Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng

Trong luyện kim thì lò công nghiệp lại càng quan trọng vì hầu hết tất cả các quá trình công nghệ đều phải tiến hành ở nhiệt độ cao như nung chảy, nấu luyện, nhiệt luyện như tôi, ram, ử, thường hóa, …. Do đó việc nắm bắt yêu cầu cơ bản của một quá trình thiết kế lò nhiệt luyện trong công nghiệp là một yêu cầu cơ bản và thực sự cần thiết cho một sinh viên ngành công nghệ vật liệu. Đồ án thiết kế lò công nghiệp này là một bước chẩn bị cơ bản cho một sinh viên như em trong tương lai có đủ kiến thức kỹ năng cơ bản cần thiết để có thể làm việc tốt trong tương lai

Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An LỜI NĨI ĐẦU Trong cơng nghiệp lị cơng nghiệp chiếm vai trị quan trọng hầu hết q trình cơng nghệ tiến hành nhiệt độ cao Nó định suất chất lượng sản phẩn, hiệu kinh tế sản phẩm tạo thành, yêu cầu vệ sinh an toàn cơng nghiệp Trong luyện kim lị cơng nghiệp lại quan trọng hầu hết tất trình cơng nghệ phải tiến hành nhiệt độ cao nung chảy, nấu luyện, nhiệt luyện tôi, ram, ử, thường hóa, … Do việc nắm bắt yêu cầu trình thiết kế lị nhiệt luyện cơng nghiệp u cầu thực cần thiết cho sinh viên ngành công nghệ vật liệu Đồ án thiết kế lị cơng nghiệp bước chẩn bị cho sinh viên em tương lai có đủ kiến thức kỹ cần thiết để làm việc tốt tương lai Vì đồ án nên nhiều bối rối thiếu sót, kính mong thầy bạn hướng dẫn sửa chữa bổ sung để em hồn thành tốt đồ án có thêm kiến thức bổ ích cho cơngviệc Em xin chân thành cảm ơn thầy HUỲNH CƠNG KHANH nhiệt tình giúp đỡ cho em bạn trình thực đồ án Sinh viên thực Phạm Nguyễn Bằng An Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An NÊU VẤN ĐỀ  Số liệu thiết kế: Nhiệt độ lị: nhiệt độ khí lị đạt cực đại 1550 đến 16000C vị trí cách mỏ đốt nhiên liệu khoảng 3.5m Nhiệt độ lò đạt 1300 đến 13500C Nhiệt độ cuối lò 1200 đến 12500C Chế độ gia nhiệt xạ nhiệt trực tiếp từ mỏ đốt nhiên liệu Nhiên liệu: dầu mazút Yêu cầu liệu nạp vào lò: phải nghiền mịn dạng cám,cỡ hạt khoảng 0.05 đến 0.07mm Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TINH LUYỆN STEN ĐỒNG Giới thiệu: Hiện công nghiệp luyện đồng giới , phương pháp hoả luyện stenđồng phương pháp chủ yếu Đây trình hoả luyện lị có khơng gian thích hợp Liệu lị có dạng cám sau trộn kĩ cho vào lò theo hệ thống nạp liệu dọc theo đỉnh lò tạo thành dốc liệu để bảo vệ tường lò Liệu chất vào vùng nhiệt độ cao lò ( từ 1400 đến 1500oC), nung nóng nhanh nhờ xạ nhiệt lửa mỏ đốt đốt dầu nhiên liệu sinh xạ nhiệt từ tường lị lị nóng đỏ Liệu bị nóng chảy dồn xuống lịng lị, lúc chúng diễn tượng hóa lý để tạo sten đồng xỉ Sản phẩm phân lắng cuối lò trước tháo ngồi theo chu kì định Q trình tinh luyện stenđồng: Mục đích lị phản xạ luyện sten đồng biến đổi đồng dạng đồng sunphua (Cu2S) nhờ tương tác đồng