749 = 42729 кДж.

2.3 Тепловой баланс

По результатам расчета прихода и расхода тепла составляется тепловой баланс выплавки низкоуглеродистого феррохрома, который приводится в таблице 10.

Таблица 10 – Тепловой баланс выплавки низкоуглеродистого феррохрома методом смешения расплавов