Металлов

Определение затрат энергии на нагрев и плавление

Пример 1. Требуется определить затраты электроэнергии, необходимые для плавки 100 т стали в дуговой электропечи. КПД дуговой электропечи h =0,7. Удельная объемная теплоемкость стали C_V =5 МДж/(м³К). Удельная теплота плавления стали L =270 кДж/кг.

Определим количество энергии, требующейся для расплавления шихты и нагрева расплава до температуры заливки q_з = 1600 °С.

Для нагрева 1 кг стали до температуры заливки потребуется количество тепла:

. (1.6)

Для расплавления 1 кг стали потребуется

. (1.7)

Итого 1,86 МДж, или (1,86/3,6» 0,5).

При стоимости 1,13 руб за 1 затраты на нагрев и плавление 1 кг стального литья составят около 0,57 руб./кг, то есть примерно около 12% стоимости самого металла.

В частности, для плавки 100 т стали потребуется около 50 000электроэнергии, а ее стоимость составит около 56 500 руб.

Пример 2. При работе домны в сутки сжигается 6600 тонн кокса и выплавляется 11 000 тонн чугуна. Теплота сгорания кокса L =29 МДж/кг. Удельная объемная теплоемкость чугуна C_V = 3,5 МДж/м³K, плотность 7,1 10³ кг/м³. Удельная теплота плавления L_пл = 0,27 МДж/кг. Максимальная температура нагрева расплава чугуна – 2000 °С. Определить количество образующегося при сжигании топлива тепла, а также количество тепла, расходуемого на нагрев и плавление чугуна.

Определим количество тепла выделяемого в сутки от сжигания 6600 тонн кокса:

(1.8)

Для нагрева до максимальной температуры 2000 °С и плавления 1 кг чугуна при теплоемкости C_V = 3,5 МДж/м³K и удельной теплоте плавления L_пл = 0,27 МДж/кг требуется:

а на программу выпуска 11 000 т чугуна в сутки:

(1.9)

т. е. непосредственно на нагрев и плавление чугуна расходуется только около 7,4 % от теплоты, выделившейся при сжигании топлива.

Дата добавления: 2014-01-13