После выполнения расчета горения необходимо составить материальный баланс процесса горения.

Уравнение материального баланса процесса горения имеет вид:

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

,

где – масса топлива, при сжигании газообразного топлива

,

при этом плотность смешанного газа определяется по формуле:

где M_i – молекулярная масса компонента, кг;

r_i- содержание компонента в смеси, %.

– масса воздуха, подаваемого на горение, определяемая по формуле:

.

Плотность влажного кислородоносителя :

– масса продуктов сгорания, определяемая по формуле:

,

Плотность продуктов сгорания:

m – невязка материального баланса, определяемая по формуле:

(28)

(29)

(30)

.

Калориметрическую температуру горения топлива определяют из уравнения теплового баланса:

где – средняя удельная объемная теплоемкость продуктов сгорания в интервале температур от нуля до калориметрической температуры, т.е., , Дж/(м³К);

– физическое тепло топлива, Дж/м³;

– физическое тепло воздуха, Дж/м³.

Калориметрическая температура определяется по формуле:

В работе , так как нет подогрева топлива и воздуха.

Так как теплоемкость продуктов сгорания является функцией калориметрической температуры, которая неизвестна, необходимо определить ориентировочную величину по таблице Б3 (приложение Б3): t`_кал=f(i)_кал, где i_кал – калориметрическое теплосодержание продуктов сгорания, Дж/м³:

(31)

(32)

(33)

(34)

Определяем t`<sub>кал</sub> для топлива соответствующей калорийности и коэффициенте расхода воздуха 1%. Теплоемкость смеси газов (продуктов сгорания) определяется по температуре t`_кал по формуле:

Окончательное значение t_kал , по которой определяется , не должно отличаться от предыдущего значения t`_кал более, чем на 25⁰С, иначе необходимо выполнить еще одно приближение.

2.1.2 Определение радиационных характеристик продуктов сгорания топлива

Процессы, происходящие при сушке и разогреве сталеразливочных ковшей относятся к высокотемпературным, когда излучение является основным видом передачи тепла. Приведенная степень черноты системы _пр, включающего объем, заполненный газами, и поверхность, ограничивающую этот объем, определяется из выражения [2]:

где _м - степень черноты материала. Материал внутренней поверхности сталеразливочного ковша (огнеупорная футеровка) представляет собой серое тело, со степенью черноты материала _м принимаем равной 0,7-0,8;

_г - степень черноты газов определяется как сумма степеней черноты трехатомных газов и является функцией _г = f (s_эфф.к., р_СО2, р_Н2О, t_ср.к.);

где р_СО2, р_Н2О – парциальные давления трехатомных газов, кПа;

S_эфф.к. – эффективная толщина излучающего слоя, м:

(35)

(36)

(37)

(38)

(28)

(29)

s_эфф.к.=3,6V/F,

где V – объем полости, заполненной газом, м³, V_цил= , м³;

F – площадь всех внутренних поверхностей, ограничивающих объем, F_цил=2S_осн + S_бок= , м².

Парциальное давление газов определяется по формулам:

р_СО2 =

р_Н2О=

где p_полн – полное давление принимаем равным 98,1 кПа.

Степень черноты трехатомных газов определяется по графикам-номограммам _СО2=f (T, р, s) и _Н2О=f (T, р, s) [3]) следующим образом: рассчитывается произведение парциального давления на эффективную длину луча для соответствующего газа и по произведению ps и температуре T по номограмме определяется степень черноты. Тогда степень черноты смеси трехатомных газов определяется по формуле:

 _г=_СО2 +   _Н2О,

где  - поправочный коэффициент для водяных паров.

Для диапазона температур 400-1500 ⁰С можно также использовать эмпирические формулы [2]:

(39)

(40)

_СО2=0,165(рS_эфф)^0,33(0,01Т)^-0,5,

_Н2О=0,209(р^0,8)S_эфф^0,6(0,01Т)^-1,

 =1.

Ниже приведен алгоритм расчета радиационных характеристик продуктов сгорания для температур сушки и разогрева сталеразливочного ковша:

1. Выполняем расчет горения топлива по формулам (1-33) при коэффиценте расхода воздуха =1 и определяем низшую теплоту сгорания топлива Q_н^р, теоретически необходимый объем воздуха L₀, объем и состав продуктов сгорания (Vд₀, %СО₂, Н₂О, N₂, S₂О), калориметрическую температуру t_кал (при условии, что нет подогрева топлива и воздуха).

2. Определяем объем продуктов сгорания при температуре сушки t_суш из уравнения теплового баланса:

(41)

(42)

t_калV_д0c_д.кал.= t_сушV_д.сушc_д.суш.;

V_д.суш = м³/м³

где с_д.суш. – средняя теплоемкость продуктов сгорания при температуре сушки, Дж/(м³К);

с_д.кал. – средняя теплоемкость продуктов сгорания при калориметрической температуре, Дж/(м³К), определяется с помощью формул (30-33).

