Отражательные двухкамерные печи

Содержание
 
Задание
Введение
1. Общие сведения
1.1 Пламенные отражательные печи
2. Расчет печи
Заключение
Список использованных источников
Введение
Непрерывно увеличивающееся производство ипотребление алюминия приводит к росту отходов (стружки, обрезки, брака и пр.),образующихся при изготовлении полуфабрикатов и различных из­делий. Растет такжемасса вышедшего из оборота металла в виде машин и предметов быта (лома).
Отходы и лом — основное сырье вторичнойметаллургии алюминия, которое отличается от сырья первичной металлургии алюми­нияхимическим составом и степенью загрязненности различными металлическими инеметаллическими материалами. Однако в настоящее время благодаря современнойтехнологий сортировки, плавки и рафинирования получают сплавы с высокимисвойствами, удовлетворяющими почти всем требованиям потребителей. Отпаланеобходимость деления сплавов, приготовленных из первичного сырья или лома иотходов обработки первичных сплавов.
Рациональное использование вторичного сырья —важнейший фактор повышения эффективности общественного производства: улучшаетсясырьевой баланс страны; на переработку вторичного алюминия расходуют в 20 разменьше электроэнергии, чем на элек­тролиз; сокращаются транспортные расходы,так как для производ­ства 1 т сплавов из отходов и лома используют 1,1-4,3 тматериалов, а для получения 1 т алюминия — 6 т руды. Примерно в 2 раза нижекапитальные затраты. Наконец, вторичная металлургия алюминия экологически менееопасны чем получение металла электролизом расплавленных солей.
Следуетотметить, что в индустриально развитых странах по­требление продукции вторичнойметаллургии алюминия составля­ет 20-30 % от общего

1 Общие сведения1.1 Пламенные отражательныепечи
 
Наибольшеераспространение получили универсальные пламен­ные отражательные печи, в которыхплавят любое сырье: стружку, обрезь, самолетный и кусковой лом с железнымиприделками и др. Они имеют высокую производительность и просты в обслужива­нии.
Для футеровки пламенныхотражательных печей, как и для пла­вильных агрегатов других конструкций,применяют шамот, который характеризуется низкой теплопроводностью, невзаимодействует с флюсами, с печной атмосферой, а также обладает относительновы­сокими механическими свойствами в рабочих условиях и удовле­творительнойустойчивостью к перемене температур. В состав ша­мота входят оксиды кремния,алюминия, хрома, кальция, магния, циркония.
Оксид кремниявзаимодействует с алюминием по реакции 3Si02 + 4А1 = 2АlОз + 3Si, равновесиекоторой при рабочих темпе­ратурах (660-1000 °С) сдвинуто вправо. Последлительной эксплуатации на внутренней поверхности футеровки печи образуетсяслой Аl303 толщиной несколько сантиметров, он индифферентен к рас­плавленномуалюминию и флюсам. Восстановленный кремний в те­чение нескольких плавокпереходит в состав расплавляемой шихты. При приготовлении алюминиево-кремниевыхсплавов этот процесс неопасен. Если плавить сплав, присутствие кремния вкотором недопустимо, то это следует проводить, когда процессы замещения кремнияпрошли на достаточную глубину. В некоторых источниках рекомендуется печнуюфутеровку с первых дней эксплуатации печи обрабатывать в течение несколькихчасов при 950 °С солевым рас­плавом (80 % хлорида натрия и 20 % криолита),чтобы вся поверх­ность ванны смачивалась этим расплавом. Вследствие малого по­верхностногонатяжения солевого расплава последний проникает в мельчайшие поры футеровки, аобразующиеся при этом шлаки со­здают прочный слой глазури, который маловзаимодействует с рас­плавленным алюминием и флюсом.
Для футеровки стен печииспользуют шамотный кирпич с сум­марной пористостью 20-23 % и плотностью 2-2,1г/см3; пределом прочности при сжатии в холодном состоянии 30-50 МПа. Шамот­ные кирпичи,  соприкасающиеся  с  расплавленным  алюминием, должны обладатьповышенной плотностью, а образующие свод — большой пористостью, чтообеспечивает низкую теплопроводность.
