Расчет общего теплового баланса доменной плавки - Производство и технологии контрольная работа

Главная

Производство и технологии
Расчет общего теплового баланса доменной плавки

Расчет окисления СО в СО2 в процессе непрямого восстановления железа и примесей. Определение шихты на 1 тонну чугуна, состава и количества колошникового газа и количества дутья. Теплосодержание чугуна по М.А. Павлову. Анализ диссоциации оксидов железа.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
на расчетно-графическую работу по дисциплине «Основы производства и обработки металла»
Тема: «Расчет общего теплового баланса доменной плавки»
Содержание: выполнить расчет общего теплового баланса доменной плавки.
Выполненный ранее расчет материального баланса доменной плавки показал, что в результате физико-химических процессов в доменной печи образовалось на 1т (1000 кг) чугуна, м3: CO2=299.7; CO=895.3, в т.ч. - 127.0 - в процессах прямого восстановления; H2O(пар)=82.9.
- агломерата с температурой 500°С - 720,4 кг; окатышей с температурой 20°С - 1070 кг; кокса с температурой 20°С - 444 кг;
-нагретого до 1090°С и обогащенного кислородом дутья 1490 м3, в т.ч. влаги - 19,4 м3,
- природного газа с температурой 40°С - 105 м3,
- технического кислорода (96% О2) для обогащения дутья - 100 м3.
Состав природного газа, %: CH4=93,5; C2H6=4,0; C3H8=1,0; C4H10=0,5; C5H12=0,5; N2=0,4.
Шихтой внесено: окиси железа (Fe2O3) - 1067 кг; закиси железа (FeO) - 245,5 кг, влаги (с коксом) - 9,1 кг.
Основность шлака по отношению CaO + MgO/SiO2 + Al2O3 - 0,88
Перешло закиси железа в шлак - 1,25 кг
Восстановилось и перешло в чугун, кг: Si - 7; Mn - 6,09; P - 2,63.
Выход колошникового газа - 2142,2 м3/т чугуна.
Температура колошникового газа - 495°С.
Содержание влаги в колошниковом газе - 89,5 кг/т чугуна.
Степень графитизации углерода кокса г - 0,6.Расчет.
1 м3 природного газа вносит углерода:
(1*93,5+2*4,0+3*1,0+4*0,5+5*0,5)*12/(22,4*100)=0,584 кг.
Всего природный газ вносит углерода:
где 105 - расход природного газа, м3 (по заданию)
При горении природного газа у фурм выделяется тепла:
где (93,5*1,59+4,0*6,05+1,0*10,1+0,5*13,8+0,5*18,5)/100=1,99мДж - теплота горения природного газа.
Выделяется тепла при горении 1 кг углерода кокса 9,8 мДж или на 1 м3 образующегося CO 9,8*12/22,4=5,25 мДж.
При окислении углерода кокса у фурм образуется монооксида углерода:
где 895,3 - образовалось CO на фурме, м3 ( по заданию)
144,46 - оксид углерода при горении природного газа, м3.
В доменную печь вносится сухого дутья:
1490 - общее количество нагретого дутья
100 - количество О2 на обогащение дутья
19,4 - влага, содержащаяся в дутье.
При снижении температуры дутья в воздухопроводах и фурменных приборах на 1% оно поступает в горн с температурой:
сухим дутьем: 1370,6*1079*1,4907*10^(-3)=2204,6 мДж
влага дутья: 19,4*1079*1,7342*10^(-3)=36,3 мДж
вносится тепла О2 для обогащения: 100*1079*1,4907*10^(-3)=160,8 мДж
С(О2)1079°С = С(О2)1000°С+( С(О2)1100°С- С(О2)1000°С)*(1079-1000)/100 = 1,4801+(1,4935-1,4801)*(1079-1000)/100 = 1,4907 кДж/м3*К
С(Н2О)1079°С = С(Н2О)1000°С+( С(Н2О)1100°С- С(Н2О)1000°С)*(1079-1000)/100 = 1,7133+(1,7397-1,7133)*(1079-1000)/100 = 1,7342 кДж/м3*К
Расходуется на диссоциацию влаги дутья: 19,4*10,8=209,52 мДж
где 10,8 - теплота диссоциации водяного пара, мДж
Всего: 2204,6+36,3+160,8-209,52=2192,18 мДж
где 1,59*10^(-3) - теплоемкость природного газа при 40°С, кДж/м3*град
Всего выделяется тепла в области горения у фурм:
208,95+4098,68+2192,18+7,63=6507,44 мДж
Окисление углерода в процессах прямого восстановления.
где 127,0 - количество монооксида углерода, образовавшегося в процессе прямого восстановления железа и примесей, м3 (по заданию)
Окисление СО в СО2 в процессе непрямого восстановления (восстановление газами).