3. Находим α_суш из выражения V_д.суш=(α_суш-1)L₀+V_д0, тогда

α

(43)

_суш= .

4. По формулам (10-15) находим объем составляющих продуктов сгорания топлива и полный объем, а также по формулам (16-20) состав продуктов сгорания (% СО₂, Н₂О, N2, SО₂, О₂), образующихся при температуре сушке и соответствующем коэффициенте расхода воздуха α_суш . Также определяем степень черноты газов (38-40) и приведенную степень черноты системы (34).

5. Аналогично выполняем расчеты по формулам п.2-4 для температуры разогрева t_разогр сталеразливочного ковша, в формулах 32-34 индексы, соответствующие сушке, изменить на разогрев.

Результаты расчетов части 2.1 представляются в виде таблицы (табл. 2.2).

Таблица 2.2 – Результаты расчета горения топлива и радиационных характеристик для сушки и разогрева ковша.

N	Наименование величин	Обозначение, ед. измерения	Значение
Исходные данные:
1.	Состав топлива	CmHn, % СH4,% СО, % Н2S, % СО2, % Н2, % N2, % и т.д.
2.	температура сушки	tсуш, 0С
3.	температура разогрева	tразогр, 0С
Результаты расчета:
1.	Теплота сгорания топлива объем воздуха объем продуктов сгорания при α=1 состав продуктов cгорания при α=1 калориметрическая температура	Qнр, МДж/м3 L0, м3/м3 Vд0, м3/м3 СО2, % Н2О, % SО2, % N2, % tкал, 0С
2.	Объем продуктов сгорания при tсуш коэффициент расхода воздуха при tсуш объем воздуха при αсуш состав продуктов сгорания при αсуш степень черноты газа при αсуш приведенная степень черноты газа при αсуш	Vд.суш, м3/м3 αсуш, Lд, м3/м3 СО2, % Н2О, % SО2, % N2, % О2, % г пр
3.	Объем продуктов сгорания при tразог коэффициент расхода воздуха при tразог объем воздуха при αразогр состав продуктов сгорания при αразогр степень черноты газа при αразогр приведенная степени черноты газа при αразогр	Vд.разогр, м3/м3 αразогр Lд, м3/м3 СО2, % Н2О, % SО2, % N2, % О2, % г пр

2.2 Расчет процессов сушки и разогрева сталеразливочного ковша

Цель расчета – определить время периодов сушки и разогрева, а также распределение температур по сечению четырехслойной стенки в конце каждого периода.

2.2.1 Общие понятия о конструкции ковша и подготовке его к работе

Сталеразливочный ковш служит для слива в него из сталеплавильного агрегата металла и части шлака, выдержки, транспортировки и разливки металла в изложницы или на машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), после чего шлак сливается в шлаковую чашу (рис.2.1).

Рис. 2.1 – Схема движения металла:

1 – сталеразливочный ковш, 2 – жидкий металл, 3 – промежуточный ковш, 4 – сталеразливочный стакан, 5 – стопор, 6 – сталевыпускное отверстие, 7 – погружной стакан, 8 – кристаллизатор, 9 – роликовая проводка.

Как правило, в ковше производят раскисление, легирование и внеагрегатную обработку стали. Также сталеразливочный ковш может быть оборудован устройствами для обработки стали инертным газом и порошкообразными реагентами. Сталеразливочный ковш (рис. 2.2) состоит из кожуха с металлоконструкциями, дозирующих устройств, кантовочного приспособления и футеровки. Ковши, предназначенные для приема плавки из стационарных плавильных агрегатов, имеют один или два шлаковых желоба, по которым отводится избыток шлака в шлаковые чаши. Основные размеры сталеразливочных ковшей, используемых в промышленности, приведены в табл. 2.3.

А-А

А-А

Рис. 2.2 – Пример конструкции сталеразливочного ковша емкостью 90 тонн и схемы футеровки

D₁

D₂

D₃

D₄

D₅

Таблица 2.3. – Основные размеры сталеразливочных ковшей

Вместимость ковша, т	Основные размеры, мм
	Высота	Внутренний диаметр*
		Вверху	Внизу
50	2860	2620	2340
90	3250	3220	2850
100	3360	3400	2950
150	4370	3700	3170
200	4380	4000	3420
250	4400	4350	3570
300	4790	4500	3780
350	5000	4700	4000
430	5250	5050	3780
480	5400	5340	4615

* - Для расчетов принимаем средний диаметр

Сталеразливочные ковши проходят следующий цикл работы:

1. ремонт футеровки;

2. сушка футеровки ковша (удаление влаги);

3. разогрев футеровки ковша до рабочей температуры 1000-1200 ^ОС;

4. выпуск стали в ковш;

5. внепечная обработка и разливка стали;

6. поддержание рабочей температуры ковша до нового выпуска.

