Двухванные печи (стр. 4 из 4)

Заслонки 3-1,67-10-³-4,187- 10³-14400-20=6041,34 10³

Змеевик 6-0,56- 10

.4,187-10³-14400.20=4051,68- 10³

Амбразура 1-1,12-10

.4,187- 10³-14400-20=1350,56- 10³

Фурмы 3-0,28-10

-4,187-10³=6840-20-481,14-10³

=11924,72- 10 Дж= 11,92ГДж

Здесь первый столбец чисел – количество водоохлаждаемых элементов; второй – расход воды, м³/с; третий – теплоемкость воды, кДж/(м³К); четвертый – время теплового воздействия на водоохлаждаемый элемент, с; пятый – разность температур выходящей и входящей воды, К.

Рамы завалочных окон и пятовые балки свода имеют испарительное охлаждение. Принимая расход химически очищенной воды на каждый элемент 0,11- 10

м³/с найдем общий расход воды:

Рамы завалочных окон 3-0, 11 10

=0,33- 10

Пятовые балки передней

Стенки 3-0,11 10³=0,33-I0

Пятовые балки задней стенки 3.0,11-10

=0,33-.10

Всего =0,99-10

³ м /с

Считая, что выход пара составляет 90 % (0,89- 10

³м³/с), найдем потери тепла с испарительным охлаждением.

4,187-10³ 0,99.10 (100 – 30) 14400 + [2256,8 +1,88(150 -100) 10³-0,89-10 14400 18:22,4 =27952,17-10³ кДж = 27,95 ГДж.

Суммарные потери тепла с охлаждающей водой равны

Q_охл = 11,92 + 27,95=39,87 ГДж.

10. Потери тепла через футеровку [формула (155)].

Потери тепла через свод

14042,073-10³ кДж = 14,04 ГДж

Коэффициент теплопроводности магнезитохромита согласно приложению XIпри средней температуре свода 0,5 (1580+300)=940°С равен

=4,1- 0,0016-940=2,6 Вт/(м К). Коэффициент теплоотдачи конвекцией равен

=10+0,06 300=28 Вт/(м² К). Толщина футеровки 0,5(0,46+0,10)=0,28 м взята средней за кампанию печи.

Потери тепла через стены печи

Задняя стенка имеет слой магнезита средней толщиной

0,75 м и слой легковесного шамота толщиной =0,065 м. Принимая температуру наружной поверхности футеровки равной 200°С, а на границе раздела слоев 1100°С, согласно приложению XI получим

_м- 6,28 0,0027 0,5 (1580 + 1100) = 2,66 Вт/(м К) и

= 0,314 + 0,00035 0,5(1100 + 200) = 0,54 Вт/(м К) и

а = 10 + 0,06-200 = 22 Вт/(мК).

Тогда

= 1159,32 10 кДж=1,16 ГДж

Потеря тепла через переднюю стенку

12,54 14400=1398,8 10 кДж=1,4 ГДж

Здесь

= 6,28–0,0027(1580 + 200)/2 = 3,88 Вт/(м К).

Потери тепла через под равны

= 5100 102,4 14400 = 6475,78-10³ кДж = 6,48 ГДж.

Здесь: 5100 Вт/м² –удельные потери тепла через под; 102,4 м² – площадь пода. Всего теряется через футеровку

=14,04 + 1,16 + 1,4 + 6,48= 23,08 ГДж.

11. Потери тепла излучением через окна печи [формула
(156)]

5,7 0,65 ( ) 1,6 1,7 5400 =

= 6697,34 10³ кДж = 6,7 ГДж.

12. Потери тепла на диссоциацию СО₂ и Н₂О примем
равными 2 % от тепла, получаемого при сжигании природного газа, т. е.

Q_дисс = 0,02 0,035 В = 0,0007 В ГДж.

13. Потери тепла с выбивающимися газами и примем
равными 2,5 % от тепла, получаемого при сжигании природного газа

= 0,025-0,035 3 = 0,00088 В ГДж.