Магнезит, практически новзаимодействующий с расплавленным алюминием, иногда применяют для футеровкиплавильных печей. Однако по сравнению с шамотом он более теплопроводен, поэтомупри одинаковой толщине стенки потери тепла выше. Увеличение толщины стопокважно особенно для поворотных печей, которые из-за высокой объемной плотностимагнезита приходится конструировать более тяжелыми.
Пламенные отражательныепечи бывают двух типов: одно- и двухкамерные. Однокамерные печи имеют некоторыепреимущества перед двухкамерными, они более компакты, их сооружение и ремонтдешевле, но производительность ниже, чем двухкамерных, на 25-30 %, а расходтоплива выше. При меньшем использовании тепла отходящих газов тепловой КПДночей заметно ниже двухкамерных, но более эффективна регулировки тепловоюрежима, а образовавшийся в ванне расплав менее загрязняется пылью отходящихгазов, и настоящее время, когда появилось большое количество маломощныхпредприятий но переработке алюминиевых отходов и ло­ма, где плавку недугнебольшими но массе порциями, однокамерные печи емкостью 10-15 г для них болеепредпочтительны.
На крупных заводахприменяют двухкамерные ночи, сочетающие функции плавильного агрегата (однакамера) и копильника-миксера (другая камера) для корректировки химическогосостава, рафинирования и хранения металла на период разливки. Обе камерыразмещаются в одном корпусе. Под плавильной камеры (рис. 1) расположен вышепода копильника, в который металл переливается из плавильного пространствасамотеком. Такая конструкция по сравнению с однокамерными  печами  существенноувеличивает производительность, тепловой КПД и практически осуществляетнепрерывность процесса плавки. Двухкамерные печи делятся на прямоточные ипротивоточные, В прямоточных печах отходящие газы и пламя горелок перемеща­ютсяпо направлению движения металла из плавильного простран­ства в копильник. №противоточных печах, наоборот — греющие тазы из копильника попадают вплавильное пространство, Такое рас­положение камер, горелок, борова, предложенноеВНИИП в горц­ветметом (ДонИЦМ), исключает недостатки прямоточной печи. По­этомурегулировать тепловой режим копильника просто. Устраняет­ся вероятностьзагрязнения металла копильника пылевидной со­ставляющей отходящих газов.Отмечается, что противоточные печи работают с более высоким тепловым КПД иприготовленные спла­вы меньше загрязнены неметаллическими примесями.
Под в обеих камерах имеетуклон от загрузочных окон к задней стенке печи. Это важнейшее преимущество посравнению с други­ми плавильными печами, поскольку возможно легко удалять израс­плава железные приделки и шлак через загрузочные окна.
Каждая камера располагаетдвумя загрузочными окнами, закры­тыми дверцами, которые опускаются илиподнимаются механиз­мом, закрепленным на каркасе печи. Пороги окон находятся навы­соте 1000-1100 мм от уровня пола цеха.
Металлическийкаркас укрепляет кладку, и на нем устанавливаются все элементы гарнитуры печи.Кладка пода печи опирается на рам­ную металлическую конструкцию, создающуюзазор между подом и фундаментом печи, обеспечивающий естественную вентиляцию,увеличивающую срок службы печи.
Горелки размещают наторцевой стенке кладки, на противоположном торце -  дымоход, сообщающийся сборовом — каналом, идущим. К газоочистным устройствам и вытяжной трубе. ТепловойКПД отражательных пламенных печей составляет 25 %, производительность печиемкостью 20 т.   2,6 т/ч,
Недостаток пламенныхотражательных печей сравнительно низкий тепловой КПД, относительно высокиебезвозвратные потери ме­талла, образующиеся при плавке, загрязненностьотходящих газов пылевидной фракции (хлориды, оксиды), что требует значительныхзатрат на газоочистку.
Для улучшения показателейработы ночей в настоящее время вне­дрены или готовятся к внедрениюусовершенствованные конструк­ции. Например, при глубокой ванне трудноперемешивать металл. Эту операцию в течение плавки производят несколько раз длявырав­нивания химического состава и температуры в объеме ванны, увеличенияплощади соприкосновении с рафинирующими флюсами, повышения скорости растворениятугоплавких легирующих добавок, ликвидации местного перегрева, поэтомуперспективно газодинамическое перемешивание. Принципиальная  схема метода длявакуумной печи представлена на рисунке 1 канал, сообщающийся с ванной, подаютпод давлением азот, который оттесняет металл в канале на некоторую глубину,затем при резком снижении давления металл в трубе занимает прежний уровень.Создающиеся колебания всего объема металла обеспечивают его интенсивноеперемешивание во всей ванне.