oxit(CuO) sắt sunphua(FeS) Ở nồi lò tạo hai lớp lỏng: lớp sten đồng, tập trung Cu2S; lớp xỉ, tập trung FeO đất đá tạp Dưới tác dụng nhiệt độ cao, liệu lị nóng chảy Đầu tiên tạo thành hợp kim dễ chảy với thành phần Cu2S FeS.Sten đồng theo dốc liệu chảy xuống nồi lị.Những oxít hố trị cao hoàn nguyên FeS hoà tan sten theo phản ứng sau: 10 Fe2O3 + FeS = 7Fe3O4 + SO2 Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Fe2O3 + 2FeS + 7SiO2 = 7(2FeO.SiO2) + 2SO2 Các Ferit phản ứng với FeS tương tự oxit sắt hoá trị cao: (MeO.Fe2O3) + FeS + 7SiO2 = 6MeO+ 7(2FeO.SiO2) + 2SiO2 Các oxit tạp nhiệt độ 1030 đến 1050oC tạo thành tích dễ chảy hệ FeO_SiO2_CaO Các hợp chất silicat dễ chảy, đường vận chuyển xuống nồi lị hồ tan oxit kim loại khác Ngay lị phản xạ có khả hồn nguyên đồng đến đồng kim loại theo phản ứng: Cu2S + 2CuO = 6Cu + SO2 Nhưng sau đồng lại đẩy sắt khỏi FeS(có sten) để trở thành Cu 2S Cịn sắt bị oxi hố oxi SO2 Như hợp chất oxit sunfua đồng sắt, tương tác chủ yếu tương tác Cu2O FeS với việc tạo xỉ FeO phản ứng Cu2O FeS lị phản xạ khơng xảy trạng thái rắn mà trạng thái lỏng, biên giới phân cách sten xỉ.Trong trình phản ứng, lực hoá học kim loại với O2 S2 bất biến mà thay đổi theo nồng độ chất tham gia phản ứng kim loại lỏng Ở nhiệt độ cao, phản ứng sau xảy nhanh: (Cu2O) + [FeS] = [Cu2S] + (FeO) Hằng số cân phản ứng k = 105, chứng tỏ xảy hồn tồn Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Cơng Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Trong lị phản xạ, phản ứng oxi hoá trực tiếp sunfua kim loại oxi không đáng kể hàm lượng oxi khí lị thấp khuếch tán khí vào lớp liệu khó khăn Hiệu suất khử lưu huỳnh chủ yếu oxi hợp chất oxit liệu Các hợp chất cacbonat lò bị phân li thành oxit tác dụng nhiệt độ cao Trợ dung cho vào lò phản xạ thường khống có chứa vàng bạc quặng vàng nghèo, tinh quặng vàng nguyên liệu có chứa vàng khó xử lý riêng Vì kim loại quý (Au, Ag, ) hòa tan tốt vào sten đồng hịa tan vào xỉ Sten đồng lò phản xạ chứa 80 đến 90% Cu2S FeS; lại sunfua kim loại tạp Người ta khơng muốn tạo sten đồng giàu đồng, mát đồng xỉ nguyên nhân học lý học tăng lên Trong thực tế người ta tạo sten đồng có hàm lượng khoảng 20 đến 35% Thành phần hóa học sten đồng lò phản xạ: Cu 15,6 30,0 35,0 59,1 Fe 49,9 38,0 30,9 14,5 S 28,9 13,9 25,5 22,9 Zn 2,9 2,6 2,1 - SiO2 1,2 1,5 1,5 0,4 Al2O3 0,4 1,8 2,7 2,1 CaO+MgO 2,0 0,6 2,5 1,2 Aug/t) 8,7 7,8 3,8 Ag(g/t) 230 168 600 Xỉ lò phản xạ đặt trưng hàm lượng ba cấu tử SiO 2, FeO CaO Chúng chiếm khoảng 80 - 85% khối lượng xỉ Trong xỉ thường chứa Al2O3 (5 - 15%) chất khác MgO, BaO, ZnO, Các phản ứng ferit sắt sunfua lò tiếp tục xảy sau liệu sten chảy lỏng Chính mà lượng ferit lẫn vào xỉ, đặt biệt manhetit Phần lớn manhetit tồn xỉ dạng huyền phù Do xỉ chứa nhiều manhetit độ sệt xỉ tăng cao