Кожух и все металлические элементы защищаются от перегрева внутренней футеровки. Кожух изготавливают сварным из отожженных стальных листов толщиной 16-40 мм. В соответствии с условиями службы ковша футеровка должна быть термостойкой, устойчивой против коррозионного и эрозионного разрушения жидким металлом и шлаком, обладать небольшой теплопроводностью, теплоемкостью и усадкой при температурах службы, а в процессе внепечной обработки не взаимодействовать с вводимыми в металл реагентами. В полной мере этим требованиям не отвечает ни один из применяемых вариантов футеровки ковшей. Выбор варианта зависит также от стоимости огнеупоров, а также влияет на число ковшей в цехе, занимаемые ремонтным оборудованием площади, количество трудящихся и т.д. В связи с этим, наряду с наиболее распространенной футеровкой из недорогих алюмосиликатных огнеупоров используются высокоглиноземистые и основные огнеупоры. По методу изготовления рабочего слоя футеровки различают использование формованных, набивных и наливных огнеупоров.

Для обеспечения минимальных тепловых потерь и высокой стойкости при относительно небольшой массе применяют многослойные тонкостенные футеровки. Трехслойная футеровка (рис.2.2) состоит из теплоизоляционного (выравнивающего), арматурного и рабочего слоев, выполняемых из различных материалов, определяющих конструкцию футеровки днища и стен в соответствии с условиями эксплуатации ковшей.

Теплоизоляционный слой. Поскольку при внедрении технологии внепечной обработки значительно увеличивается время нахождения жидкого металла в ковше, а в рабочем слое применяются периклазоуглеродистые или высокоглиноземистые огнеупоры с высокой теплопроводностью, то в целях уменьшения тепловых потерь большое внимание уделяется теплоизоляции. Теплоизоляционный слой укладывается (приклеивается) непосредственно на металлическую часть кожуха ковша и служит для ограничения передачи теплоты в атмосферу, поэтому основным его свойством должна являться низкая теплопроводность. Достаточно эффективную теплоизоляцию обеспечивает традиционная кирпичная кладка теплоизоляционного слоя из легковесного шамотного кирпича толщиной 30-40 мм. В современных технологиях также применяют волокнистые муллитокремнеземистые материалы: войлок, фетр или картон толщиной 5-20 мм.

Арматурный слой. Арматурный слой укладывается вплотную к теплоизолирующему слою. Он должен обладать одновременно следующими свойствами:

• высокой прочностью, т.е. выдерживать нагрузки, передаваемые через рабочий слой (ферростатическое давление металла, расширение кирпича рабочего слоя - периклазоуглеродистый кирпич рабочего слоя обладает высоким коэффициентом термического расширения);

• должен противостоять некоторое время действию агрессивной среды (металла или шлака) в случае полного износа рабочего слоя;

• достаточной термостойкостью - не менее 10 теплосмен.

От выбора огнеупоров арматурного слоя во многом зависит и стойкость рабочего слоя. Традиционно этот слой выполнялся из шамотного кирпича ввиду его низкой теплопроводности 1-1,5 Вт/(мK), но предел прочности при сжатии менее 30 Н/мм² недостаточен, и приводит к скорому его разрушению, кроме этого шамотный кирпич не противостоит агрессивному воздействию высокоосновного шлака в ситуациях полного износа рабочего слоя шлакового пояса. Поэтому в настоящее время арматурный слой днища и стен ниже шлакового пояса выполняют из высокопрочного мулитового кирпича с пределом прочности не менее 80 Н/мм² и содержанием Al₂O₃ более 75 %. Для кладки слоя применяют высокоглиноземистый хромсодержащий пластифицированный мертель или периклазосодержащий материал. Толщина слоя колеблется в интервале 30-65 мм, а в некоторых случаях может достигать 100мм.

Рабочий слой. Футеровка сталеразливочных ковшей, используемых для комплексной внепечной обработки стали, в процессе эксплуатации изнашивается неравномерно. Учитывая зональный износ, на практике используют комбинированный принцип конструкции футеровки, который предусматривает дифференцированный подход к физическим, термомеханическим, теплофизическим свойствам выбираемых материалов. В качестве основных огнеупоров применяют периклазохромитовые, известково-периклазовые, периклазоуглеродистые и др. Толщина рабочего слоя составляет 150-220 мм.

Эксплуатация ковшей. В процессе эксплуатации ковша не допускается снижение температуры рабочей футеровки ковша менее 700⁰С. Максимальная стойкость ковшей достигается, если ковш будет поддерживаться настолько горячим, насколько это возможно, при максимальной частоте использования. В процессе разливки и во время межплавочного простоя ковш должен быть накрыт теплоизолирующей крышкой.