Значительное количество теплатеряется с отходящими газами, температура которых на выходе из печи достигает800—1000 °С. Тепловой КПД печи повышают установкой на пути движения горя­чихгазов рекуператора для подогрева дутьевого воздуха горячими отходящими газамидо 350-400 °С. Решение этой проблемы обычно затруднено из-за отсутствияустойчивых при высоких температурах в газовых агрессивных средах материалов длярекуператоров. Эта за­дача решается подачей в рекуператоры отходящих газов приболее низких температурах, например при 500 °С, и охлаждением горячих газовподсосом холодного воздуха или холодных газов вытяжки от тигельных индукционныхнемей, Агрессивность охлажденных так отходящих газов резко снижается, и,следовательно, увеличивается срок службы рекуператоров. Снижается такжезапыленность газов, и уменьшаются расходы на очистку теплообменников от пыли.
Большое значение дляэкономичной работы печи имеет коэффициент избытка воздуха, при значении его 100% (часто встречается на практике) термический КПД печи снижается на 35 %, Впроизводственных условиях вполне достижим избыток воздуха 5 %, который ча­щевсего возникает в результате подсоса через неплотности в загрузочных окнах. Этоможно предотвратить работой печи при положительном давлении, котороедостигается автоматизированным управлением шибера.
Дополнительный, неменьший эффект получается при рациональ­ной организации производства, т. е.сокращением длительности загрузки шихты, ее нагрева, рафинирования и разливкиметалла, Перечис­ленные мероприятия позволяют снизить удельный расход энергиина 35-40 %.
Дутье с добавкойкислорода в количестве 5-7 % применяют на не­которых зарубежных заводах. Жидкийкислород последовательно по­дают в испаритель, фильтр. Затем через редуктор ирасходомер — в воздухопровод (рисунок 2). Удельный расход кислорода(приведенный к нормальным условиям) 0,0264 м3/кг.
Применение добавкикислорода способствует увеличению темпе­ратуры пламени на  -  200 С, факел приэтом становится короче, не омывает свод, что продлевает срок его службы,повышается КПД но­чи, производительность, снижается угар металла и расходдутьевого воздуха. Органические примеси шихты (масла, пластмасса, краски)сгорают практически полностью. Это уменьшает затраты на газоочистку.
Применение кислорода поприведенной выше схеме дает сущест­венный экономический эффект принезначительных капитальных за­тратах.
На ОАО «Мценский завод«Вторчермет» одном из крупнейших предприятий в Европе по переработке вторичногоалюминиевого сы­рья уже несколько десятилетий работают двухванные пламенныеотражательные печи круглого сечении (рисунок 3), Обе камеры, соединенныегазоходом 3, отапливаются природным газом по противоточному принципу. Это болеегибко регулирует температурный режим в ко­пильнике и уменьшает вероятностьзагрязнения расплава пылевидной фракцией отходящих газов. Емкость ванндиаметром 6 м каждая ~ 27-30 т. Загрузка шихты, чистка пода, перемешиваниерасплава, ска­чивание шлака производятся мульдозавалочной машиной. Произво­дительностьпечи 60 т/сут. Камера 1 служит для переплавки сырья. После заполнения ванныметаллом его переливают в ванну-копильник 2 по внешнему переточному желобу 9.Выпуск металла произво­дится из копильника по желобу на конвейерную разливочнуюмаши­ну. Цилиндрическая форма корпуса имеет внешнюю поверхность меньшую, чем уаналогичной по емкости печи прямоугольного сече­ния, и, следовательно, болеенизкие тепловые потери через кладку. Со­кращается срок между капитальнымиремонтами.