где 299,7 - количество образующегося в печи СО2, м3 (по заданию)
12,64 - теплота окисления СО в СО2, мДж/м3
Окисление Н2 в Н2О в процессах непрямого восстановления.
где 82,9 - количество образовавшегося водяного пара в печи, м3 (по заданию)
10,8 - теплота окисления Н2 в Н2О, мДж/м3
Всего выделяется тепла в области восстановления:
При наличии в шихте свободных оснований, тепло, выделяющееся при шлакообразовании, может быть вычислено:
где CaO и MgO - количество не связанных в силикаты извести и магнезии, кг.
В нашем примере приход тепла по этой статье отсутствует, так как проплавляется подготовленное железорудное сырье.
Агломератом при 500°С = 720,4*500*0,91*10^(-3)=327,78 мДж
Окатышами при 20°С = 1070*20*0,88*10^(-3)=18,83 мДж
Коксом при 20 °С = 444*20*1,0*10^(-3)= 8,88 мДж
где 0,91;0,88;1,0 - теплоемкость агломерата и окатышей в интервале температур 0-400°С и кокса в интервале температур 0-200°С
Расходуется тепла на выделение и испарение влаги шихты:
Н2Огигр*2,49+Н2Огидр*4,98 = 9,1*2,49 = 22,7 мДж
где 2,49 и 4,98 - теплоты выделения (испарения) гигроскопической и гидратной влаги, мДж/кг
9,1 - количество влаги в кокса, кг (по заданию)
327,78+18,83+8,88-22,7 = 332,79 мДж
Всего вносится тепла в печь (итог теплового баланса):
6507,44+5350,28+332,79 = 12190,51 мДж
Fe2O3: 1067*7,36*(112/160) = 5497,2 мДж
где 1067 и 245,5 - количество вносимых оксидов железа, кг (по заданию)
7,36 и 5,19 - теплота диссоциации, мДж/кг
где 7; 6,09; 2,63 - количество восстанавливаемых и переходящих в чугун Si, Mn и Р, кг 31,8; 7,36; 32,7 - теплота диссоциации SiO2, MnO и Р2О5, мДж/кг элемента
2,21 кг S (по заданию) в шлак: 2,21*5,42 = 11,98 мДж
где 5,42 - теплота перевода S в шлак по реакции:
Всего в этой статье расходуется тепла:
5497,2+991+222,6+44,8+86+11,98 = 6853,58 мДж
В рассматриваемом примере расход тепла по этой статье отсутствует. Потребность в тепле на выделение 1 кг СО2 из карбонатов разных видов составляет, мДж:
CaCO3 = 4,04; MgCO3 = 2,67; MnCO3 = 2,65; FeCO3 = 1,99.
tчугуна = 1521+30(S)-0.61B-1666[S] = 1521+30*0,6-0,61*0,88-1666*0,04 = 1471°С
где 0,6 и 0,04 - содержание серы в шлаке и в чугуне (по заданию)
0,88 - основность шлака, выраженная в отношении
Теплосодержание чугуна по М.А.Павлову
iчугуна = 4,187*10^(-3)*(35+0,18*tчугуна) = 4,187*10^(-3)*(35+0,18*1471) = 1,25 мДж/кг
где 1000 - расчетное количество чугуна (по заданию)
Температура шлака обычно на 40-60°С выше температуры чугуна. При превышении в 40°С температура шлака составит:
Теплосодержание шлака по М.А.Павлову при температуре шлака больше 1450°С:
iшлака = 4,187*10^(-3)*(422,5+0,4*(1508-1450)) = 1,87 мДж/кг
При температуре колошникового газа 495°С унос тепла 2142,2 м3/ т чугуна сухого газа (по заданию) составляет:
2142,2*495*1,3434*10^(-3) = 1424,5 мДж
Водяной пар газа (по заданию) 89,5 кг/т чугуна уносит тепла:
Всего уносится тепла колошниковым газом:
С(СО)495°С = С(СО)400°С+( С(СО)500°С- С(СО)400°С)*(495-400)/100 = 1,3315+(1,3440-1,3315)*(495-400)/100 = 1,3434 кДж/м3*К
С(Н2О)495°С = С(Н2О)400°С+( С(Н2О)500°С- С(Н2О)400°С)*(495-400)/100 = 1,5592+(1,5831-1,5592)*(495-400)/100 = 1,5819 кДж/м3*К
где 1,3434 и 1,5819 - теплоемкость двухатомных газов и водяного пара при температуре 495°С
Всего расход тепла без учета потерь во внешнее пространство:
6853,58+1250+817,75+1494,6 = 10415,9 мДж
Статья, включающая также и погрешность расчетов, определяется по разности между приходом и расходом тепла:
Что составляет 1774,61*100/12190,51 = 14,5%
Потери тепла по разности обычно находятся в пределах 6-12%.
