2.7 Расчет теплового баланса I периода конвертирования

Тепло компонентов прихода и расхода рассчитывается по формуле:

где Q_x — тепло компонента, кДж;

m_x — масса компонента, кг;

с_x — удельная теплоёмкость компонента, кДж/(кг×˚С);

t_x — температура компонента, ˚С.

1. Приход тепла.

1) тепло горячего штейна:

2) тепло воздуха:

3) тепло технологического кислорода:

4) тепло холодных материалов:

5) тепло кварцевого флюса:

6) тепло экзотермических реакций:

а) окисление железа до Fe₃O₄ и FeO (расчет по железу);

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄ + 1119000 кДж

168 – 1119000

2,14 – х₁

х₁ = 14238,65 кДж

Fe + 0,5O₂ = FeO + 267000 кДж

56 – 267000

22,31 – х₂

х₂ = 106355,47 кДж

б) окисление серы до SO₂ и SO₃;

S + O₂ = SO₂ + 297000 кДж

32 – 297000

11,60 – х₃

х₃ = 107652,49 кДж

S + 1,5O₂ = SO₃ + 394000 кДж

32 – 394000

1,93 – х₄

х₄ = 23801,95 кДж

в) реакции шлакообразования:

2FeO + SiO₂ = 2FeO∙SiO₂ + 49700 кДж

112 – 49700

27,70 – х₅

х₅ = 9560,60 кДж

г) окисление цинка:

Zn + 0,5O₂ = ZnO + 384000 кДж

65 – 384000

4,39 – х₆

х₆ = 25922,95 кДж

д) взаимодействие сульфидов и оксидов металлов:

FeS + Cu₂O = FeO + Cu₂S + 82930 кДж

144 – 82930

0,03 – х₇

х₇ = 17,12 кДж

FeS + 3Fe₂O₃ = 7FeO + SO₂ + 139780 кДж

480 – 139780

1,77 – х₈

х₈ = 514,43 кДж

Всего тепла экзотермических реакций:

14238,65 + 106355,47+ 107652,49 + 23801,95 + 9560,60 + 25922,95 + 17,12+ + 514,43 = 288063,66 кДж

Приход тепла составляет 387721,49 кДж

2. Расход тепла.

1) тепло белого матта:

2) тепло шлака:

3) тепло газов:

Тепло компонентов прихода и расхода рассчитывается по формуле:

где Q_x — тепло газа, кДж;

V_x — объем газа, м³;

с_x — удельная теплоёмкость газа, кДж/(м³×˚С);

t_x — температура газа, ˚С.

4) тепло эндотермических реакций:

а) 2CuFeS₂ = Cu₂S + 2FeS + 0,5S₂ – 70400 кДж

368 – 70400

0,76 – х

х = 145,31 кДж

б) испарение воды:

где Q_ис — тепло на испарение воды, кДж;

m_в — масса воды, кг;

с_в — теплоемкость воды, кДж/(кг×˚С);

λ_ис — теплота испарения воды, кДж/кг;

t_кип — температура кипения воды, ˚С;

t_н — начальная температура воды, ˚С.

Всего тепла эндотермических реакций: 145,31 + 3965,97 = 4111,28 кДж

5) тепло пыли:

6) потери тепла во внешнюю среду:

Расход тепла во внешнюю среду составляет 15% от тепла прихода.

Потери тепла составляют: 288063,66 × 0,15 = 43209,55 кДж

Тепловой баланс I периода конвертирования приведен в таблице 11.

Таблица 11 — Тепловой баланс I периода конвертирования

Статьи прихода тепла	кДж	%	Статьи расхода тепла	кДж	%
1.Тепло штейна	91960,00	23,72	1.Тепло белого матта	41879,72	10,80
2.Тепло воздуха	6381,63	1,65	2.Тепло шлака	144763,21	37,34
3.Тепло технологического кислорода	397,43	0,10	3.Тепло газов	120292,90	31,03
4.Тепло холодных материалов	425,60	0,11	4.Тепло эндотермических реакций	4111,28	1,06
5.Тепло кварцевого флюса	493,17	0,13	5.Тепло пыли	7137,63	1,84
6.Тепло экзотермических реакций	288063,66	74,30	6.Потери тепла во внешнюю среду	43209,55	11,14
			7.Неучтенное тепло	26327,20	6,79
Всего	387721,49	100,00	Всего	387721,49	100,00