Курсовая работа: Проектирование отделения восстановительной электроплавки ильменитового концентрата
Примем температуру шихты 20˚С.
Рассчитаем среднюю удельную теплоёмкость шихты по основным компонентам. По данным [6] средняя, удельная теплоёмкость этих компонентов составит кДж/(кг·К):
TiO2 –0,705; FeO –0,735; Fe2 O3 –0,79; SiO2 –0,91; Al2 O3 –0,895; ZnO2 –0,70; C –0,24.
Среднюю удельную теплоёмкость шихты определим по формуле:
Скр = Σmi ci / Σmi (9)
где mi и ci –масса (кг) и теплоёмкость (кДж/(кг·К)) составляющих, входящих в продукт.
Сср = (526 · 4,16 · 0,705 + 34,6 · 0,735 · 4,16 + 0,24 · 132,8 · 4,16 + 9,1 · 4,16 · · 44,6 + 0,895 · 39 · 4,16 + 0,7 · 15,3 · 4,16 + 0,24 · 132,8 · 4,16) / (4,16 · (526 + +34,6 + 294 + 44,6 + 39 + 15,3 + 132,8)) = 1,02
Количество тепла, вносимого шихтой, определим по формуле:
Q = mct (10)
где m –масса, кг;
c –теплоёмкость, кДж/(кг·К);
t –температура, ˚С.
Количество физического тепла воздуха, поступающего в печь определяем при температуре 20˚С, удельная теплоёмкость при этой температуре 1,3 кДж/(кг·К). Объём поступающего воздуха:
(106,3 · 4,16) / 1,29 = 342,00 м3
Количество тепла вносимого воздухом, находим по формуле (3.10):
Qв = 342,00 · 1,3 · 20 = 8892 кДж/ч.
Количество тепла, образующего от сгорания электродов, определим следующим образом:
Тепловой эффект от сгорания углерода по данным [5] составит 423266 кДж/ч.
Общий приход тепла (без учёта электрической энергии):
Qприх = 122883 + 8892 + 423299 = 555074 кДж/ч.
Расход тепла.
Количество физического тепла, уносимого шлаком, определяем следующим образом.
Примем температуру шлака 1800˚С.
Энтальпия шлака по [5] ΔНшл = 2360 кДж/кг.
Тогда количество тепла, уносимого шлаком, по формуле (3.10):
Qшл = 1000 · 4,16 · 2360 = 9817600 кДж/ч.
Количество физического тепла, уносимого чугуном, оцениваем следующим образом.
Примем температуру чугуна 1500˚С. Теплоёмкость его при этой температуре 0,833 кДж/(кг·К). Тогда количество тепла, уносимого чугуном, также определим по формуле (2):
Q = 302 · 4,16 · 0,838 · 1500 = 1579197 кДж/ч.