- •Основні
- •Практична робота № 1 Тема: Розрахунок основних параметрів кисневих конверторів.
- •Практична робота №2
- •Практична робота № 3
- •Практична робота № 4 Тема: Розрахунок теплового балансу киснево-конверторної плавки.
- •Практична робота № 5 Тема: Розрахунок потреби обладнання киснево-конверторного цеху.
- •Практична робота № 6 Розрахунок основних параметрів мартенівської печі.
- •Практична робота № 7 Тема: Розрахунок матеріального балансу плавки в мартенівській печі
- •Практична робота № 9 Тема: Розрахунок розкислювання мартенівської сталі.
- •Практична робота № 10 Тема: Розрахунок теплового балансу мартенівської плавки
- •Практична робота № 11 Тема: Розрахунок шихти і матеріального балансу в двохванному сталеплавильному агрегаті.
- •Практична робота №11
- •Прииклад розкислювання сталі 1c26
- •Практична робота 12 Тема: Розрахунок теплового балансу в двохванному сталеплавильному агрегаті.
- •Практична робота №12 Розрахунок потреби обладнання мартенівського цеху.
- •Практична робота 13 Тема: Розрахунок виливниці для злитка киплячої сталі
- •Практична робота 14 Тема: Розрахунок часу затвердення злитка у виливниці
- •Практична робота 15 Тема: Розрахунок температури ліквідус та солідус.
- •Допоміжні практичні роботи для виконання курсових та дипломних робіт Практична робота 16 Тема: Визначення витрати чавуну на виплавку сталі у двованних сталеплавильних агрегатах.
- •Практична робота 17 Тема:Розрахунок розмірів робочого простору дса
- •Практична робота № 18 Тема: Вибір і розрахунок кисневої продувної фурми в дса
- •Практична робота 19 Тема: Розрахунок шихти та матеріального балансу конвертерної плавки з десульфурацією сталі порошковою проволокою силікокальцію.
- •1. Окислювальний напівперіод верхнім фурменим дуттям
- •Маса шлаку без оксидів заліза з відрахуванням переходу кисню у метал при переході сірки у шлак складе, кг :
- •На утворення сульфідів кальцію витрачається сірки, кг:
- •Практична робота №21
- •Практична робота № 22 Тема: Розкислення складнолегованої сталі при ковшовому варіанті розкислення.
- •Практична робота №24
- •Теоретична частина
- •Практична робота № 27 Тема: Розрахунок основних геометричних розмірів кисневого конвертора
- •Практична робота № 28 Тема: Розрахунок основних геометричних розмірів кисневої фурми
- •Практична робота № 29 Тема: Розрахунок кисневих фурм донного дуття.
- •Розрахунок кисневої фурми верхнього дуття.
- •Практична робота № 30 Тема: Розрахунок тривалості періодів плавки
- •Практична робота № 31
- •Практична робота №32
- •Практична робота № 33 Тема: Розрахунок виливниці для злитка спокійної сталі
- •Практична робота № 34 Тема: Розрахунок прибуткової надставки
- •Практична робота № 35 Тема: Розрахунок матеріального і теплового балансів для виплавки сталі в дуговій електропечі з основною футеровкою
- •Практична робота №36 Тема: Визначення розмірів дугової електросталеплавильної печі та її основних електричних параметрів.
- •Практична робота №37 Тема: Проектування відділень цеху та розрахунок обладнання
- •Практична робота №38
- •Потрібно до витрати
- •Практична робота №39
- •Проектування виливниці
- •Компонування потягу
- •Визначення режимних параметрів розливання
Практична робота № 4 Тема: Розрахунок теплового балансу киснево-конверторної плавки.