Lượng xỉ lớn gấp đến lần khối lượng gấp đến lần thể tích so với sten Độ sệt xỉ không ổn định dao động từ vài poadơ đên 100 poadơ Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Hàm lượng đồng xỉ lò phản xạ 0,15 đến 0,4%.Trong xỉ có chứa 0,6 đến 4gram Ag/tấn 0,03gramAu/tấn Tổn thất đồng kim loại quý vào xỉ lắng tách sten xỉ chưa tốt Thành phần xỉ lò phản xạ thể bảng sau: Cu 0,12 0,15 0,4 SiO2 54,0 43,3 29,4 FeO 15,7 27,9 44,8 CaO 16,2 9,2 2,7 Al2O3 11,8 12,3 10,2 MgO 2,0 0,4 S 0,1 - ZnO 3,7 Nhiên liệu dùng vận hành lị phải có nhiệt trị cao để cung cấp đủ nhiệt cho lị Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Chương TÍNH TỐN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU Để cấp nhiệt cho lị dùng nhiều loại nhiên liệu khác cần đạt nhiệt trị đủ cao Ở ta chọn dầu mazut làm nhiên liệu để cung cấp nhiệt cho lị vì:  Dầu mazut có nhiệt trị cao  Dễ dàng tìm nguồn cung cấp thị trường  Thành phần bụi than sau đốt thấp 1,5%  Sản phẩm cháy hồn tồn độc hại chủ yếu CO2 H2O Ta có thơng số thành phần hóa học dầu mazút cho theo bảng sau: Thành phần %khối lượng Ct Ht Ot Nt St Ak Wd 85.51 10,07 0,35 0,3 1.85 0,32 1,6 Chuyển đổi thành phần nhiên liệu thành phần sử dụng: Trong phản ứng cháy nhiên liệu ln ln diễn khơng hồn tồn nên ta phải chuyển từ thành phần hóa học thành thành phần sử dụng theo công thức sau: Xs = K.Xt (%) Trong đó: Xt, Xs : thành phần % nguyên liệu trước sau phản ứng K hệ số chuyển đổi - Hệ số chuyển đổi tro (Ak) từ thành phần khô sang thành phần sử dụng: K1  100  Wd 100  1,   0,984 100 100 - Thành phần tro sử dụng: Ad  K1 Ak  0,984.0,32  0, 31488 - Hệ số chuyển đổi thành phần cháy sang thành phần sử dụng: Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh K2  SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An 100  ( Ad  Wd ) 100  (0,31488  1, 6)   0,9808512 100 100 - Thành phần chất cháy sử dụng: Cs  K Ct  0,9808512 �85.51  83.8726 H s  K H t  0,9808512 �10.07  9.87717 Os  K Ot  0,9808512 �0,35  0,34329 N s  K Nt  0,9808512 �0,3  0.29425 S s  K St  0,9808512 �1.85  1.8146 Từ tính tốn ta có bảng thành phần sử dụng dầu mazút sau: Thành phần %khối Cs Hs Os Ns Ss Ad Wd 83.8726 9.87717 0.34329 0.29425 1.8146 0.31488 3.4828 Tổng 100 lượng Tính nhiệt trị thấp nhiên liệu Qt: Dựa vào thành phần hóa học nhiên liệu chuyển đổi sang thành phần sử dụng áp dụng cơng thức tính tốn D I Mendeleev nhiên liệu lỏng: Qt  339.1Cs  1256H s  108.89(Os  S s )  25(Wd  H s ) Kcal/Kg Trong Cs, Hs, Os, Ns, Ss, Wd thành phần sử dụng chất tương ứng nhiên liệu(%) Qt  339.1�83.8729  1256 �9.87717  108.86(0.34329  1.8146)  25(3.4828  �9.87717)  38303.934( Kcal / Kg ) Chọn hệ số không khí dư thiết lập bảng tính tốn cháy nhiên liệu: Để đốt hoàn toàn lượng nhiên liệu cung cấp lượng khơng khí cần thiết cần cung cấp cho lị phải