Тепло, аккумулируемое футеровкой конвертера

7. Тепло, аккумулируемое футеровкой конвертера.

 Во время паузы внутренние слои футеровки конвертера ох лаждаются, отдавая тепло излучением через горловину, а во время продувки снова нагреваются, аккумулируя тепло. Расчет этой величийы проводят методом конечных разно­стей.

Для упрощения расчетов принимаем, что температура внутренней поверхности футеровки и толщина последней везде одинаковы (δ_нач= 0,9 м для новой и δ_кон=0,45 м для изношенной футеровки). Поскольку наибольшие поте­ри будут при тонкой футеровке, принимаем в расчете, что периклазошпинелидная футеровка имеет толщину δ_ф= =0,45 м.

В первом приближении принимаем распределение тем­пературы по толщине футеровки в конце периода продув­ки линейным, причем t_вн=1500°С, а t_нар=400°С. Тогда при средней температуре футеровки t_ф=0,5 (1500+400)=950°С. Коэффициент теплопроводности периклазошпинелидной футеровки равен λ_Ф=4,17-0,0011∙950=3,125 Вт/(м·К).

Плотность периклазошпинелидной футеровки ρ_ф=3150 кг/м³, удельная теплоемкость с_ф=920 Дж/(кг·К), коэффициент температуропроводности α=3,125/(3150·920)=1,0·10³ м²/с.

Разобьем футеровку на 25 элементарных слоев, каждый из которых имеет толщину:

x_ср=0,45/25 = 0,01 8

Продолжительность элементарного интервала времени

∆τ=(∆x)²/2α

∆τ=x_ф²/2α_ф= 0,018²/2·1,0·10^-6 = 162 с.

Число элементарных интервалов времени: в период продувки k₁=597,6/162=3,69≈4; в период паузы k₂=1080/162=6,67≈7.

В период продувки температура внутренних поверхно­стей футеровки неизменна и равна 1500 °С. В течение пау­зы температура внутренней поверхности футеровки уменьшается за счет потерь тепла излучением.

Находим коэффициент теплоотдачи излучением

α_изл=Вт/(м²·К),

где площадь внутренней поверхности футеровки конверте­
ра определяем по формуле

F_вн=πD_внН₁+πD_вн²/4=3,14·4,93·6,9+3,14·_:4,93²/4=125,9 м²

Коэффициент теплоотдачи конвекцией от наружной по­верхности футеровки конвертера находим по формуле

α=10+0,06t_ст

Принимаем среднюю температуру наружной поверхности равной 300 °С

α_конв= 10+0,06·300 = 28 Вт/(м²·К)

Начальное распределение температуры находим в со­ответствии с принятым линейным распределением темпе­ратуры по толщине футеровки в ло, аккконце периода продувки.

Тепло, аккумулированное футеровкой конвертера

Q_акк = V_фρ_фс_ф(t_ф^кон-t_ф^нач) = 22,66231 50 920 (1220,3-1196,4)=1,38 ГДж

здесь V_ф=F_вн·10x=125,9·10·0,018=22,662 м³

^t=°С

t°С

8. Потери тепла теплопроводностью через футеровку

Q_тепл=

F_нар – площадь наружной поверхности стены, м²

Q_тепл=(3,14·6,69·7,93 + 3,14·6,69²/4)· х·597,6=0,85 ГДж.

9. Потери тепла на охлаждение кислородной фурмы

Принимая внешний диаметр фурмы равным d=0,2 м, глубину ее опускания 5,8 м, а величину потока тепла на фурму q=348,9 кВт/м², определяем потери тепла с охлаждающей водой:

Q_Ф= 348,9·10^3·3,14·0,2·5,8 ·597,6=0,76 ГДж

Результаты расчетов теплового баланса конвертера представим в виде таблицы. Как следует из таблицы, имеется некоторый избыток прихода тепла (1,846 ГДж или 0,68%). Это при­ведет к некоторому увеличению температур металла, шлака и фу­теровки. В противном случае (недостаток тепла ) расчет следует повторить, предусматривая меры для увеличения проходной части баланса.

Тепловой баланс конвертера

1.       Металлургическая теплотехника. В 2-х томах. 1. Тепловые устройства в черной металлургии: Учебник для вузов/Филимонов Ю. П., Старк С. Б., Морозов В.А. – М.: Металлургия, 1974, 520 с.

Похожие работы

Підвищення ефективності роботи котельних агрегатів шляхом пульсаційно-акустичного спалювання палива

Скачать

38865

2

1

... агрегатов // Сборник тезисов междунар. науч.-практ. конф. “Рациональное использование природного газа в металлургии” - М.: МИСиС, 2003. - С. 61-62. АнотацІЇ   Адаменко Д.С. Підвищення ефективності роботи котельних агрегатів шляхом пульсаційно-акустичного спалювання палива. Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.14.06 - Технічна теплофізика та ...

Расчет рекуперативного нагревательного колодца с одной верхней горелкой.

Скачать

27981

4

5

... быть равен 80 мм; при давлении 4,0 кПа и плотности  кг/м3 скорость истечения газа равна 78 м/с, а воздуха – 35 м/с. 7 Расчет рекуператора Керамические рекуператоры, применяемые в нагревательных колодцах, выполняют из восьмигранных трубок. Обычно монтируют 6 – 8 рядов труб, из них два верхних и нижний ряды из карбошамотных трубок, остальные – из шамотных. В рекуператоре воздух подогревается от ...

Автоматизация методической печи

Скачать

91177

2

4

... Измерение Линейный размер, мм Предельные отклонения размера, мм Толщина 100-145 150-240 4 5 Ширина 1100-1550 10 Длина 2500-2800 50...-30 3.  методическая печь как объект автоматизации Методические печи, применяемые для нагрева заготовок перед листопрокатными станами, наиболее распространены в металлургическом производстве. В печах этого типа нагревают обычно заготовки ...

Конструкция, методика расчёта обжиговых печей чёрной металлургии

Скачать

33472

0

7

... работы печи дают возможность не только определить стоимость обжига принятой единицы продукции, но и судить о совершенстве той или иной конструкции, наметить пути дальнейшего ее усовершен­ствования. 1.2 Обжиговые печи В черной металлургии обжиговые шахтные печи применяют глав­ным образом для обжига железных руд, известняка, магнезита и доломита. По виду используемого топлива обжиговые шахтные ...