Цилиндрическая формаванны позволяет эффективнее перемеши­вать металл. Большой размер загрузочныхокон представляет опреде­ленные удобства при загрузке крупногабаритной шихты,снижает вероятность повреждения элементов их конструкции. Перелив металла попротяженному открытому желобу приводит к тепловым потерям. Желоб обычноукрывают по всей длине железным коробом.

/>
а — прямоточная; б — противоточная; 1— плавильная камера; 2 — копильник; 3 — переточное окно; 4 — дымовое окно; 5 —свод; 6 — горелка плавильной камеры; 7 — горелка копильника; 8 — передняястенка; 9 — ванне плавильной камеры; 10 — ванна копильника; 11 — горелочнаястена;12 — откос; 13 — стойка каркаса; 14 — междукамерный холодильник, 15 —задняя стенка; 16 — переточные летки; 17- выпускная летка; 18 — сводкопильника; 19 — форкамера; 20 — порог; 21 — заслонка
Рисунок 1- Двухкамерныеотражательные печи
/>
1 — печь; 2, 8 — вентильвакуумный сильфонный; 3, 5 — регулирующий вентиль; 4 — редуктор; 6 —электропневматический кран; 7 — фильтр; 9 —мановакуумметр, 10 — труба 11 —электронный блок
Рисунок 2 — Схемагазодинамического перемешивания металла в вакуумной печи
Загружать нишу большимипорциями или крупногабаритными, неразрезанными кусками возможно, используяконструкции пламен­ных отражательных печей со съемными или сдвигаемыми сводами(рисунок 4) Кратковременность операции загрузки повышает КПД ипроизводительность печи.
На некоторых зарубежныхзаводах крупногабаритный лом, силь­но загрязненный конструкционно связаннымжелезом, переплавля­ют в шахтных печах. Эти печи работают с более высокимтепловым КПД (~ 60 %), поскольку загружаемая и движущаяся сверху вниз шихтапрогревается идущими навстречу горячими отходящими га­зами. В печь можнозагружать почти не разделанную шихту, без под­сушки (влажную) объемом до 10 мза одну завалку, что повышает производительность печи и труда обслуживающегоперсонала.
/>
1 — плавильная камера, 2- копильник; 3 — соединительный газоход; 4 — дымоход окно; 5 — рекуператор, 6 — рабочее окно; 7 — заслонка рабочего окна, 8 — откос для выгреба; 9 — переточныйжелоб; 10—летка; 11 — ось грелки
Рисунок3- Схема противоточной отражательной печи с крупными камерами
/>
1 —емкость для  жидкого кислорода; 2 — испаритель; 3 -   фильтр; 4 редуктор; 5   — клапан с электромагнитным затвором; 6 — вентиль-дозатор, 7- расходомер, 8 —распылитель; 9 — воздуховод
Рисунок 4 — Схема подачикислорода в дутье2 Расчетпечи
Соотношение  с единицами СИ   некоторых ранее применившихся единиц
Длина:-10
1А =10-10 м = 10-8 см =10-7 мм = 10-4 мкм
1 мкм =10-6 м= 10-4  см = 10-3 мм
1нм = 10-9 м=10-7 см = 10-6 мм = 10-3 мкм
Мощность, работа иэнергия:
1 Вт ч = 3600Дж
1 кВт ч = 3,6*10-6 Дж= 3,6 МДж = 8,6*10-2  ккал
1 ккал/ч — 1,163 Вт
1 Вт = 0,860 ккал/ч = 3,6кДж/ч
1 Дж = 2,39*10-4ккал = 2,78*10-7 кВтч
Давление:
1 Па = 10-5бap = 9,87*10-6  атм = 7,50*10-3 мм рт. ст.
1 атм = 1,01*105Па = 1,01 бар = 7,6*102 мм рт. ст.
1 Торр = 1 мм рт. ст. =1.33*102 Па = 1,33*10-2бар =
= 1,32*10-3атм
1 Па  = 1 Н/м2кг/(м с2)
Теплота
Удельная теплоемкость:
1 Дж/(кг К)=2,39*10-4ккал/(кг °С)
1 ккал/(кг °С) =4,19*103 Дж/( кг К)
Теплопроводность:
1 Вт/(м К) = 0,860ккал/(ч м  °С)
1 ккал/(ч м  °С) = 1,163Вт/(м К)
Коэффициент теплообмена(теплоотдачи), коэффициент теплопередачи:
1 ккал(ч м2  °С) =1,163 Вт/(м2  К)
1 ккал/(с см2°С) = 41,868 кВт/(м2  К)
Поверхностная плотностьтеплового потока:
1 ккал(ч м2)=1,163 Вт/м2.
