中频炉炼钢废品再利用（四）

中频炉炼钢废品再利用

项目 含碳材料加入量/(㎏·t-1)
10 20 25 30 40
传热效率/% 焦碳 46 41 38 36 30
废塑料 焦炭 — ～41 ～38 ～36 ～30

　　中频炉 含碳材料的发热量按下式计算: 　 33.8 kJ/ kg ×0.3 10.2 kJ/ kg × 0.7= 17.3kJ/㎏　 (6) 　 式中的0.3为含碳材料的二次燃烧率，完全燃烧时的发热量为33.8 kJ/ kg，不完全燃烧时的发热量为10.2 kJ/ kg。表4的结果可以看出，含碳材料的传热效率随着装入量的上升而降低;另添加废塑料的效果和单加焦碳的基本相同。　 关于废塑料固化物加入量和废钢熔化毕时增碳量的数据整理结果，可得出其关系如下式，　 v= 0.0032 x 0.0727 　　(7) 　 即废钢熔毕时由加入10吨/t废塑料固化物的增碳比为0.032% ,考虑废塑料中的含碳量为85 %，故以钢水量为(A)时则　 增碳效率(%)=实际增碳量(kg)/废塑料中的含碳量(kg)=钢水量(t)×熔毕碳上升量(0. 032%)钢水量( t)×废塑料加入量( ㎏,/ t )×0.85= 0.2( A) kg/ 8.5( A) kg= 3.8%。
　　Inr= 1.497 InA In 8. 882 ×106 　　(1) 　 式中:r( 1/ s)为反应速度，A ( mm2/ g)为面积指数.具体为: 　 A=﹝非接触表面积(㎜2 )×接触表面积(㎜2) ﹞0.5/重量(g)　 (2) 　 式中:接触表面积为固化物和热流直接接触面的面积，非接触表面积为全部表面积减去接触表面积后之表面积。　 现按固化物形状为边长200 mm的立方体计算，则全部表面积为240000㎜2，作为非接触表面积的下部的面积为40000㎜2重量10000 g时，则: 　 A=(40000 ×200 000)0.5/ 10 000= 8.94,r= 2.36×104，考虑反应速度的倒数为反应时间，故反应时间为4200 s。从而边长为200 mm的立方体固化物的燃烧时间应为70 min,正好相当于一般电炉钢的每炉熔化期，故按此决定了固化物的成型尺寸。
4.3复查　 经对全部试验数据整理对比后发现，尽管将加入中频炉的含碳材料中废塑料的比例加大(由5%加大到40%),其传热效率仍和未使用废塑料时处于同一水平，从而说明废塑料减容固化物和无烟煤、焦碳一样具有同样的热源功能。　 但从增碳效果看，增碳效率始终停留在3.8%的低水平，造成这一情况的原因估计是在一般普通钢的熔炼中含碳材料要点作为热源利用，致通过大量吹氧助熔使碳大都被氧化后从烟气中排走之故。 5小结　 这次通过将废塑料和铁粉混合并减容固化后成功地在现有中频炉中作为热源和增碳剂得到了有效利用，这在世界上尚属初次，具有重大意义，但真实大批量用于生产时，今后还需要通过对电炉烟气成分分析和热平衡测算，以决定其作为含碳材料的较佳使用条件和相应的较佳电炉操作方法。另外，废塑料由于是碳加氢的农业生产体系化合物，往往易和氯结合而生成二恶英等有害产物，除含氯废塑料暂不用外，对其它废塑料亦需要作些研究工作后再应用较妥。
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