Для обеспечения процесса сушки с оптимальными показателями по расходу топлива и продолжительности нагрева необходима установка следующего оборудования:

- горелочное устройство, позволяющее сжигать топливо с коэффициентом расхода воздуха  в диапазоне 1,38, для получения рабочей среды с температурой 1200-400 ⁰С;

- плотная изолированная крышка, позволяющая:

-снизить тепловые потери через внешнюю поверхность;

-за счет прилегания к обечайке ковша с минимальным зазором обеспечить положительное давление в рабочем пространстве ковша для равномерного распределения теплоносителя по объему и создания условий для рециркуляции горячих газов;

-автоматическое управление процессом для плавного изменения расхода топлива в зависимости от температуры в ковше.

Максимальная стойкость футеровки ковшей достигается в том случае, если разогрев будет закончен непосредственно перед использованием ковша. Перед первой плавкой не следует разогревать ковш заранее и тем более дать ему остыть. Перед сливом плавки рекомендуется иметь температуру рабочей футеровки ковша в пределах от 1000 ⁰С до 1200 ⁰С.

Когда ковш введен в оборот, то следует провести последовательно, без простоев, по меньшей мере 5 плавок для окончательного выравнивания термического равновесия по всей толщине футеровки.

2.2.2 Содержание и методика выполнения расчета сушки и разогрева сталеразливочного ковша

Процесс передачи тепла через стенку сталеразливочного ковша и распределение температур по сечению футеровки изображено на рис. 2.3.

t_ср1 t₁

t₂

t₃

t₄

t₅

t_ср2

_ср1

_ср2

D₁

D₂

D₃

D₄

D₅

q_вн

q_нар

S₁ S₂ S₃ S₄

Рис. 2.3 – Распределение температур по сечению футеровки

Время нагрева ковша определяется по следующей формуле:

(44)

где - среднемассовые температуры в конце и начале периода каждого слоя, ⁰С (определяются как среднеарифметические);

с_i – теплоемкость i-того слоя стенки ковша, Дж/(кгК);

F_i –площадь i-того слоя стенки ковша, м²:

F

(45)

_i=

Средняя плотность теплового потока равна:

(46)

(47)

(40)

где - начальная плотность теплового потока, внутренняя и наружная соответственно, Вт/(м²);

- конечная плотность теплового потока, внутренняя и наружная соответственно, Вт/(м²).

где ₀ – приведенный коэффициент излучения абсолютно черного тела, ₀=5,6710^-8Вт/(м²К⁴); Т – температура, К.

При свободном обтекании воздушной среды наружной стенки ковша плотность теплового потока определяется по формуле [3]:

q_нар.н=α_{ср2 н.}(t_5н – t_ср2); q_нар.к=α_{ср2 к.}(t_5к – t_ср2), (48)

где α_ср2 – коэффициент теплоотдачи при конвективном теплообмене в неограниченном пространстве, для воздуха принимаем при t=0-20 ⁰C, Вт/(м²К) [3]:

α_{ср2 н.}=2,5 α_{ср2 к.}=2,5 (49)

Необходимо учесть, что в начальный момент времени процесса сушки (τ=0) температура всех слоев футеровки одинакова и равна температуре: t_1н= t_2н= t_3н= t_4н= t_5н= t_ср2.

Принимаем допущение, что в конце процесса тепловое состояние стационарное. Тогда плотность теплового потока от греющей среды к окружающей среде через четырехслойную цилиндрическую стенку сталеразливочного ковша, при соотношении суммарной толщины слоев к диаметру менее 1:7, определяется как для плоской стенки по формуле:

(50)

(42)

где t_ср1, t _ср2 – температура газовой среды внутри ковша и окружающей среды соответственно, ⁰С;

α_ср1,2 – коэффициент теплоотдачи от среды к внутренней поверхности стенки ковша и от наружной поверхности стенки ковша к окружающей среде, Вт/(м²К);

 - средний коэффициент теплопроводности соответствующего слоя стенки, Вт/(мК);

S – толщина соответствующего слоя боковой стенки ковша, м

Допускаем, что доля конвективного теплообмена α_к составляет 10 % от лучистого теплового потока α_л, тогда α_ср1=1,1α_л:

α_ср1= (51)

Температуры на поверхностях слоев будут определяться по следующим формулам:

t

(52)

₁= t_cр1 - t₂= t₁ - t₃= t₂ -

t₄= t₃ - t₅= t₄ -

Алгоритм расчета распределения температур и времени сушки и разогрева сталеразливочного ковша следующий:

1. По исходным данным задаем t_ср1= t_суш.

2. Принимаем температуру окружающей среды t_ср2 в интервале 0-20 ⁰С и t_5н= t_ср2.

3. Используя значения степени черноты газа, полученные в предыдущем разделе для t_суш по формулам (38-40), находим q_вн.н, q_вн.к, q_нар.н, q_нар.к, q_вн.ср., q_нар.ср. по формулам (46-48), при этом конечная температура поверхности внутреннего слоя в 1-м приближении составляет:

t₁= t_1.к= t_суш - (1030 ⁰С).