1 Мкал(ч м2 )= 1,163 кВт/м2
 
Тепловой расчет круглойдвухкамерной отражательной печи
 Исходные данные:
Площадь пода плавильнойзоны и копильника, м2 …. по 28
Площадь свода плавильнойзоны и копильника, м2… по 34 Температура в рабочем пространствепечи;
плавильной зоны,°С.......................................1100
копильника,«С..................................................1000
Производительность печи,т/ч................................5,4
Теплота (природный газ)сгорания 1 м3 (приведен­ная к нормальным условиям), используемоготоплива, кДж....................................................35400
Состав шихты, %: (90÷92)Al + (8÷10) примеси (Fe, Mg, Si, Zn, Сu и др.),
Материальный балансплавильной зоны:№ Получено Масса плавки п/п кг/ч т/плавка % 1 Металлический сплав 4220 21,1 78,3 2 Общие потери, угар, выгребы, съемы, сплески 1180 5,9 21,7 И г о г о 5400 27 100 № Поступило Масса плавки п/п кг/ч т/плавка % 1 Алюминий металлический в сплаве шихты 4240 21,2 78,5 2 Примеси 460 2,3 8,5 3 Флюсы 700 3,5 13 Итого 5400 27 100
Принимаем коэффициентизбытка воздуха α = 1,1.
Объем воздуха,необходимого для сжигания 1 м3 (приведенного к нормальным условиям)природного газа L0= 9,12 м3
Объем воздуха,необходимого для сжигания 1 м3 (приведенно­го к нормальным условиям)природного газа с учетом коэффици­ента избытка:
L= L0* α =9,12*1,1 = 10,03 м3
 
Объем продуктов горенияпри сжигании 1м3 (приведенного к нормальным условиям) газа V0 =10,05 м3, с учетомкоэффициента избытка воздуха:
V= V0 + (α -1)*L0=10,05+(1,1-1)*9,12=10,96 м3
Приход тепла
1.Количество тепла отгорения топлива:
QT = B* Qн =35400 В,
где B — расход топлива (приведенный кнормальным условиям), м3\ч; Qн — низшая теплотворная способность топлива, кДж/ м3,
2. Количество тепла,вносимого подогретым воздухом:
Qв =B* Св*L* tв=В*1,31*200*10,03=В*2628 кДж/ч
 
где Св — удельная теплоемкость воздуха, кДж/(м*К); tв — тем­пература подогретого воздуха, °С.
3. Количество тепла отэкзотермических реакций:
Qэкз=A*G,
где А — суммарноеколичество тепла от окисления алюминия, кДж/кг; G-угар металла, кг/ч.
По   практическим  данным   угар   алюминии    и   среднем составляет 2 %,
G=4220*0,02=84,4 кг/ч, тогда
Qэкз=(Q\M)*G=1570/26.97*84.4*103кДж/ч,
где Q  — тепловой эффектреакции окислении алюминия, кДж/(г*моль), М — молекулярная масса алюминия, г.
