title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Приход тепла

Приход тепла

Источниками прихода тепла в доменной плавке являются: а) горение углерода в окись углерода и углекислоту; б) нагрев дутья; в) некоторые экзотермические реакции.
Горение углерода

Количество тепла, выделяющегося в доменной печи в результате горения углерода, определяется исходя из содержания в колошниковом газе углекислоты и окиси углерода. Однако при этом необходимо иметь в виду, что часть углекислоты, находящейся в колошниковом газе, не образуется в печи в результате горения углерода, а вносится в печь уже в готовом виде, например, углекислота флюса, карбонатных руд, летучих веществ горючего.
Во избежание ошибки эта углекислота, так же как и окись углерода, внесенная летучими веществами горючего, должны вычитаться из общего количества углекислоты и окиси углерода. То обстоятельство, что часть углекислоты флюса может восстанавливаться углеродом до окиси углерода, не влияет на точность расчета, поскольку при составлении теплового баланса исходят только из начального и конечного состояний и не касаются промежуточных превращений. Например, можно допустить, что вся углекислота флюса в доменной печи перешла в окись углерода, но баланс тепла от этого не изменится, поскольку всю углекислоту колошниковых газов придется считать' полученной в результате восстановления руды. Таким образом, увеличится сумма расхода тепла на восстановление CO2 флюса и настолько же увеличится приход тепла от перехода CO в CO2 при восстановлении.
В отношении количества тепла, выделяющегося при горении углерода в CO2 и в CO, среди металлургов нет еще единой точки зрения. Трудность заключается в том, что углерод может находиться в различных аллотропических состояниях. При сгорании в углекислоту углерода, находящегося в мелкокристаллическом состоянии (ранее ошибочно считавшегося аморфным), выделяется 97650 ккал на кг/моль (8137 ккал на 1 кг углерода); при сгорании алмаза — 94448 ккал и при сгорании графита — 93870 ккал.
М.А. Павлов, учитывая отсутствие данных о том, какое количество углерода кокса находится в виде графита, принимает тепловые эффекты, относящиеся к мелкокристаллическому углероду т. е. 8137 ккал на 1 кг углерода, сгорающего в углекислоту, и 2497 ккал на 1 кг углерода, сгорающего в окись углерода.
Некоторые металлурги считают необходимым учитывать, что в коксе часть углерода находится в виде графита, и берут несколько меньшие значения. Например, А.Н. Рамм предложил считать, что углерод кокса в доменной печи в среднем находится в виде графита (50%) и в виде мелкокристаллического углерода (50%), что соответствует тепловому эффекту 7950 ккал на 1 кг углерода, сгорающего в углекислоту, и 2340 ккал на 1 кг углерода, сгорающего в окись углерода.
Неточность расчета при таком допущении будет, по-видимому, меньше, чем в первом случае.
Нагрев дутья

Для определения количества тепла, вносимого нагретым дутьем, необходимо знать количество дутья на единицу чугуна, содержание влаги в дутье, температуру дутья и его теплоемкость. Количество дутья обычно определяют расчетом, исходя из состава колошникового газа.
Экзотермические реакции

Экзотермические реакции в доменной печи (кроме учитываемых в пункте «а») имеют место при процессах шлакообразования, образования метана и карбида железа. При шлакообразовании кислотные окислы соединяются с основными и образуется двойной силикат кальция и алюминий. Тепловой эффект шлакообразования невелик и в приходе тепла играет незначительную роль. Он определяется по эмпирической формуле, предложенной С.М. Вологдиным и видоизмененной А.Н. Раммом.
Формула С.М. Вологдина: q = (3,14 CaO — 17) ккал/кг шлака, где CaO — процент CaO в шлаке.
Формула А.Н. Рамма: q = 2,7 CaO, где CaO — количества CaO в шлаке.
Теплоты образования метана, карбидов, силицитов, фосфидов не учитываются.
Тепло, вносимое шихтовыми материалами

Ряд авторов учитывает теплоту, вносимую шихтовыми материалами, имеющими температуру атмосферного воздуха. Это дает несколько калорий на килограмм чугуна. Учитывая, что неизбежные неточности при составлении теплового баланса во много раз больше этой величины, вряд ли можно признать целесообразным учет тепла, вносимого шихтовыми материалами.

title-icon Подобные новости