3.2 Общий приход тепла на плавку

3.2.1 Приход тепла от использования угля и тбо на прогреве лома

Принимая во внимание, что при прогреве лома сгорает только 50% углерода топлива (уголь + ТБО), в приходе тепла от предварительного подогрева учтено 100% тепла сгоревшей части топлива.

Q_нагр = Q_уголь + Q_тбо; (3.1)

Q_уголь = ; (3.2)

Q_тбо = Q_н^р_(тбо)·M_тбо· K₂, (3.3)

где K₁, К₂ – коэффициенты, учитывающие количество сгоревшего углерода топлива;

Q_нагр = 26267,95 · 0,65 · 0,5 + 20845,25 · 0,8 · 0,5 = 16875,2 кДж.

Тепло оставшейся части неокисленного углерода учитывается при расчете химического тепла реакций окисления элементов металлошихты.

3.2.2 Физическое тепло жидкого чугуна

Физическое тепло жидкого чугуна может быть определено по формуле:

, (3.4)

где – количество жидкого чугуна в металлической шихте,= 70 кг;

– теплоемкость твердого чугуна, равная 0,75 кДж/кг·град;

– температура заливаемого в конвертер чугуна, =1420^оС;

– скрытая теплота плавления чугуна, равная 217,9 кДж/кг;

– температура плавления чугуна, принимается в расчете равной 1175°С (в зависимости от химического состава обычно колеблется в пределах 1150-1200°С);

– теплоемкость жидкого чугуна, равная 0,92 кДж/кг·град;

3.2.3 Химическое тепло металлошихты

Значения тепловых эффектов реакций окисления элементов при соответствующих температурах приведены в таблице 18.

Таблица 18 – Значение тепловых эффектов реакций окисления

Реакция	Тепловой эффект реакции окисления на 1 кг элемента, кДж
[C]+{O2}={CO2}	34094
[C]+1/2{O2}={CO}	10458,2
[Si]+{O2}=(SiO2)	30913,8
[Mn]+1/2{O2}=(MnO)	7018,3
2P+2,5{O2}=(P2O5)	24327,1
[Fe]+1/2{O2}=(FeO)	4826,9
2[Fe]+1,5{O2}=(Fe2O3)	7374,4

На основании данных таблицы 18 и результатов расчета материального баланса может быть определено химическое тепло реакций окисления элементов металлошихты (таблица 19).

Таблица 19 – Химическое тепло реакций окисления элементов металлошихты ()

Элемент-окисел		Выгорело элементов, кг	Расчет	Вносится тепла, кДж
М.з.	[C]®{CO2}	0,371	0,371 · 34094	12660,534
	[C]®{CO}	3,342	3,342 · 10458,2	34952,120
[Si]®(SiO2)		0,480	0,480 · 30913,8	14838,624
[Mn]®(MnO)		0,367	0,367 · 7018,3	2576,453
[P]®(P2O5)		0,126	0,126 · 24327,1	3077,036
[Fe]®(FeO)		1,213	1,213 · 4826,9	5852,655
[Fe]®(Fe2O3)		0,274	0,274 · 7374,4	2019,827
[Fe]®(Fe2O3)пыль		0,600	0,600 · 7374,4	4424,640
Итого		6,773	Итого	80401,889

3.2.4 Химическое тепло реакций шлакообразования

Считается, что все количество SiO₂ ,P₂O₅ и Fе₂О₃ в шлаке связано следующими реакциями:

SiO₂ + 2СaО = (CaO)₂SiO₂ + 137432 ; (3.5)

P₂O₅ + 4CaO = (CaO)₄P₂O₅ + 691350 ; (3.6)

Fe₂0₃ + CaO = CaO × Fe₂0₃ + 211176 ; (3.7)