4. Суммарный приходтепла:
Qт= Qв + Qэкз = В*3540 + В*2628 + 4910*103 кДж/ч
Расход тепла
1.Тепло на нагрев,расплавление и перегрев металла (алюминия);
/>
 
где GAl — масса алюминия в сплаве шихты,кг/ч; t1, t2, t3 — температура алюминия, поступающего в печь, температура плавления алюминия итемпература перегрева металла, °С, соответственно; Cp1,Cp2,Cp3 -удельные теплоемкости алюминия при t1, t2, t3 кДж/(кг К), соответственно; χAl — теплота плавления алюминия,кДж/кг,
/>
2.  Тепло на нагрев ирасплавление флюсов:
/>
где GKCl,GNaCl — масса КСl и NaCI, кг/ч; t1,t2 — температура флю­са, загружаемого в печь, и температуранагрева, °С, соответст­венно; Cp1,Cp2 и C’p1,C’p2  — удельные теплоемкости КСl и NaCI
при соответствующихтемпературах, кДж/(кгК); χKCl,χNaCl – скрытая теплота плавления KCI и NaCI, кДж/кг, соответственно
/>
3. Тепло нанагрев и плавление примесей:
/>
где  Gприм – масса примесей, поступающих впечь, кг/ч; ΔH800,ΔH20 -  энтальпии примесей при 800 и20°С кДж/ч,
/>
/>
4. Полезный расход тепла:
/>
5. Тепло, уносимоеотходящими газами:
/>
где Vух — объем отходящих г/>азов (приведенное кнормальным ус­ловиям), м3; tух — температура отходящих газов, °С; Сpyx  — удель­ная теплоемкость отходящихгазов, кДж/(м3*К),
/>/>
6. Тепло от неполнотысгорания топлива:
/>
Химическая неполнотагорения природного газа равна нулю.
/>
7. Тепло выгребовсоставляет 1 %:
/>
Определение потерь теплачерез кладку печи
1. Потери тепла через боковыестенки печи:
Температура на внутреннейстенки кладки 1100 °С.
Кладка боковых стенсостоит из шамота толщиной S1=575 мм.
Теплопроводность шамотаλш=0,84 + 0,58 *103* tср Вт/(мК).
Принимаем температуруокружающей среды 20°С, темпера­туру на наружной поверхности кладки tн=135 °С.
Теплоотдача от наружнойстенки в окружающую среду при такой температуре составит αн=14,8 Вт/(м2 *К).
Средняя температура вслое шамота:
tср =(1100+ 135)/2=617,5 °С;
λш=0,84 +0,58*10-3*617,5=1,20 Вт/(м*К);
Тепловой поток (q1) через 1 м длины цилиндрической футе­ровки:
/>
где t1 — температура на внутренней поверхности кладки, °С; t0–температура окружающей среды, °С; d2 и d1 — диаметр наружной и внутреннейкладки, м, соответственно.
/>
Проверка предварительнопринятой температуры на наружной поверхности кладки:
/>
Принимаем tн =140 °С.
2. Потери тепла черезбоковые стенки кладки печи:
Qбок = q1 *l = 143600*2.96 = 425000 кДж/м,
3. Потери тепла черезкладку пода печи:
первый слой    шамоткласса А толщиной S1=575 мм;
второй слой    шамотныйпорошок, толщиной S2=132 мм;
третий слой — шамоттолщиной S3=204 мм;
четвертый слой — диатоминовый кирпич толщиной S4=204мм;
λ1 =0,84+ 0,5810-3 tВт/(мК);
λ2 =0,227 + 602 10-12  T2 Вт/(мК);
λ4 =0,116 + 0,00015 t Вт/(мК).
Принимаем следующеераспределение температур по кладке:
1100 – 840 – 750 – 630=90°С
Средняя температура ислое шамота:
tср =(1100+840)/2=970 °С
λ1 =0,84+ 0,5810-3 *970 = 1.403 Вт/(мК);
Средняя температура шамотногопорошка:
tср.пор=(750+840)/2=7950 °С;
λ2 =0,227 Вг/(мК).
Средняя температура вслое диатомитового кирпича:
tср.д = (630 + 90)/2 = 360°С;
λ4 =0,116 + 0,00015 *360=0.17 Вт/(мК).
Принимаем для расчетатемпературу на наружной поверхно­сти кладки пода печи tк =90 °С.
Теплоотдача от наружнойповерхности:
при tк =90°С αк = 11,25 Вт/(м2К),
Тепловой поток через 1 м2поверхности кладки иода:
/>
4.Проверка предварительнопринятого распределения  темпера­тур:
Температура на границеслоев «шамот — шамотовый порошок»:
/>
Температура на границеслоев «шамотный порошок — шамот»:
/>
Температура на границеслоев «шамот – диатомитовый кирпич»:
/>
Температура наружнойповерхности кладки:
/>
Таким образом, полученнаяпо расчету температура наружной поверхности кладки незначительно отличается отпринятой.
