Вельцевание свинцовых шлаков в трубчатой вращающейся печи

τ - время работы печи в сутки, час/сутки;

D - диаметр печи, м;

∆w - допустимое напряжение рабочего пространства сушильной зоны печи по удаляемой влаге, т/м3∙час.

Учитывая высокую дисперсность материала и способ загрузки, принимаем напряжение рабочего пространства 0,08 т/м3∙час:

З о н а п о д о г р е в а.

Длина зоны подогрева, а также для зоны вельцевания, определяется из условий теплообмена по формуле (6):

 

 (6),

 

где qлуч - тепловой поток на открытую поверхность шихты (излучение от газов и кладки), ккал/м2∙час;

q'луч - тепловой поток на закрытую поверхность шихты (излучение от кладки), ккал/м2∙час;

qконв - тепловой поток, передаваемый на шихту конвекцией, ккал/м2∙час;

q - теплопотребление шихты, ккал/т;

lх - ширина слоя шихты, м;

lg - длина закрытой поверхности шихты в поперечном сечении печи, м;

L - длина зоны, м;

τ - время работы печи, час/сутки.

После преобразования формулы (6) получим выражение:

 

Тепловые потоки qлуч, q'луч, qконв определяются по следующим формулам:

 

, (7)

 

где СГКМ - приведенный коэффициент излучения от газов и кладки на шихту (3,21 ккал/м2∙час∙К4).

 

 (8)

 

где СКМ - приведенный коэффициент излучения от кладки на шихту (2,99 ккал/м2∙час∙К4 ).

 

qконв = 9w0(tг - tш) ккал/м2∙час, (9)

 

qконв = 9 ∙ 0,78(960 - 450) = 3580 (ккал/м2∙час),

где w0 - условная скорость газов в печи при t = 0;

tг и tш - средние температуры газов и шихты.

Длина зоны подогрева:

З о н а в е л ь ц е в а н и я.

Средняя температура газов в зоне 1320°С. Средняя температура кладки в зоне 1100°С.

qконв = 9 ∙ 0,71(1320 - 875) = 2840 (ккал/м2∙час),

З о н а о х л а ж д е н и я.

Эта зона находится в самом конце печи, за корнем факела горения топлива, поэтому процесс лучистого теплообмена между шихтой и газовой фазой играет здесь незначительную роль.

Ввиду этого длину зоны охлаждения нельзя рассчитывать по теплообмену, ее принимают по данным практики. Принимаем длину зоны охлаждения равной:

Lохл = 5 (м).

Таким образом, полная длина печи, рассчитанная, в основном, по условиям теплообмена, составляет:

 

L = Lс + Lподогр + Lвельц + Lохл = 11,17 + 16,1 + 8,3 + 5,0 = 40,57 (м)

 

Принимаем Lпечи = 40 м.

 

9. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

 

Полученные основные размеры печи позволяют составить тепловой баланс процесса вельцевания, который одновременно является проверкой правильность принятого вначале расхода топлива.

Подсчитываем статьи теплового баланса. При этом используем результаты уже проведенных расчетов по теплопотреблению материала и материальному балансу. Тепловой баланс печи составляется на время переработки 100 кг свинцовых шлаков.

Приход тепла.

1. тепло от горения топлива:

 

 

2. физическое тепло шихты:

 

 

3. физическое тепло воздуха:

 

 

4. физическое тепло топлива:

 

 

5. тепло экзотермических реакций:

И т о г о приход тепла:

 

Отметим, что хотя отдельные статьи баланса и выходят за пределы точности расчета, методически их целесообразно сохранить (физическое тепло воздуха, топлива).

Р а с х о д т е п л а.

1. физическое тепло шлаков при температуре шлаков 1000°С:

 

 

2. физическое тепло пыли:

 

 

3. тепло эндотермических реакций:

4. тепло отходящих газов:

 

 

5. тепло во внешнюю среду. При температуре внутренней поверхности футеровки 855°С и тепловом сопротивлении 0, 24 q = 2500 ккал/м2∙час. Общая поверхность кожуха печи: 3,14 ∙ 3,6 ∙ 50 = 565 м2. Потери тепла поверхностью печи во внешнюю среду за время переработки 100 кг шлака:

565 ∙ 2500 ∙ 0,0125 = 17500 ∙4,2 = 73500 (кДж)

И т о г о расход тепла:

 

 

Сравнивая приход и расход тепла по тепловому балансу, обнаруживаем отрицательную невязку баланса:

937104 - 968604 = - 31500 (ккал)

Учитывая, что полученная невязка баланса имеет ограниченную величину, которая не выходит за пределы точности тепловых расчетов печи и не может повлиять на размеры печи, перерасчета печи не производим.

При получении невязки теплового баланса выше 10% необходимо производить перерасчет печи по новому расходу топлива, исправленному на величину этой невязки.

В табл. 14 сведены результаты расчета теплового баланса печи.

 

Таблица 14

Тепловой баланс вращающейся печи для вельцевания свинцовых шлаков

№ п/п	Приход тепла			№ п/п	Расход тепла
	Статьи прихода тепла	кДж	%		Статьи расхода тепла	кДж	%
1 2 3 4 5	Тепло от горения топлива Физ. тепло шихты Физ. тепло воздуха Физ. тепло топлива Тепло экз-ких процессов	724500 30870 6762 630 174342	77,81 3,19 0,93 0,07 18,0	1 2 3 4 5	Физ. тепло шлака Физ. тепло пыли Тепло энд-ких процессов Тепло отходящих газов Потери во внеш. среду	137760 12726 593838 150780 42000	14,2 1,31 61,40 15,60 7,49
И т о г о		937104	100	И т о г о		937104	100

 

 

10. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Гальнбек А.А. Расчеты пирометаллургических процессов и аппаратуры цветной металлургии: учебн. пособие для ВУЗов/ А.А.Гальнбек, Л.М.Шалыгин, Ю.Б.Шмонин. - Челябинск: «Металлургия», 1990. - 448 с.

2. Зайцев В.Я. Металлургия свинца и цинка: учебн. пособие/ В.Я.Зайцев, Е.В.Маргулис. - М.: «Металлургия», 1985. - 264 с.

3. Орлов А.К. Металлургия свинца и цинка: учебн. пособие. - СПб, 2004. - 71 с.

4. Пискунов И.Н. Металлургия свинца. Универсальный процесс: учебн. пособие/ И.Н.Пискунов, А.К.Орлов. - Л., 1978. - 94с.

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Чертеж трубчатой вращающейся печи

Размещено на Allbest.ru