Прихід тепла
1. Фізичне тепло чавуну, тобто чавун що поступає в конвертер при температурі 1317оС, вносить
Q1=73[0.755×890,9+218+0.92×(1317-1180)]=90150 кДж
де 73 – кількість (маса) чавуну в металошихті, кг;
0,755 – середня теплоємність твердого чавуну від 0оС до температури плавлення, кДж/кг×град;
1180 – температура плавлення чавуну, 0оС (у залежності хім. складу коливається в межах 1150-12000оС);
218 – прихована теплота плавлення твердого чавуну, кДж/кг;
0,92 – середня теплоємність рідкого чавуну, кДж/кг×град.
2. Тепло екзотермічних реакцій
С – СО2 0,1×34090×3,07 =10466
С – СО 0,9×10470×3,07 =28929
Si – SiO2 31100×0,577 =17945
Mn – MnO 7370×0,987 =7274
P – P2O5 25000×0,094 =2350
S – SO2 9280×0.005 =46
Fe – Fe2O3 (у шлак)7370×0,366 =2697
Fe – FeO 4820×0,884 =4261
Fe – Fe2O3 (у дим) 7370×1,200 = 8844
--------------------------------------------------
Q2 = 64867кДж
де множене – теплові ефекти, віднесені до 1 кг елементу, що окислюється, кДж/кг; множник – кількість домішок чавуну, кг, що окислюються, кг.
3. Тепло шлакоутворення
При формуванні шлаку в ньому утворюються з'єднання
(СаО)2× SiО2 і (СаО) 2 × Р2О5 і виділяє тепло:
SiO2 +2CaO=(CaO) 2 × SiО2 2320×1,236 = 2868
Р2О5 + 4CaO = (CaO) 4 × Р2О5 4740×0,215 = 1019
-------------------------------------------------------------------------
Q3 = 3887 кДж
де 2320 і 4740 – кількість тепла від витрати 1 кг оксидів на утворення з'єднання, кДж/кг;
1,236 і 0,215– маса оксидів, що утворюються, кг
Прихід тепла рівний
Qприх= Q1 + O2 + Q3
Qприх= 90150+64867+3887=158904 кДж
Витрати тепла
1.Фізичне тепло стали, тобто сталь нагріта до 1565оС відносить тепло
Q1=93,629×[0,70×1526 + 272 + 0,84× (1565-1526)] = 128549 кДж
де 93.256– маса рідкої сталі, корольків і викидів, кг
93.629=91,793+0,836+1,000
0,7 – середня теплоємність твердої сталі, кДж/кг×град.
1526 – температура плавлення металу, оС, визначається 1540-85×0,17 = 1526
де 1540 – температура плавлення чистого заліза, оС;
85 – зниження температури плавлення на 1% вуглецю, оС;
272 – прихована теплота плавлення твердої сталі, кДж/кг×град
0,84– середня теплоємкість рідкої сталі, кДж/кг×град.
2. Фізичне тепло шлаку, тобто шлак відносить тепло
Q2 = 10,468× (1,2×1565+210) = 21843 кДж
де 10,468- маса шлаку, кг;
1,20 – теплоємність шлаку, кДж/кг×град.;
210 – теплота плавлення шлаку, кДж/кг×град.
3. Гази відносять тепло при середній температурі рівної 1500оС (температура конверторних газів коливається в межах 1400 – 1700оС і залежить від температури металу за час продування)
СО2 3548×0,668 = 2370
CO 2202×5,368 = 11358
Н2О 2760×0,047 = 130
О2 2298×0,225 = 517
N2 2172×0,022 = 48
SO2 3548×0,005 = 12
----------------------------------------------
Q3 = 14435 кДж
де множене – теплозміст 1м3 гази при температурі 1500оС,кДж/м3;
множник – кількість газів, що відходять, м3. /дивись таблицю 6, 3 стовпчик/
4. Тепло, що відноситься частинками Fe2O3 у димі
Q4 = 1,714(1.200 ×1500+210)= 3445 кДж
де – кількість Fe2O3 у димі.
