6-1. Типичные тепловые балансы печей 2

Тепловой баланс технологического процесса можно наглядно представить себе, рассматривая мартеновскую плавку стали:

Здесь Q'г - энтальпия кислорода и других газов, поглощенных ванной; Qфт.г - энтальпия технологических газов при выходе из ванны; Qтехн - количество тепла, переданное ванне факелом и кладкой, или расход тепла на процесс, откуда:

Здесь ∆Qм = Q''м - Q'м - прирост энтальпии материалов в ходе плавки; ∆Qфт.г = Qфт.г - Q'г - разность энтальпий технологических газов, выделяющихся из ванны, и газов, поглощенных ванной (в период продувки).

Газы, выделяющиеся из ванны, состоят из окиси углерода CO и других газов, получающихся от окисления углерода при продувке ванны кислородом, а также от разложения известняка, руды и влаги. Примерно 90 % выгоревшего углерода шихты расходуется на образование CO, которая частью сгорает над ванной в CO2, а частью уносится газами из рабочего пространства, вызывая потерю тепла от химического недожога. Если под теплом экзотермических реакций понимать тепло реакций, сопровождающихся образованием горючих газов, т. е. протекающих при неполном горении, то, прибавляя к левой и правой части уравнения (6-1б) величину Qфт.г и группируя члены, мы можем написать тепловой баланс печи в другом виде:

или

Здесь Qхт.г - теплота сгорания газов, выделяющихся из шихты.

Тепловой баланс сводят в таблицы или для наглядности, изображают графически. На рис. 6-1a дана диаграмма теплового баланса рабочей камеры мартеновской печи, работающей на мазуте. В скобках указан удельный расход тепла в Гдж на 1 т слитков. На рис. 6-1б показан тепловой баланс электродуговой сталеплавильной печи в Гдж на 1 т слитков. В этом балансе расход электроэнергии составляет 632 квт∙ч/т.

Рис. 6-1. Диаграммы тепловых балансов.

Рис. 6-1. Диаграммы тепловых балансов.

а - тепловой баланс рабочей камеры мартеновской печи без применения кислорода; б - тепловой баланс дуговой электросталеплавильной печи.