4. Витрата палива по періодах плавки та визначення їх тривалості

Витрата палива і теплова потужність печі в період заправки подини.

Приймаємо тривалість заправки рівною двом годинам і теплову потужність печі в цей період рівною

Таким чином, витрата природного газу і мазуту в цей період плавки складає:

(4.1)

де, Q_г=35,3·10³ кДж/год - теплотворність газу,

м³/год;

(4.2)

де, Q_м=41,1·10³ кДж/год - теплотворність мазуту,

Із загальної кількості теплоти, яку потрібно передати 1т сталі на протязі всієї плавки, в цей період буде недодана наступна кількість теплоти.

На перегрів метала і шлаку від 1450 гр. С до 1600 гр. С потрібно теплоти:

(4.3)

де, с_{р. ст}= 0,838 кДж/ (кг·К) - теплоємність рідкої сталі [3];

m_{р. ст} - вихід рідкої сталі металічної заливки;

m_шл - кількість шлаку металу;

с_шл=1,249 кДж/ (кг·К) - теплоємність шлаку,

Приймаємо, що у період кипіння і доводки вигоряє 0,6%С. Кількість окису вуглецю, що виділяється із ванни, рівна:

Отримана кількість СО при 1600 гр. С має теплоти:

(4.4)

Відповідно, із всієї необхідної кількості теплоти ванні в період плавлення буде недодано:

(4.5)

Теплота окиснення 0,6%С в ванні до СО рівна

Теплота, яка виділяється в результаті спалювання СО в СО₂ над поверхнею ванни, складає

(4.6)

де, V_CO - кількість отриманого СО при вигоранні 0,6%С, м³/т;

Q_T - теплоутворення СО, кДж/м³;

з_вик - коефіцієнт використання теплоти СО при 1600?С,

Загальна кількість теплоти, яка не отримана в період плавлення шихти, рівна

(4.7)

Таким чином, в період плавлення ванні повинно бути передано тепла

(4.8)

При загрузці площі поду, рівній

(4.9)

Потрібно в цей період на 1 м² площі поду печі передати теплоти:

(4.10)

Величина теплового потоку приходиться на поверхню ванни від факела, продуктів згорання і кладки печі, визначаємо по формулі Стефана-Больцмана, в якій константу випромінювання у_вид знаходимо по методу Д.В. Будрина з виразу:

де, - відношення внутрішньої поверхні кладки печі до площі поду;

- умовна степінь чорноти факела;

- степінь чорноти тепло сприймаючої поверхні шлаку.

При температурі факела 2023К і середній температурі тепло сприймаючої поверхні ванни (шлаку) 1773К тепловий потік до поверхні ванни складе

(4.12)

Тривалість періоду плавлення

(4.13)

Кількість теплоти, яке залишається в печі продуктами згорання

(4.14)

Теплова потужність печі на пальнику (з урахуванням з_вик)

(4.15)

З цієї кількості 10% виносить мазут

(4.16)

;

або

(4.17)

Кількість теплоти, що виноситься природним газом

(4.18)

або

(4.19)

Кількість утворених продуктів згорання в цей період плавки складе

при спалюванні природного газу:

(4.20)

при спалюванні мазуту:

(4.21)

Додаткова кількість продуктів згорання, що отримується від згорання СО, яка виділяється із ванни:

де, 3,5 м³/м³ - кількість продуктів згорання від горіння СО;

40 т - ємність печі;

4,13 год. - тривалість періоду.

Загальна кількість продуктів згорання, отримана в другому періоді плавки:

(4.22)

де, 1,13 - коефіцієнт, який враховує підсос атмосферного повітря до регенераторів.

Потрібна кількість повітря, що подається до регенераторів

для спалювання природного газу

(4.23)

для спалювання мазуту

(4.24)

де, 12,89 м³/кг - витрата повітря для спалювання мазуту;

для спалювання СО, що виділяється із ванни, потрібно повітря:

де, 2,86 - витрата повітря для спалювання 1м² СО при б_пов=1,15 м³;

205 - кількість СО, що утворюється в цей період, м³/год.

Загальна кількість повітря, яке потрібно нагріти в регенераторах:

(4.25)

,

де, 1,11 - коефіцієнт, який враховує протікання повітря в регенераторі.