4. Расход тепла

1. На диссоциацию оксидов железа:

– количество FeO в шихте, из агломерата и окатышей:

99,12  0,1183 + 66,08  0,0334 = 13,94 кг

Из золы кокса 50  0,094  0,315 = 1,48 кг

Итого: 15,42 кг

– в золе FeO полностью, а в агломерате 10% связаны в силикатных соединениях, т.е. FeO_сил. = 13,94  0,1 + 1,48 = 2,87 кг;

– количество магнитного оксида и оксида железа:

FeO_маг. = 15,42 – 2,87 = 12,55 кг

Fe₂O_3маг = 12,55  160/72 = 27,89кг

Fe₃O₄ = 12,55 + 27,89 = 40,44 кг

Fe₂O_3св. = 117,62 – 27,89 = 89,73 кг

FeO_шл. = 0,3 кг,

где 117,62 – количество Fe₂О₃ вносимое шихтой, кг.

– тепло на диссоциацию оксидов железа:

4076(2,87-0,3) + 4800  40,44 + 5154  89,73 = 667055 кДж,

где 4076; 4800; 5154 – расход тепла на разложение соответственно FeO силикатных соединений, Fe₃O₄ и Fe₂O₃, кДж/кг.

2. Тепло на диссоциацию оксидов марганца.

В чугуне содержится 0,5кг Mn.

Приход Mn с рудной смесью 165,2  0,52  0,65/100=0,56кг

Марганец в рудной смеси находится в виде силикатных соединений, тогда расход тепла по этой статье составит:

(7360 + 532)  0,56 = 4122 кДж,

где 7360 – расход тепла на диссоциацию 1кг Mn из MnO, кДж;

532 – расход тепла на разложение Mn₂SiO₄ на SiO₂ и MnO, кДж/кг Mn.

3. Тепло на диссоциацию кремнезема:

31079  0,8 = 24863 кДж.,

где 31079 – тепло разложения SiO₂, кДж/кг.

4. Тепло на переход серы в шлак:

5728  0,75 = 4296 кДж,

где 5728 – тепло на переход серы в шлак, кДж/кг.

5. Тепло на диссоциацию фосфатно-кальциевой соли и P₂O₅ :

35755  165,2  0,042  0,01 = 2481 кДж,

где 35755 – тепло разложения P₂O₅, входящей в состав фосфатно-кальциевой соли.

6. Итого по первой статье расходуется тепла:

667055 + 4122 + 24863 + 4296 + 2481 = 702817 кДж

7. Тепло разложения влаги дутья:

10806  123,49  0,02 = 26689кДж,

где 10806 – тепло на разложение 1м³ Н₂О, кДж.

8. Тепло, уносимое чугуном:

1280  100 = 128000 кДж,

где 1280 – энтальпия передельного чугуна, которая для разных условий колеблется в пределах 1214-1298 кДж/1кг.

9. Тепло, уносимое шлаком:

1965  35,08 = 68944 кДж.

10. Тепло, уносимое колошниковым газом:

0,01 [1,863  18,7 + 1,317  (100-18,7)]  360  188,92 = 96440 кДж;

– влагой восстановления:

6,07  360  1,542 = 3370 кДж.

11. Общий унос тепла через колошник:

96440+3370 = 99810 кДж.

12. Общий расход тепла:

702817 + 26689 + 128000 + 68944 + 99810 = 1026260 кДж.

Потери тепла с охлаждающей водой и лучеиспусканием с поверхности кожуха:

1142268 – 1026260 = 116008 кДж

или в % 116008  100/1142268 = 10,1

5.13 Тепловой баланс, кДж, %:

Приход тепла				Расход тепла
		кДж	%		кДж	%
1.Горение углерода	827817		72,5	1.Диссоциация оксидов Fe,Mn,Si,P	702817		61,6
2.Горение природного газа	16685		1,5	2.Тепло разложения влаги дутья	26689		2,3
3.Окисление водорода	81585		7,1	3.Тепло, уносимое чугуном	128000		11,2
4.Вносится дутьем	209530		18,3	4.Тепло, уносимое шлаком	68944		6,1
5.Теплота агломерата	6641		0,6	5.Унос тепла через колошник	99810		8,7
				6.Потери	116008		10,1
Итого:	1142268		100	Итого:	1142268		100

Коэффициент полезного действия тепла:

100-(8,7 + 10,1) = 81,2%

Коэффициент использования углерода в печи:

– приход тепла от сгорания углерода 827817 кДж;

– количество углерода, окисляемого шихтой и дутьем 38,91 кг;

– тепловое значение 1кг углерода 827817: 38,91 = 21275 кДж;

– коэффициент использования углерода в печи:

К_с = (21275  100)/33411 = 63,7%,

где 33411 – тепло горения 1кг углерода в СО₂, кДж.

Потери тепла с охлаждающей водой и лучеиспусканием поверхности кожуха печи находятся в пределах 8-11% от общего расхода тепла. В настоящем расчете 10,1% потерь – завышенная величина, поэтому при расчете расхода кокса по формуле Воскобойникова следует расчетную величину уменьшать на 2-3%.