Расход природного газа найдем из уравнения теплового баланса

0,82 + 194,26 + 322,76 + 8,81 + 0,035 В + 0,000245 В + 0,79 = 320,25 + 2,58 + 66,89 + 0,0268 В 22,56 +1,3 + 46,85 + 16,78 + 39,87 + 23,08 + 6,7 + 0,0007 В + +0,000885 или

0,006865 В = 20,21,

откуда

В=2943,9 м³.

Тепловой баланс рабочего пространства камеры двухванной печи представлен в табл. 43.

Средняя тепловая нагрузка равна

Q_cp= 35, 0 2943, 9:14400 = 7,155 МВт. Тепловая нагрузка холостого хода равна (39,87+ 23,08+ 6,7): 14400 =4,84 МВт.

Таблица 2. Тепловой баланс камеры двухванной печи

Статья прихода	ГДж {%)	Статья расхода	ГДж (%)
Физическое тепло: скрапа .... чугуна .... воздуха . . . Тепло реакций: экзотермических шлакообразования ..._.. Тепло от горения природного газа	0,82(0,13) 194,26(30,78) 1,51(0,24)322,76(51,13) 8,81(1,39) 103,04(16,33)	Физическое тепло: стали .... металла в шлаке шлака .... Разложение известняка .... Испарение влаги Нагрев газов Вынос с частица ми Fe2O3 .... Водяное охлаждение Потери тепла: через футеровку излучением . . на диссоциацию с выбивающимися газами . . . с продуктами сгорания	320,26(50,74) 2,58(0,41) 66,89(10,55)22,56(3,57) 1,30(0,21) 46,85(7,42)16,78(2,66) 39,87(6,33)23,08(3,66) 6,70(1,08) 2,09(0,33)2,63(0,42) 79,60(12,62)
Итого	631,20(100,0)
Итого	631,20 (100,0)

Расход топлива по периодам плавки

Период выпуска и заправки (продолжительность 1440 с). Примем, что тепловая нагрузка в период выпуска и заправки равна 75 % средней тепловой нагрузки. Тогда

= 0,75-7,155=5,366 МВт, а расход природного газа

5,366-1440/35,0 = 220,64 м³/период.

Период завалки и прогрева (продолжительность 4680 с). В этом периоде поддерживают максимальную тепловую нагрузку, составляющую 125 % от средней. Тогда

Q₂ = 1,25-7,155 = 8,94 МВт

и В₂- 8,94-4680/35,0 = 1195,69м

/период.

Период заливки чугуна и плавления (продолжительность 4680 с). Обычно период заливки и плавления проходит при средней тепловой нагрузке. Тогда

Q₃ = 7,155 МВт и В

= 7,155 4680/35,0=956,87 м /период.

Период доводки (продолжительность 3600 с) Q₄ ==(7,155 14400- 5,366 1440- 8,94 4680- 7,155 4680)/3600=5,55 МВт. Тогда В₄ = 5,55 3600/35,0=570,7 м³/период.

Правильность расчета проверяем, суммируя расходы природного газа по периодам

220,64 + 1195,69 + 956,87 +570,70- 2943,9 м³, что соответствует значению, найденному из теплового баланса.

Заключение

Таким образом, двухванная печь имеет много эксплуатационных и сантехнических недостатков. В связи с этим и несмотря на то, что двухванные печи имеют значительную производительность, их следует рассматривать как временную, промежуточную конструкцию, соответствующую сложному (в техническом и экономическом отношении) периоду полного перехода нашей металлургии с мартеновского на конвертерный способ производства стали.

Список использованных источников

1 Металлургическая теплотехника в 2-х томах 1. Теоретические основы: Учебник для вузов В. А. Кривандин, В. А. Арутюнов, Б. С.Мастрюков и др. М.: Металлургия, 1986. 424. с.

2 Металлургические печи: Атлас учебное пособие для вузов В. И. Миткалинный, В. А. Кривандин, В. А. Морозов и др. М.: Металлургия 1987.