Потери тепла через кладкупода:
/>
где />
/>
где Fпода — площадь кладки поверхности пода
1.        Тепловой потокчерт кладку спада:
/>
где  t1   — температура на внутренней поверхности кладки, °С;t0-температура окружающею воэдуха,°С S — толщина кладки,м; αн — теплопроводность кладки, Вт/(м*К); αн-теплоотдача, Вт/( м2К),
/>
2. Проверкапредварительно принятой температуры на наруж­ной поверхности кладки свода:
/>
Полученная по расчетутемпература наружной поверхности кладки незначительно отличаемся от принятой.
3. Потери тепла черезкладку свода:
/>
где Fсвода — площадь свода, равная 34 м2
/>
4. Общие потери телачерез кладку одной печи:
/>
5. Общие потери теплачерез кладку двух печей (плавильника и копильника).
Примем, что неучтенныепотери в окружающую среду — 30 %,
/>
Тепло, уносимоевыминающимися газами через открытое окно:
/>
где V1 — объем выбивающихся через открытое окно газов, м; h — высота окна, 1,5 м; b — ширина окна, 1,97 м; μ — коэффициент расхода, 0,82; γB — плотность воздуха при нуле градусов, 1,293 кг/ м3;γr — плотность выбивающихся газов при1100 °С, 0,23 кг/ м3
Составприродного газа, % (объемн.): СН4-93, С2Н6-4,5,С3Н8-0,8, С4Н10-0,6, С5Н12-0,5,СО2-0,1, N2-0,5
/>
/>
/>+N2=7,93 м3
где α — коэффициентизбытка воздуха, L0  — количество воздуха, необходимогодля сжигания 1 м3 природного газа.
/>
CO2=(1,094*100)/11,1=9,9%;  Н2О=(2б087*100)/11,1=18,8%;
N2=7,93*100/11,1=71,3%
/>  />  />
/>
/>
где γ0и γt — плотность газов при нуле и 1000°С,соответственно
1.Удельная теплоемкостьпродуктов сгорания:
/>
/>
2. Общий объемвыбивающихся газов, приведенный к нормальным условиям:
/>
Окно открыто около 1 ч втечение плавки — 0,333 ч, тогда объ­ем газов, выбивающихся из печи, равен:
/>
3. Потери тепла свывивающимися газами:
/>
где  Cr -удельная  теплоемкость  выбивающихся  газов, 1,528 кДж/( м3К); tr температура выбивающихся газов, 1000 °С
/>
4.Количества тепла нанагрев и расплавление металлического алюминия в копильнике (подшихтовка):
/>
5.Количество тепла,необходимого для нагрева металлического алюминия на 50 °С (при переливе изплавильной зоны в копильник — металл охлаждается):
/>
6. Приход теплаприравнивают расходу и определяют количество топлива:
Qприхода= Qрасхода
35400*В + 2628*B+ 4910000 = 5243000 + 838000 + 240500+ 17000*B + 885*B + 354*B +2370000 + 3900000 + 2895000 +94000,
B= 540 м3/ч.
Расход топлива на печь550 м3/ч, на плавильную зону В1=350 м3/ч; накопильникВ2=200 м3/ч.

Сводная  таблицатеплового баланса печи№ п/п Приход тепла Единицы измере­ния кДж/ч 1% Тепло: 1 вносимое топливом 19116000 75 2 вносимое подогретым воздухом 1419000 5,5 3 экзотермических реакций 4950000 19,5 Итого 25485000 100 № п/п Расход тепла Единицы измере­ния кДж/ч 1% 1 Полный расход 6321500 24,8 2 Уносимое отходящими газами 9180000 36,0 3 От механической неполноты горения топлива 478000 2,0 4 Тепло выгребов 190000 0,7 5 Потери через кладку печи 2370000 9,3 6 Потери через окно с выбивающими газами 3900000 15,2 7 Нагрев металла при подшихтовке копильника 2895000 11,4 8 Нагрев  при переливании металла в копильник 9400 0,4 9 Невязка 57000 0,2 Итого 25485000 100

Список использованныхисточников
 
1 ФоминБ.А. Металлургия вторичного алюминия: Учебное пособие для вузов/ Б.А. Фомин,В.И. Москвитин, С.В. Махов. – М.: «Экономет», 2004.-240с.: ил.