4. Коэффициент теплоотдачи от газа к внутренней поверхности стенки α_ср1 находим по формуле (51).

5. Принимаем в 1-м приближении, что в конце нагрева t_5.к= t_ср2+10 ⁰С и находим коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стенки к окружающей среде α_ср2. Коэффициенты теплопроводности слоев  в первом приближении определяем по начальной температуре (прил. Б).

6. Определяем плотность теплового потока q от греющей среды к окружающей среде через четырехслойную цилиндрическую стенку сталеразливочного ковша (50).

7. По формулам (52) находим t₁, t_2, t_3, t_4, t₅ в 1-м приближении, по которым уточняем коэффициенты теплоотдачи α и теплофизические свойства материала , с (по среднемассовой температуре каждого слоя .

8. Уточняем плотность теплового потока q и распределение температур по сечению стенки ковша t₁,t_2, t_3, t₄, t₅, а также , с, q_вн.н, q_вн.к, q_нар.н, q_нар.к, q_вн.ср., q_нар.ср. во втором приближении.

9. Определяем плотность каждого слоя стенки ковша (прил. Б) и площадь поверхности каждого слоя (45). По формуле (44) находим время віхола футеровки на стационарное состояние τ`<sub>суш</sub>. Время сушки принимаем τ<sub>суш</sub> = 0,5 τ`_суш.

10. Аналогично, по п. 3-9 выполняем расчет для разогрева ковша

t_ср1= t_{разогр.}. За начальное распределение температур по сечению стенки ковша принимаем конечное температурное распределение после

сушки, а t_5к= t_5н+20⁰С.

11. По результатам расчетов строим температурную и тепловую диаграммы сушки и разогрева ковша, а также график распределения температур по сечению стенки ковша (рис. 2.4; 2.5).

Результаты расчетов части 2.2 необходимо оформить в виде таблицы (табл. 2.4).

Таблица 2.4 – Результаты расчета сушки и разогрева ковша.

N	Наименование величин	Обозначение, размерность	Значение
1.	Время сушки ковша: Распределение температур по сечению в конце сушки: Начальная и конечная плотность теплового потока в период сушки:	суш, ч t1, 0С t2, 0С t3, 0С t4, 0С t5, 0С qвн.н, Вт/(м2) qнар.н, Вт/(м2) qвн.к, Вт/(м2) qнар.к, Вт/(м2)
2.	Время разогрева ковша: Распределение температур по сечению в конце разогрева: Начальная и конечная плотность теплового потока в период разогрева:	разогр, ч t1, 0С t2, 0С t3, 0С t4, 0С t5, 0С qвн.н, Вт/(м2) qнар.н, Вт/(м2) qвн.к, Вт/(м2) qнар.к, Вт/(м2)

Рисунок 2.4 – Температурная и тепловая диаграммы сушки и разогрева

сталеразливочного ковш

t, ⁰С

0

t_разогр

t_суш

S₁ S₂ S₃ S₄

Рисунок 2.5 – График распределения температур по сечению стенки

сталеразливочного ковша в конце периода сушки и разогрева.

Пример выполнения графиков приведен в приложениях И и К

2.3 Изучение динамики затвердевания и охлаждения непрерывнолитой заготовки

Цель расчета – исследование динамики кристаллизации и охлаждения непрерывнолитой заготовки и выбор наиболее рационального теплового режима вторичного охлаждения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Парахин Н.Ф., Шелудченко В.И., Кравцов В.В. Топливо и теория горения. – Севастополь – Донецк: Вебер, 2003. – 170 с.

2. Гинкул С.И., Шелудченко В.И., Кравцов В.В. Вопросы тепло- и массопереноса в материалах, нагрева и охлаждения металла. – Донецк: РИА ДонГТУ, 2000. – 162с.

3. Казанцев Е.И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. – М.: Металлургия, 1975. – 388 с.

4. Гінкул С.І, Шелудченко В.І., Кравцов В.В. Збірник алгоритмів і програм для розв`язування теплотехнічних задач. – Донецьк: Вебер, 2003. – 287с.

5. Ковалев Г.М. Конспект лекций по курсу Технология разливки стали в изложницы. – Донецк: ДонНТУ – 2005. – 161с.

6. Процессы непрерывной разливки стали: Монография / Смирнов А.Н., Пилюшенко В.Л., Минаев А.А., Момот С.В., Белобров Ю.И. – Донецк: ДонНТУ, 2002. – 536с.

7. Власов Н.Н., Корроль В.В., Радя В.С. Справочник по разливке черных металлов. – М.: Металлургия, 1981. – 240с.