lớn lượng khơng khí tính theo lý thuyết, cần phải cho Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An thêm lượng khơng khí dư phù hợp Ở ta sử dụng lượng khơng khí dư α = 1.25, ứng với lượng khí thực tế lớn 25% so với lý thuyết Bảng tính tốn cháy nhiên liệu tính cho 100kg dầu mazút: nhiên liệu Thành phần sử dụng C H O N S A W %khối lượng 85.170 10.200 0.310 0.320 2.200 0.300 1.500 Phân tử lượng 12 32 28 32 18 khơng khí Khối lượng Kmol Tổng cộng O2 Kmol N2 Kmol Kmol 6.98938 4.9386 0.0107 0.0105 0.0567 0.1935 n.m3 6.98938 2.46929 -0.0107 0.0567 9.50467 35.75566 45.26033  1 100 1013.831 21% 79% 100% 11.88084 44.69458 56.57542 100 1267.289   1.25 21% 79% 100% sản phẩm cháy Tổng cộng CO2 H2 O SO2 O2 N2 Kilomol n.m3 6.98938 2.46929 0.0567 35.75566 45.48577  1 % 15.3660 5.42870880 0.1246543 078.60845 100.00% 1018.88 6.98938 2.46929 0.0567 2.37617 44.70958 55.812 1267.865   1.25 % 12.348484.362616853 0.10017474.19809778.99063 100.00% Bảng cân khối lượng: Các chất tham gia dầu mazút Khối lượng 100 Các chất tạo thành CO2=6.98938x 44 Trang Khối lượng 307.53272 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An H2O= 2.46929x Không khí O2=11.88084x 32 N2=44.69458x 28 Tổng cộng 18 SO2=0.0567x 64 O2= 2.37617x 32 N2=44.70958x 44.44722 3.6288 76.03744 28 Tro (A) 1251.86824 3.4828 Tổng cộng 1481.3453 380.1868 1001.159 1481.3458 Tính toán nhiệt độ cháy lý nhiên liệu: a Nhiệt độ cháy lý thuyết nhiên liệu tlt: tlt  i� o , C CSFC đó: i�  Qt Cnl tnl Ckk tkk La   , kJ / n.m3 Va Va Va Giả sử khơng nung nóng trước nhiên liệu khơng khí nên ta có: i�  Qt Va 38303.934 1267.865  3719.13, kJ / n.m3  o Giả thiết: t1  2200 �tlt �t2  2300 C Ở t2 hàm nhiệt sản phẩm cháy là: iCO2  SO2  0.1284 �5746.39  717.15 iH 2O  0.0929 �4485.34  416.69 iN2  0.7526 �3457.20  2601.88 Trang 10 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Tính tốn cân nhiệt lượng nhiên liệu cấp cho lò: a Lượng tiêu hao nhiên liệu: Trên sở cân khoảng thu chi nhiệt buồng lị ta tính tốn lượng nhiên liệu tiêu hao dựa vào phương trình cân nhiệt: �Q thu  �Qchi QC  Qkk  Qnl  Q1 �Q2 �Q3 �Q4 �Q5 �Q6 �Q7 � 11364 �B  1761.2 �B  235.4B  33.33 �106  15.2 �106  145.3  5690 B  227.3B 0.2 �B  2.92 �106 � 7582.3B  51450145.3 �B 51450145.3  6912.5, (kg / h)  1.920, (kg / s ); 7582.3 b Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn: b B �Qt �3600 , (kg nhiên liệu tiêu chuẩn/kg sten) 29300 �P Trong B lượng nhiên liệu tiêu hao,(kg/s); P = 125x103,(kg/h) suất lò,(kg/h); Qt = 40910.4,(kJ/kg) nhiệt trị thấp nhiên liệu; 29300 nhiệt trị nhiên liệu tiêu chuẩn,(kJ/kg); b 1.885 �40910.4 �3600  0.077 29300 �125 �103 So sánh với suất tiêu hoa nhiên liệu tiêu chuẩn lò nung liên tục 0.05 ÷ 0.15 ta thấy lượng tiêu hao nhiên liệu kg sản phẩm lò thiết kế nằm khoản cho phép c Hệ số sử dụng nhiên