Процесс избыточно обеспечен теплом. Для приведения его в норму необходимо уменьшить количество природного газа или кокса.
Количество теплоты, достаточное для нормального обеспечения процесса теплом составляет:
Избыток теплоты: 1774,61-1462,86 = 311,75 мДж
Уменьшить приход тепла на 311,75 мДж можно двумя способами:
При горении 1 кг кокса выделяется 9,8 мДж тепла, следовательно 311,75/9,8 = 31,81 кг. Можно сократить потребление кокса на 31,81 кг, т. е. вместо 444кг кокса можем использовать 444-31,81 = 412,19 кг.
При горении 1 м3 природного газа выделяется 1,99 мДж тепла, следовательно 105*1,99 = 208,95 мДж. Можно отказаться от потребления природного газа полностью, а потребление кокса сократить на (311,75-208,95)/9,8 = 10,48кг, т.е. вместо 444 кг можем использовать 444-10,48 = 433,52 кг.
По результатам расчета составим таблицу:
-физическое тепло нагретого дутья, за вычетом теплоты разложения
-окисление углерода в процессах прямого восстановления
-окисление СО в СО2 в процессах непрямого восстановления
-окисление Н2 в Н2О в процессах непрямого восстановления
-физическое тепло шихты за вычетом теплоты разложения влаги
-диссоциация оксидов железа, примесей чугуна и перевод в шлак серы
Конструкция и принцип работы доменной печи. Расчет шихты на 1 тонну чугуна, состава и количества колошникового газа и количества дутья. Определение материального и теплового балансов доменной плавки. Расчет профиля доменной печи (полезная высота и объем). курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.05.2011
Технология получения чугуна из железных руд путем их переработки в доменных печах. Расчет состава и количества колошникового газа и количества дутья. Материальный баланс доменной плавки, приход и расход тепла горения углерода кокса и природного газа. курсовая работа [303,9 K], добавлен 30.12.2014
Химический состав компонентов шихты. Определение состава доменной шихты. Составление уравнений баланса железа и основности. Состав доменного шлака, его выход и химический состав. Анализ состава чугуна и его соответствие требованиям доменной плавки. контрольная работа [88,4 K], добавлен 17.05.2015
Определение параметров процесса плавки стали в конвертере с верхней подачей дутья: расчет расход лома, окисления примесей металлической шихты, количества и состава шлака. Выход жидкой стали перед раскислением; составление материального баланса плавки. курсовая работа [103,4 K], добавлен 19.08.2013
Качественный и количественный состав чугуна. Схема доменного процесса как совокупности механических, физических и физико-химических явлений в работающей доменной печи. Продукты доменной плавки. Основные отличия чугуна от стали. Схемы микроструктур чугуна. реферат [768,1 K], добавлен 26.11.2012
Управление процессом кислородно-конвертерной плавки в целях получения из данного чугуна стали необходимого состава с соблюдением временных и температурных ограничений. Упрощенный расчет шихты. Оценка количества примесей, окисляющихся по ходу процесса. лабораторная работа [799,1 K], добавлен 06.12.2010
Характеристика расчета шихты аналитическим путем. Методы определения количества шихтовых материалов, обеспечивающих получение жидкого чугуна заданного химического состава и определенных механических свойств. Особенности технических условий на отливку. практическая работа [24,7 K], добавлен 26.01.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Расчет общего теплового баланса доменной плавки контрольная работа. Производство и технологии.
Эссе На Конкурс Самый Классный Классный
Доклад по теме Аналогии поведения человека и животных
Курсовая работа: Хранение на товарном складе. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольные Работы По Математике 6 Бунимович
Реферат по теме Налоговая система Чехии
Реферат: Миксоматоз кроликов
Дипломная работа по теме Проект нормативов образования отходов и лимитов на их размещение ООО "Электром" г. Чебоксары
Учебник Перышкин 9 Класс Лабораторные Работы
Контрольная Работа На Тему Нормирование Труда На Механизированных Полевых Работах
Реферат: Проблема Большого Террора. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Санкт-Петербург второй половины 18 века. Российское Просвещение
Реферат по теме Становление и сущность психоаналитики
Доклад по теме Миссия психолога в системе образования
Контрольная Работа На Тему Химический Состав Клетки
Реферат по теме Разборки на дорогах
Сочинение Колыбельных Песен Закличек Приговорок
Реферат: CatS Cradle Essay Research Paper In questioning
Реферат: Фізичні особи 3
Курсовая работа: Товароведная оценка порционных блюд и мелкокусковых полуфабрикатов
Реферат по теме Stabilyty of Erth dam
Назначение компьютерных медицинских систем - Программирование, компьютеры и кибернетика дипломная работа
Режим дня детей грудного и раннего возраста - Медицина реферат
Словари синонимов как источник для анализа системных отношений в лексике - Иностранные языки и языкознание реферат