Внепечная обработка стали (стр. 2 из 6)

,

тогда

=23,362

где

- коэффициент кратности шлака .

Определим конечное содержание серы в металле после обработки ТШС

2.3 Определение снижения температуры металла

Снижение температуры складывается из: потерь тепла при раскислении металла

Т_{раскисл}; потерь при обработке металла ТШС; потерь тепла при выпуске металла из агрегата Т_вып; потерь тепла при выдержке металла в ковше Т_выдерж; потерь тепла через футеровку ковша Т_фут; потерь при продувке металла аргоном. Таким образом, определится температура. на которую будет необходимо нагреть металл в печь-ковше.

Т_нагр = Т_{раскисл} + Т_ТШС + Т_вып+ Т_выдерж + Т_фут + Т_прод

Изменение температуры металла при раскислении

Изменение температуры металла при обработке ТШС

- Затраты тепла на нагрев ТШС до температуры разложения известняка:

, кДж

где

- теплоёмкость смеси,1,246 кДж/кг⁰С;

Т_разл – температура разложения, 910⁰С;

- количество ТШС, 10 кг.

- Затраты тепла на разложение извести:

Количество извести в ТШС М_Сао=5 кг.

Количество СО₂, получаемое при разложение недопала, принимаем ППП=5,00%. М _СО2=5

5/100=0,25 кг

- Количество разлагаемого известняка при этом составит:

М _СаСОз=0,25

100/44= 0,568 кг

q₂= М _СаСОз

1776,5=0,568 1776,5 = 1009,05 кДж

- Затраты тепла на расплавление смеси:

q₃=M_смеси(C _смеси

(Т_ст-T_разл)+q_{ск. теплота пл}),

где M _смеси = M _ТШС - М_СО2

M _смеси = 10-0,25 = 9,75 кг

Т_ст= 1630 ⁰С

q_{ск. теплота пл} – скрытая теплота плавления, 210 кДж

q₃ =9,75

(1,246 (1630-910)+210)=10794,42 кДж

- Затраты тепла на нагрев СО₂ до температуры стали:

q₄=2,4

M_СО2(22,4/44) (Т_ст-T_разл)

q₄=2,4

0,25(22,4/44) (1630-910)=219,927 кДж

Изменение температуры металла при обработке ТШС определяется по формуле:

Т_ТШС=( q₁+ q₂+ q₃+ q₄)/0,835,

и составляет

Т_ТШС=27,979 ⁰С.

Изменение температуры металла при выпуске металла из сталеплавильного агрегата

Зависимость потерь температуры стали за счет излучения от времени выпуска

определяется по формуле:

где

- степень черноты жидкой стали, = 0,4;

- константа излучения абсолютно черного тела, =5,775 10^-8 Вт/(м²К⁴);

Т-температура стали на выпуске, 1903 К;

F - площадь излучающей поверхности жидкой стали в струе и на зеркале ковша, м²;

М - масса металла в ковше, кг;

с - удельная теплоемкость стали, равная 850 Дж/(кг · К);

- время выпуска металла, 4 мин.

Площадь излучающей поверхности жидкой стали принимается в струе ~ 2,5 м². на зеркале ковша.

Общая площадь излучения жидкой стали в струе и на зеркале ковша равна

F

м²

Тогда

Потери тепла через футеровку во время выдержки ковша

Теплота, отданная сталью на нагрев футеровки:

где

- снижение температуры стали;

с – удельная теплоёмкость стали, 0,850 кДж/(кг К);

М – масса стали в ковше, кг

Потери тепла через кладку ковша:

где

- потери тепла с 1м³ футеровки во время пребывания стали в ковше;

– площадь огнеупорной кладки ковша (днище + стены), м².

где

= 5,6 - теплопроводность огнеупора, Вт/(м К);

а = 5,4

10^-3 – температуропроводность огнеупора, м²/ч;

Т₁ и Т₀ – температура стали и огнеупоров ковша соответственно, принимаем температуру футеровки 800⁰С;

- время контакта огнеупора с жидкой сталью, 0,4 часа.

Дж

Найдем площадь огнеупорной кладки ковша.

м²

Тогда потери тепла через футеровку во время выдержки (24 минут) составят:

Потери тепла через зеркало металла излучением во время выдержки металла и течение 24 минут.

Площадь поверхности металла равна:

F

м²

Потери тепла при продувке аргоном

Во время продувки теплопотери составляют: в течение первых 3-4 минут продувки 2- 4 °С / мин, в течении остального времени продувки ~ 1 °С / мин

При времени продувки

_пр=4 мин и теплопотерях 3 °С / мин получим:

Т_прод =3 3 = 9°С

Общая потеря тепла составит:

Т_нагр = Т_{раскисл} + Т_ТШС + Т_вып+ Т_выдерж + Т_фут + Т_прод