Приложение А1

Таблица А1 - Исходные данные для расчета горения топлива

№ вар.	Состав топлива, %								Влажность
	СО	СО2	СН4	С2Н4	Н2S	Н2	N2	O2	W, г/м3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	0,3	0,1	98,0	0,3	-	0,5	0,5	0,3	15
2	0,6	0,3	93,0	0,3	-	2,0	3,0	0,8	15
3	10,2	5,5	54,0	0,3	-	2,0	27,8	0,2	25
4	20,6	6,0	25,0	0,1	0,1	1,2	47,0	-	35
5	24,5	6,2	23,2	0,1	0,1	1,1	44,8	-	40
6	0,7	0,3	92,0	0,3	-	3,0	3,0	0,7	15
7	12,0	5,5	51,2	0,2	-	0,8	30,2	0,1	25
8	20,0	6,0	25,6	0,2	0,1	1,1	47,0	-	35
9	12,2	5,3	51,1	0,2	-	0,8	30,3	0,1	25
10	20,2	6,4	25,2	0,1	0,1	1,2	46,8	-	35
11	0,6	0,2	94,0	0,4	-	2,0	2,0	0,8	15
12	24,8	6,1	23,1	0,1	0,1	1,1	44,7	-	35
13	24,3	6,3	22,9	0,1	0,1	1,4	44,9	-	40
14	21,6	6,0	24,0	0,1	0,1	1,3	46,9	-	30
15	24,3	6,2	23,1	0,1	0,1	1,0	45,2	-	40
16	0,6	0,3	93,0	0,3	-	2,0	3,0	0,8	15
17	23,6	6,2	23,1	0,1	0,1	1,1	45,8	-	40
18	20,4	6,2	20,0	0,1	0,1	1,2	52,0	-	25
19	18,6	8,0	27,0	0,1	0,1	1,2	45,0	-	30
20	0,7	0,3	93,1	0,3	-	2,0	2,9	0,7	15
21	0,6	0,3	95,0	0,3	-	1,0	2,0	0,8	15
22	24,7	6,1	23,0	0,1	0,1	1,2	44,8	-	40
23	20,4	6,2	22,9	0,1	-	1,2	49,1	0,1	35
24	24,6	4,0	23,0	0,1	-	1,2	47,0	0,1	25
25	21,5	6,1	24,0	0,1	0,1	0,9	47,3	-	25
26	23,4	5,2	23,0	0,1	0,1	1,3	46,9	-	30
27	0,5	0,3	96,0	0,2	-	1,0	1,5	0,5	15
28	19,6	7,0	25,0	0,1	0,1	1,2	47,0	-	35
29	19,1	6,1	25,4	0,1	0,1	1,2	48,0	-	30
30	23,6	6,0	23,0	0,1	0,2	1,1	46,0	-	35

Продолжение табл. А1 - - Исходные данные для расчета горения топлива

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
31	0,5	0,2	97,0	0,3	-	1,0	0,5	0,5	15
32	20,0	5,5	25,6	0,1	0,1	1,1	47,5	0,1	30
33	18,5	8,1	27,1	0,1	0,1	1,2	44,9	-	30
34	0,8	0,2	93,2	0,3	-	2,0	2,8	0,7	15
35	0,7	0,2	94,5	0,3	-	1,0	2,5	0,8	15
36	25,7	8,1	22,0	0,1	0,1	1,2	42,8	-	40
37	20,5	6,3	22,7	0,1	-	1,2	49,1	0,1	35
38	25,1	4,0	23,0	0,1	-	1,2	46,5	0,1	30
39	0,4	0,2	98,0	0,3	-	0,5	0,5	0,1	15
40	0,5	0,4	94,0	0,3	-	2,0	2,0	0,8	15
41	11,2	5,5	53,0	0,3	-	2,1	27,8	0,1	25
42	20,5	6,1	24,0	0,1	0,1	1,2	48,0	-	35
43	24,7	6,1	23,1	0,1	0,1	1,0	44,9	-	40
44	0,8	0,3	92,0	0,3	-	3,0	2,9	0,7	15
45	12,2	5,4	51,1	0,2	-	0,8	30,2	0,1	20
46	20,1	6,1	25,5	0,2	0,1	1,1	46,9	-	30
47	12,3	5,4	51,0	0,2	-	0,8	30,2	0,1	25
48	20,5	6,0	25,3	0,1	0,1	1,2	46,8	-	35
49	0,7	0,2	94,0	0,3	-	2,0	2,0	0,8	15
50	23,5	5,8	23,1	0,1	0,1	1,5	45,9	-	35
51	21,4	6,2	20,0	0,1	0,1	1,2	51,0	-	30
52	16,6	8,0	28,0	0,1	0,1	1,2	46,0	-	25
53	0,7	0,3	93,2	0,3	-	2,0	2,8	0,7	15
54	0,6	0,2	95,0	0,3	-	1,0	2,0	0,9	15
55	20,5	7,1	24,1	0,1	0,1	0,8	47,3	-	25
56	24,4	4,2	23,5	0,1	0,1	1,3	46,4	-	30
57	0,6	0,2	96,1	0,2	-	1,0	1,6	0,5	15
58	19,8	7,0	25,0	0,1	0,1	1,2	46,8	-	35
59	19,2	6,2	25,2	0,1	0,1	1,1	48,1	-	30
60	23,7	5,9	23,3	0,1	0,2	1,1	45,7	-	35