5. Тепло, що витрачається на відновлення Fe2O3 руди і футерування
Fe2O3 до Fe (1,312×0,9)×824000/160 = 6081
Fe2O3 до FeO (1,312×0,1)×290000/160 = 237
-------------------------------------------------------------------------------
Q5= 6318 кДж
де в дужках – кількість того, що відновилося Fe2O3 кДж/кмоль;
824000 і 290000 –тепловий ефект реакцій востановлення ,віднесений до 1 кмолю Fe2O3 кДж/кмоль;
160 – молекулярна маса.
6. Втрати тепла (на нагрів футерування, випромінювання через горловину конвертора і ін.).
Ці втрати складають від 3 до 6 % від приходу тепла, тоді приймаємо величину втрат приймаємо 4% від прихіда
Q6 = Qприх ×0,04
Q6 = 158904×0,04 = 6356кДж
Витрата тепла рівна
Qвитрат = Q1 + Q2 + Q3 +Q4 + Q5 + Q6
Qвитрат = 128549+21843+14435+3445+6318+6356=180906 кДж
Надлишок тепла рівний = 158904-180946=-22042 кДж
Таблиця 1 – Тепловий баланс
Прихід тепла кДж |
кДж |
% |
Витрата тепла кДж |
кДж |
% |
Фіз.тепло чавуну Q1 |
90150 |
56,73 |
Фіз .тепло стали, Q1 |
128549 |
80,89 |
Тепло екз реакцій Q2 |
64867 |
40,82 |
Фіз. тепло шлаку, Q2 |
21843 |
13,75 |
Тепло шлакоутв Q3 |
3887 |
2,45 |
Гази відносять тепло, Q3 |
14435 |
9,08 |
|
|
|
Тепло віднос Fe2O3 , Q4 |
3445 |
1,82 |
|
|
|
Тепло відновл Fe2O3, Q5 |
6318 |
3,34 |
|
|
|
Втрати тепла , Q6 |
6356 |
3,99 |
|
|
|
Недостаток тепла |
-22042 |
-13,87 |
Всього |
158904 |
100 |
Всього |
158904 |
100 |
Розрахунок кількості скрапу для виправлення операції
Що коректує кількість сталевого скрапу можна визначити з наступного балансового рівняння
-22042 = ∆Mскр ×[0,70×1526+285+(1565-1526)×0,84],
де -22042 – недостаток тепла на процесі, кДж;
1526 – температура плавлення скрапу, рівна температурі плавлення стали, оС;
285 – прихована теплота плавлення скрапу, кДж/кг;
0,84 – теплоємність рідкого скрапу, кДж/кг×град
-22042 = ∆Mскр × 1385,96
звідки ∆Mскр = -0,063 кг або -0,063 % від маси металошихти.
Отже для отримання заданої температури в кінці продування плавки (у наше випадку 16100С ) фактична витрата скрапу і рідкого чавуну в металошихті повинні бути
скрапу :
- чавуну : 100-19,849 = 80,15%
При недоліку тепла на процес фактична витрата скрапу в металошихті зменшується на відповідну величину.
ДОДАТОК 4
Завдання на виконання теплового балансу
Варіант |
Температура, °С |
Варіант |
Температура, °С |
||
чавун |
сталь |
чавун |
сталь |
||
1 |
1315 |
1600 |
14 |
1315 |
1620 |
2 |
1310 |
1590 |
15 |
1325 |
1620 |
3 |
1305 |
1610 |
16 |
1315 |
1615 |
4 |
1310 |
1620 |
17 |
1310 |
1620 |
5 |
1315 |
1620 |
18 |
1305 |
1630 |
6 |
1320 |
1630 |
19 |
1310 |
1620 |
7 |
1315 |
1620 |
20 |
1320 |
1625 |
8 |
1320 |
1620 |
21 |
1315 |
1610 |
9 |
1315 |
1625 |
22 |
1305 |
1600 |
10 |
1320 |
1630 |
23 |
1310 |
1600 |
11 |
1310 |
1640 |
24 |
1315 |
1610 |
12 |
1300 |
1620 |
25 |
1320 |
1600 |
13 |
1305 |
1620 |
|
|
|