liệu có ít:  Q1  Qt 33.33 �106  40910.4   0.424 Qc 11364 �6912.5 Trang 34 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An So sánh với với hệ số chẩn cưa lị nung liên tục 0.3 ÷ 0.5 ta thấy lượng nhiệt sử dụng từ nhiên liệu ban đầu chiến 43.2% d Bảng Cân nhiệt lò: Các khoản N ox thu nhiệt Nhiệt đốt Các khoản W 77111558.4 % 84.18% W 33.33x106 % 36.38% 15.2x106 16.59% Nhiệt 1542366.8 1.67% nóng nhiên cháy khơng liệu hồn tồn lý N ox cháy nhiên nhiệt chi Nhiệt nung nóng kim loại liệu Nhiệt nung 11950798.7 13.05% nóng khơng khí Nhiệt nung 2541885.76 2.77 Nhiệt để nung xỉ học Nhiệt cháy không 1357.12 0.0015% hồn tồn hóa học Nhiệt qua 2.92x106 3.18% thể xây lò Nhiệt mát sản phẩm 38610064 42.15 cháy khỏi lò Mất mát nhiệt 145.3 0.00015 xạ qua % cửa tháo xỉ khe hở nhiệt 91604233.8 100% 8 91603933 Trang 35 100% Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Chương Tính tốn lựa chọn thiết bị phụ trợ cho lị Tính tốn khung lị: a Tính lực tác dụng lên dầm chân vịm khung lị: - Chiều dài trung bình cung lị: B R1  R  s 0.55  8.7   8.975m  8975mm 2 2 �60 �8975  9398mm 360 �B - 2 R1 360 Trọng lượng gạch lị ứng với bước cột: Ở thấy với chiều dài lò 34.5m nên em định chọn bước cột 3m Trọng lượng riêng gạch xây 2040kg/m3 G  B �s � � G  8, �0,55 �3 �2040 G  29284(kg ) - Lực thẳng đứng H 0,5 trọng lượng gạch xây nóc: H  0.5 �29284 H  14642(kg ) - Lực ngang P tác dụng lên dầm chân vòm: P H 2tg -   14642  27322.5(kg ) 60 �tg ( ) Lực ngang thực tế lò làm việc Pt gấp lần so với lý thuyết nhiệt độ lò cao 1200oC Pt  �P  �27322.5  81967.5(kg ) Trang 36 Đồ án thiết kế lị phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Cơng Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An b.Tính dầm chân vịm: Giả thuyết dầm chân vòm chịu lực tác dụng có hai điểm tựa cột hai đầu - d momen uốn cực đại M m dầm: M md  - Pt �a 81967.5 �300   3073781(kg.cm) 8 momen chống uốn cần thiết dầm là: Nd  M md 3073781   512.3(cm3 ) [ t ] 6000 Ở ta chọn thép CT 51 có giới hạn kéo 6000kg/cm từ bảng độ bền kéo số loại thép thông dụng: Tên thép CT 34 CT 38 CT 42 Giới hạn bền kéo (kg/cm2) 3800 4300 5000 Tên thép CT 51 CT 61 Giới hạn bền kéo (kg/cm2) 6000 >6000 Từ bảng tra ta tìm thép có dạng hình chữ L có số hiệu 14 có N x=512(cm3) kích thước b=140mm, R=14mm, d=10mm c Tính cột lị: Lực tác dụng lên cột lị lực dầm chân vòm truyền - momen uốn cực đại M mk cột: M mk  - Pt �h1 �h2 81967.5 �200 �450   11349346(kg cm) h1  h2 200  450 momen chống uốn cần thiết lò là: Nd  M mk 11349346   1891.5(cm3 ) [ f ] 6000 Do cột chiệu tải trọng lớn nên khơng thể sử dụng thép thơng thường không đáp ứng độ bềnh nên ta phải chọn thép có mác CT 51 có độ bền kéo 6000kg/cm Trang 37 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Từ bảng tra ta tìm thép có dạng hình chử I có số hiệu 