Приложение А2

Таблица А2 - Исходные данные для расчета сушки и разогрева сталеразливочного ковша

№ вар	Внутр. высота, м	Толщина слоев стенки ковша, мм				Материал слоя стенки ковша				Тем-ра сушки, 0С	Тем-ра разогрева, 0С	Внут. диаметр, м
		S1	S2	S3	S4	рабочий слой*	арматур. слой**	теплоизол. слой***	кожух ****
	H					S1	S2	S3	S4	tсуш	tразог	D1
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	3,0	150	30	105	15	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 20	450	1000	2,5
2	5,2	200	55	140	40	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 40	550	1200	4,8
3	4,7	220	65	150	40	Хр	Шм.	П-шм.2	Ст 20	550	1020	4,4
4	4,0	160	40	110	30	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 20	450	1040	3,6
5	2,9	160	35	105	20	Хр.	Шм.	П-шм.2	Ст 40	450	1060	2,5
6	3,5	180	40	130	30	Хр	Мл.	П-шм.1	Ст 20	550	1080	3,2
7	5,0	210	65	120	40	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 20	450	1100	4,8
8	3,1	170	30	105	20	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	550	1120	2,8
9	4,8	220	60	130	40	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 20	550	1140	4,6
10	3,2	180	45	105	25	Хр.	Шм.	П-шм.2	Ст 40	450	1160	2,8
11	4,2	190	50	110	20	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 40	450	1200	3,0
12	3,3	160	30	130	20	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 20	550	1180	2,6
13	4,1	200	55	105	30	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	500	1200	3,4
14	5,3	220	100	120	40	Хр.	Шм.	П-шм.1	Ст 40	550	1000	4,8
15	3,2	160	45	100	15	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	500	1020	2,5
16	3,4	170	35	120	15	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	450	1080	2,8
17	4,8	190	55	140	30	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 20	500	1060	4,3
18	2,9	150	30	120	15	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	550	1120	2,5
19	5,3	210	90	140	40	Хр.	Шм.	П-шм.2	Ст 20	500	1140	4,6
20	4,6	190	55	150	40	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 40	500	1120	3,9
21	5,2	210	65	135	35	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	500	1080	4,5
22	4,0	190	60	140	20	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	550	1180	3,2
23	3,4	160	45	100	25	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	500	1000	2,8
24	3,6	150	30	110	20	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 40	450	1200	2,7
25	3,3	170	35	105	20	Хр.	Шм.	П-шм.2	Ст 20	550	1100	2,6
26	3,5	150	30	105	20	Хр.	Шм.	П-шм.1	Ст 20	500	1200	2,6
27	3,8	190	40	120	20	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	550	1080	2,9
28	5,6	210	70	135	35	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	450	1140	4,4
29	5,4	220	80	140	40	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 40	500	1000	4,6
30	4,1	170	40	110	15	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 40	500	1060	2,8

* - Хр - хромитовый кирпич

** - Мл. – муллитовый кирпич

Шм. – шамотный кирпич

*** - П-шм1 – пеношамот (1)

- П-шм2 – пеношамот (2)

- Ог. л—вес – огнеупорный легковес

**** - Ст 20, Ст 40 - Сталь 20, Сталь40.

Продолжение табл. А2 - Исходные данные для расчета сушки и разогрева сталеразливочного ковша

