2.4 Определение снижения температуры металла

Суммарное снижение температуры металла за время обработки в ковше складывается из потерь тепла при раскислении металла ; потерь тепла при выпуске металла из агрегата; потерь тепла через футеровку ковша за время выдержки металла; потерь тепла при обработке ТШС; потерь тепла при усвоении расплавом порошковой проволоки:

2.4.1 Изменение температуры металла при раскислении:

= 0,22(-2,74)/10 = -0,0685 ºС;

= 0,206(+1,8)/10 = +0,03708  ºС.

∆T_раск=(0,0685-0,03708)*366=11,5 ⁰С

_2.4.2 Изменение температуры металла при обработке ТШС

- Затраты тепла на нагрев ТШС до температуры разложения известняка:

, кДж

где - теплоёмкость смеси, 1,25 кДж/кг·К;

Т_разл – температура разложения, 1183 К;

- количество ТШС, 7,5 кг.

_кДж;

- Затраты тепла на разложение извести:

Количество извести в ТШС М_Сао=4,5 кг.

Количество СО₂, получаемое при разложение недопала, принимаем ППП=5,00%

М _СО2=4,55/100=0,225 кг

- Количество разлагаемого известняка при этом составит:

М _СаСОз=0,225100/44= 0,511 кг

q₂= М _СаСОз1776,5=0,5111776,5 = 908,4 кДж

- Затраты тепла на расплавление смеси:

q₃=M_смеси(C _смеси (Т_ст-T_разл)+q_{ск. теплота пл}),

где M _смеси = M _ТШС - М_СО2

M _смеси = 7,5-0,225 = 7,275 кг

Т = 1903 К

q_{ск. теплота пл} – скрытая теплота плавления, 210 кДж

q₃ =7,275(1,25(1903-1183)+210)=8075,25 кДж

- Затраты тепла на нагрев СО₂ до температуры стали:

q₄=2,4M_СО2(22,4/44)(Т_ст-T_разл)

q₄=2,40,225 (22,4/44)(1903-1183)=197,93 кДж

Изменение температуры металла при обработке ТШС определяется по формуле:

Т_ТШС=( q₁+ q₂+ q₃+ q₄)/(0,835*1000),

и составляет Т_ТШС=24 ⁰С.

2.4.3 Изменение температуры металла при модифицировании порошковой проволокой

где – потери тепла при вводе порошковой проволоки, °С/м

– длина вводимой проволоки, м.

^оС

2.4.4. Изменение температуры металла при выпуске металла из сталеплавильного агрегата

Зависимость потерь температуры стали за счет излучения от времени выпуска определяется по формуле:

где - степень черноты жидкой стали,= 0,4;

- константа излучения абсолютно черного тела, =5,77510^-8 Вт/(м²К⁴);

Т-температура стали на выпуске, 1903 К;

F - площадь излучающей поверхности жидкой стали в струе и на зеркале ковша, м²;

М - масса металла в ковше, кг;

с - удельная теплоемкость стали, равная 850 Дж/(кг · К);

- время выпуска металла, 4 мин.

Площадь излучающей поверхности жидкой стали принимается в струе ~ 2,5 м². на зеркале ковша.

Общая площадь излучения жидкой стали в струе и на зеркале ковша равна

Fм²;

Тогда

2.4.5 Потери тепла через футеровку во время выдержки ковша

Теплота, отданная сталью на нагрев футеровки ковша определяется следующим образом:

Q_=McT,

где М – масса стали в ковше, кг;

с – удельная теплоемкость стали, 850 Дж/(кгК);

T – снижение температуры стали, К.

Потери тепла через кладку ковша

Q_=Q_футF

где Q_фут – потери тепла с 1 м² футеровки во время пребывания стали в ковше , Дж;

F – площадь огнеупорной кладки ковша (днище + стены), м².

Q_фут=,

где  = 7,0 – теплопроводность огнеупора, Вт/(мК);

а = 1,38  10³ – температуропроводность огнеупора, м²/ч;

Т₁, Т₀ – температура стали и огнеупоров ковша соответственно, температуру футеровки принимаем 1473 К;

t – время контакта огнеупора с жидкой сталью, сек.

Приравняв выражения, получим:

McT=Q_футF

Подставив сюда Q_фут, выразим T:

T_фут

Найдем площадь огнеупорной кладки ковша.

F = + = += 81,48 м².

T_фут

Общая потеря тепла составит:

Т =Т_{раскисл} +Т_ТШС +Т_вып+Т_фут

Т =11,5 + 24 + 5 + 29+6,3 = 75,8 °С