55 có Nx=1990(cm3) kích thước h=550mm, b=180mm, d=10mm d Tính tốn dằng lị: - Các dằng lị tính theo độ bền kéo chúng xem khơng bị nung nóng q 200oC q trình lị làm việc - Diện tích mặt cắt giằng trên: F1  - Pt �h2 81967.5 �450   9.5(cm ) ( h1  h2 ) �6000 (200  450)6000 Diện tích mặt cắt giằng dưới: F2  Pt �h2 24838.5 �200   4.2(cm ) (h1  h2 ) �6000 (200  450)6000 Ta chọn loại thép tròn   36mm dùng để làm giằng giằng lò Trang 38 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Lựa chọn tính tốn mỏ đốt: Ta thấy lưu lượng nhiên liệu cần thiết gần tấn/h,đồng thời diện tích bề mặt vách S  B �H  B �h Trong h chiều cao lớp sten lỏng xỉ lò S  8.4 �4  8.4 �1.5  21, m ; Nên theo nhận xét ta nên bố trí 10 mỏ đốt có cơng suất mổi mỏ đốt 700kg/h Trang 39 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Với định ta sử dụng mỏ đốt kiểu hộp lựa chọn trường hợp Theo biểu đồ 3.46 trang 167 “Tính tốn kỹ thuật nhiệt luyện kim” HỒNG KIM CƠ” nxb giáo dục 2000 ta chọn mỏ đốt N12, với thơng số kích thước sau: Số hiệu hộp N12 D2 D 500 D3 D4 D5 D6 D7 D8 L D1 600 L1 640 570 885 945 250 335 370 1100 1050 L2 650 575 n H* 450 500 12 n1 15 n2 12 d 23 Vì lựa chọn mỏ đốt kiểu hộp nên ta cần phải sử dụng hệ thống nén khí biến bụi mazut có thơng số áp suất dư trước mỏ đốt 1.5atm, áp suất khơng khí trước mỏ đốt 40mm H2O Từ định ta thấy cần bố trí mỏ đốt dọc theo than lị mà khơng thể bố trí tập trung tất mỏ đốt đầu lị sẻ gây nhiêt đầu lị q lớn mà thân lị thiếu nhiệt Tính tốn hệ thống khói: Trang 40 Khối lượng kg 423 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An a Tính tốn kích thước cống khói: Hệ thống cống khói cần có kích thước tối ưu để bảo đảm trở lực khói qua cống khói ống khói hợp lý tiêu hao vật liệu Cống khói xây gạch samốt bênh gạch đỏ bênh ngồi gạch đỏ để đảm bảo chiệu lực lớn xây xưởng bênh ngồi ống khói sẻ xây lớp bêtơng Tiết diện cống khói dựa vào tốc độ khói chuẩn cống lị  =3m/s Ta có lưu lượng khí qua cống là: Vk  12.5 �6912.5  68406.25,(m3 / h)  24,(m3 / s); � Diện tích cống khói Fc  Vk 24   8, (m );  Do ta chọn xây cống khói xưởng nên góc tâm cống phải là:   60o Kích thước cống khói xác định từ cơng thức: Fc  b �h   R2 (*); Trong đó: b chiều ngang(rộng) cống khói; h chiều cao cống khói; h  b  f  b  b (1) 7.5 R bán kính cong nóc; với góc tâm 60othì b = R (2); � b � b ۴ b � b   Fc � � 7.5 � �8.5b �  b ۴ b � � 8 Thay (1);(2) vào(*) ta �7.5 � � b  2.2, (m); 8.5 �2.2 �h  2.5, (m); 7.5 Chiều ngang(rộng), (mm) 2200 Gốc tâm   180o Chiều cao h, Tiết diện Fc, (m2) (mm) 2500 Chu vi C, m 9.4 b Kích thước ống khói: Qua bước tính tốn sơ ta có số liệu tính tốn cho ống khói sau: Trang 41 Đồ án thiết kế lị phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Cơng Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An - Trở lực từ lị