3.2.5 Физическое тепло миксерного шлака

Средняя теплоемкость миксерного шлака может быть определена по формуле:

C_o = 0,73 + 0,0003 × , (3.8)

где 0,73 – теплоемкость шлака при 0 К, кДж/кг·град;

0,0003 – приращение теплоемкости шлака на 1°, кДж/кг·град;

–средняя температура миксерного шлака, К.

Среднюю температуру миксерного шлака, попадающего в конвертер из чугуновозного ковша, ориентировочно можно принимать на 15-20° ниже температуры заливаемого в конвертер чугуна.

Тогда:

= (1420 - 20) + 273 = 1673 К,

C_o = 0,73 + 0,0003 × 1673 = 1,23 кДж/кг·град.

Количество вносимого тепла миксерным шлаком определится из выражения:

, (3.9)

где – количество миксерного шлака на 100 кг металлошихты, кг;

– средняя температура миксерного шлака, °С;

– средняя теплоемкость миксерного шлака, кДж/кг·град;

– средняя теплота плавления шлака (209,5 кДж/кг);

.

3.2.6 Общий приход тепла на плавку

Общий приход тепла на плавку рассчитывается следующим образом:

3.3 Расход тепла

3.3.1 Физическое тепло стали Физическое тепло стали , может быть определено по уравнению:

, (3.10)

где M_ст – вес жидкой стали перед раскислением, кг;

– теплоемкость твердой стали, равная 0,7 кДж/кг·град;

t_пл – температура плавления стали, °С;

q_пл – скрытая теплота плавления стали, равная 272,4 кДж/кг·град;

t_ст – температура стали перед выпуском, °С;

– теплоемкость жидкой стали, равная 0,84 кДж/кг·град.

Температура плавления стали:

t_пл = 1539 – 65 · (%C), (3.11)

где 1539 – температура плавления чистого железа, °С;

65 – снижение температуры плавления стали на 1% углерода в металле, °С;

(%С) – содержание углерода в металле перед раскислением;

t_пл = 1539 – 65 · 0,15 = 1529 ^оС.

Тогда:

3.3.2 Физическое тепло шлака

Средняя теплоемкость конечного шлака (как и миксерного) определяется по формуле:

C_o = 0,73 + 0,0003 × T_шл, (3.12)

где Т_шл – температура конечного шлака, К.

По опытным данным температуру конечного шлака можно принять выше температуры металла в конце продувки на 10°С, т.е. 1620°С, так как превышение температуры шлака над температурой металла составляет обычно 5-15°С.

Тогда:

C_o = (0,73 + 0,0003 × (1893 + 10 + 273)) = 1,3 кДж/кг·град.

Потери тепла со шлаком определяются по формуле:

Q₂ = (C_о × t_шл+q_шл)М_шл , (3.13)

где q_шл – скрытая теплота плавления шлака, равная 209,5 кДж/кг·град;

М_шл – количество конечного шлака, кг;

Q₂ = (1,3 × (1610 + 10) + 209,5) × 12,681 = 29319,7 кДж.

3.3.3 Тепло, уносимое отходящими газами

Средняя температура отходящих газов принимается равной средней температуре металла за время продувки:

.

Средними теплоемкостями газов в зависимости от их температуры обычно задаются в соответствии с таблицей 20.

Таблица 20 – Средние теплоемкости газов

Компоненты газов	Средняя теплоемкость газов в кДж/(м^3∙град) при температурах, °С		Теплоемкость газов при температуре
	1400	1500	1515
CO	1,47	1,48	1,49
CO2	2,32	2,34	2,35
H2O	1,82	1,84	1,85
N2	1,43	1,44	1,45
O2	1,52	1,54	1,55

Тепло, уносимое отходящими газами, определяется по формуле:

Q₃ = t_{от газ} · (C_CO × V_CO + +

+ ++), (3.14)

где С – теплоемкости соответствующих составляющих газов, кДж/м³·град;

V – соответственно, количество СО, СО₂, H₂O, N₂, O₂ в отходящих газах, м³;

Q₃ = 1515 × (1,49 × 6,239 + 2,35 × 0,891 + 1,85 × 0,053 +

+ 1,45 × 0,021 + 1,55 · 0,259) = 18058,52 кДж.