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
31	3,3	150	55	105	30	Хр.	Шм.	П-шм.2	Ст 40	550	1040	2,6
32	3,8	150	30	105	20	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 20	450	1160	2,5
33	5,0	200	60	140	40	Хр.	Шм.	П-шм.1	Ст 20	550	1180	4,4
34	5,2	220	60	140	35	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	550	1040	4,5
35	4,2	150	45	120	20	Хр.	Шм.	П-шм.1	Ст 20	450	1000	2,7
36	5,5	220	60	130	40	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	500	1200	4,7
37	4,1	180	45	120	20	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	550	1100	3,5
38	4,0	190	60	150	20	Хр.	Мл.	П-шм.2	Ст 20	500	1040	3,3
39	3,7	160	30	140	20	Хр.	Шм.	П-шм.1	Ст 20	450	1140	2,8
40	5,4	200	55	105	30	Хр.	Шм.	П-шм.1	Ст 40	550	1180	4,6
41	5,3	220	65	150	40	Хр.	Мл.	П-шм.2	Ст 20	500	1060	4,5
42	4,2	180	45	130	25	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 20	450	1020	3,6
43	4,9	190	50	105	20	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	500	1120	4,2
44	4,7	160	30	130	20	Хр.	Шм.	П-шм.1	Ст 20	550	1160	4,0
45	4,9	200	55	130	30	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	500	1200	4,4
46	3,3	150	65	110	15	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 40	450	1000	2,6
47	3,7	170	70	105	20	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 20	550	1000	2,9
48	3,8	150	30	105	15	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 40	450	1060	2,8
49	5,0	200	55	140	40	Хр.	Шм.	П-шм.1	Ст 20	500	1040	4,2
50	5,6	220	65	150	40	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	550	1020	4,7
51	4,1	160	40	135	30	Хр.	Шм.	П-шм.2	Ст 20	450	1120	3,1
52	3,9	160	35	140	15	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 40	500	1160	2,9
53	4,3	180	40	120	30	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 20	450	1080	3,5
54	3,5	150	35	130	15	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	550	1200	2,6
55	4,8	210	85	120	40	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 40	450	1040	4,2
56	4,5	190	55	130	40	Хр.	Мл.	Ог. л-вес	Ст 20	550	1000	3,6
57	5,2	210	60	135	35	Хр.	Шм.	П-шм.2	Ст 20	500	1100	4,3
58	4,2	190	60	150	20	Хр.	Шм.	Ог. л-вес	Ст 40	500	1140	3,2
59	3,2	150	30	135	20	Хр.	Мл.	П-шм.1	Ст 20	550	1100	2,7
60	5,3	210	95	150	40	Хр.	Шм.	П-шм.2	Ст 40	450	1100	4,5

Приложение Б1

Таблица Б1 - Теплофизические свойства огнеупорных и теплоизоляционных материалов

№ п/п	Материал	Свойства, размерность
		теплопроводность, , Вт/(мК)	плотность, , г/см3	теплоемкость, с, кДж/(кгК)
1.	Пеношамот (1) Пеношамот (2)	0,28+1,710-4tср 0,10+1,4510-4tср	0,95 0,6	0,837 0,837
2.	Огнеупорный легковес	0,14+2,710-4tср	0,75	0,837
3.	Хромитовый кирпич	1,28+0,4110-3tср	3,8-4,2	0,84+0,2910-3tср
4.	Муллитовый кирпич	1,69-0,2310-3tср	2,8-3,0	0,84+0,2510-3tср
5.	Шамотный кирпич	0,84-0,5810-3tср	2,54-2,64	0,88+0,2310-3tср

Приложение Б2

Таблица Б2 - Теплофизические свойства стали

№ вар.	Тем-ра, 0С	Свойства, размерность
		теплопроводность, , Вт/(мК)		плотность, , г/см3		теплоемкость, с, кДж/(кгК)
		Сталь 20	Сталь 40	Сталь 20	Сталь 40	Сталь 20	Сталь 40
1	0	51,9	51,9	7,863	7,858	-	-
2	50	51,5	51,5	7,849	7,845	-	-
3	100	51,1	50,6	7,834	7,832	0,486	0,486
4	150	49,9	49,8	7,819	7,817	0,494	0,494
5	200	48,5	48,1	7,803	7,801	0,502	0,498
6	250	46,5	46,9	7,787	7,784	0,511	0,507
7	300	44,4	45,6	7,770	7,766	0,519	0,515
8	350	43,6	44,3	7,753	7,748	0,528	0,523
9	400	42,7	41,9	7,736	7,730	0,540	0,532
10	450	41,1	40,0	7,718	7,711	0,548	0,544
11	500	39,3	38,1	7,699	7,692	0,561	0,557

Приложение Б3

Таблица Б3 – Зависимость i от t для природного, коксового газов и их смеси

Q > 12 МДж/м3		Q = 8 12 МДж/м3		Q < 8 МДж/м3
t, ºC	i, кДж/м3	t, ºC	i, кДж/м3	t, ºC	i, кДж/м3
100	150	100	150	100	150
200	250	200	230	200	250
300	450	300	350	300	400
400	700	400	600	400	600
500	800	500	750	500	750
600	900	600	900	600	900
700	1150	700	1150	700	1150
800	1250	800	1250	800	1200
900	1400	900	1400	900	1380
1000	1650	1000	1600	1000	1600
1100	1750	1100	1750	1100	1700
1200	1900	1200	1900	1200	1900
1300	2100	1300	2150	1300	2150
1400	2250	1400	2270	1400	2300
1500	2500	1500	2500	1500	2550
1600	2700	1600	2700	1600	2700
1700	2900	1700	2850	1700	2950
1800	3100	1800	3150	1800	3200
1900	3350	1900	3350	1900	3450
2000	3600	2000	3650	2000	3700
2100	3850	2100	3950	2100	4000
2200	4200	2200	4250	2200	4300
2300	4500	2300	4650	2300	4700
2400	4800	2400	5000	2400	5400

Приложение Ж

О бразец выполнения титульного листа

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСІТЕТ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

Кафедра “ТЕХНІЧНА ТЕПЛОФІЗИКА”