đến chân ống khói gần htt = 250N/m2; - Nhiệt độ khói vào ống khói 400oC; - Nhiệt độ mơi trường khơng khí 30oC; - Ta giả thiết khói khỏi ống khói có tốc độ  = 3m/s; Bề mặt tiết diện đỉnh ống khói: F2  Fc  8, (m); � dd  �F2 �8   3.2, (m);   Đường kính chân ống khói là: d c  1.5d d  1.5 �3.2  4.8, (m); Tiết diện chân ống khói: F1   d c2  �(4.8)2   18, (m ); 4 Tốc độ chân ống khói: ok1  24  1.33, (m / s ); 18 Sức hút ống khói lớn tổn thất cột áp từ 20 đến 40% ; Ta chọn sơ 30% Sức hút  1.3 �250  325 ; Giả sử chọn chiều cao ban đầu óng khói là: 50m � độ giảm nhiệt độ từ chân ống đến đỉnh ống 50oC Nhiệt độ đỉnh ống khói: t  400  50  3500 C ; Nhiệt độ trung bình ống khói: Tk  673  623  648o K ; Đường kính trung bình ống khói: d d d  d c 3.2  4.8   4, (m); 2 Tiết diện trung bình ống khói: Trang 42 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh F SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An  d  �42   4  12.6, ( m ); 4 Tốc độ trung bình khói: ok  24  2, (m s); 12.6 Thay thong số tính tốn ước lượng vào biểu thức tính chiều cao ống khói chuẩn ta được: �  ok2 �Tk ok2 Tk 1.3htt   ok � ok   � ok 273 273 � � H � 273 ok22 Tk 273 � g � okk  okk    � ok Tk � d 273 � Tkk �32  22 � 32 623 325  1.3 �  1.3 � � 273 � �H  55, (m); 273 � 0.05 2 673 � 273 10 � 1.29  1.3 1.3 1.3 � 673 � 273 � 293 Do chiều cao thực tế ống khói 55 mét; MỤC LỤC TRANG LỜI NÓI ĐẦU NÊU VẤN ĐỀ Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TINH LUYỆN STEN ĐỒNG Trang 43 Đồ án thiết kế lị phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Cơng Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An 1.Giới thiệu: 2.Quá trình tinh luyện stenđồng: Chương TÍNH TỐN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU 1.Chuyển đổi thành phần nhiên liệu thành phần sử dụng 2.Tính nhiệt trị thấp nhiên liệu Qt 3.Chọn hệ số khơng khí dư thiết lập bảng tính tốn cháy nhiên liệu 4.Bảng cân khối lượng 10 5.Sai số lượng chất tham gia sản phẩm cháy tạo thành 11 6.Khối lượng riêng sản phẩm cháy 11 7.Tính tốn nhiệt độ cháy lý nhiên liệu 11 a Nhiệt độ cháy lý thuyết nhiên liệu tlt 11 b Nhiệt độ cháy thực tế nhiên liệu tttt 12 Chương LỰA CHỌN KIỂU LÒ VÀ KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA LỊ 13 Chọn kiểu lị: 13 2.Xác định kích thước nội hình lị 13 Chương XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ CHIỀU DÀY THỂ XÂY LỊ 15 Thể xây lị kích thước thể xây lò 15 a Thể xây tường lò 15 b Thể xây đáy lị 16 c Thể xây lị: 17 d Kích thước cửa tháo xỉ 17 e Kích thước cửa nạp liệu 17 Trang 44 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An f Mạch xây 18 g Mạch nở nhiệt 18 h Kích thước ngoại hình lị 18 Tính tốn lượng gạch xây lị: 18 a Số lượng gạch cần thiết để xây lò 18 b Số lượng gạch cần thiết để xây tường đáy lò 19 c Lượng amiang sử dụng: 20 d.Vữa xây 20 Chương TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LÒ 21 1.Khái quát: 21 a.Nhiệt sinh đốt cháy nhiên liệu 21 b.Nhiệt vật lý khơng khí nung nóng trước 22 c.Nhiệt vật lý nung nóng nhiên liệu 22 d.Lượng nhiệt tỏa thu vào từ sten 22 e.Nhiệt lượng cung cấp cho xỉ 23 f.Lượng nhiệt xạ qua cửa khe hở 23 g.Nhiệt mát khí lị lọt ngồi qua cửa khe hở 24 h.Nhiệt lượng sản phẩm cháy mang 25 i.Nhiệt lượng mát phản ứng nhiệt 25 j.Nhiệt lượng cháy khơng hồn tồn học 26 k.Nhiệt lượng cháy khơng hồn tồn hóa học 26 l.Nhiệt lượng dẫn nhiệt qua thể xây 26 m.Nhiệt lượng mát tường lò tích nhiệt 27 n.Nhiệt lượng để nung thiết bị phụ trợ 27 2.Tính tốn nhiệt lị: 28 a.Nhiệt sinh đốt cháy nhiên liệu 28 b.Nhiệt vật lý khơng khí nung nóng trước 28 c.Nhiệt vật lý nung nóng nhiên liệu 28 Trang 45 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An d.Lượng nhiệt tỏa thu vào từ sten 29 e.Nhiệt lượng cung cấp cho xỉ 29 f.Lượng nhiệt xạ qua cửa khe hở 30 g.Nhiệt mát khí lị lọt ngồi qua cửa khe hở 30 h.Nhiệt lượng sản phẩm cháy mang 30 i.Nhiệt lượng mát phản ứng nhiệt 31 j.Nhiệt lượng cháy không hoàn toàn học 31 k.Nhiệt lượng cháy khơng hồn tồn hóa học 31 3.Tính tốn cân nhiệt lượng nhiên liệu cấp cho lò: 34 a.Lượng tiêu hao nhiên liệu 34 b.Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn 34 c.Hệ số sử dụng nhiên liệu có 34 d.Bảng Cân nhiệt lò 35 Chương Tính tốn lựa chọn thiết bị phụ trợ cho lị 36 2.Tính tốn khung lị 36 a.Tính lực tác dụng lên dầm chân vòm khung lò 36 b.Tính dầm chân vịm 37 c.Tính cột lị 37 d.Tính tốn dằng lị 38 2.Lựa chọn tính tốn mỏ đốt 39 Tính tốn hệ thống khói: 40 a Tính tốn kích thước cống khói 40 b.Kích thước ống khói 41 Trang 46 Đồ án thiết kế lị phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Cơng Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An TÀI LIỆU THAM KHẢO LUYỆN KIM MÀU NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT TÍNH TỐN KỸ THUẬT NHIỆT LUYỆN KIM Tác giả :HỒNG KIM CƠ-NXB GIÁO DỤC 2000 HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ NẤU LUYỆN KIM LOẠI-HỢP KIM Trang 47 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Tác giả: nhiều tác giả-NXB ĐH QUỐC GIA TP.HCM LỊ CƠNG NGHIỆP tái lần Tác giả: PHẠM VĂN TRÍ(chủ biên)-NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT Tác giả: BÙI ĐÌNH TÍN+BÙI HẢI-NXB ĐH QUỐC GIA TP.HCM TRUYỀN NHIỆT Tác giả: BÙI ĐÌNH TÍN+BÙI HẢI-NXB ĐH QUỐC GIA TP.HCM CƠ ỨNG DỤNG Tác giả: NGƠ KIỀU NHI+TRƯƠNG TÍCH THIỆN- NXB ĐH QUỐC GIA TP.HCM METERIALS SELECTION MECHENICAL DESIGN Tác Giả: MICHAEL F.ASHBY VẬT LIỆU HỌC Tác giả: LÊ CÔNG DƯỠNG- NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT 10 TẬP BẢN VẼ LÒ LUYỆN KIM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI 1966 Trang 48 ... QUÁ TRÌNH TINH LUYỆN STEN ĐỒNG Trang 43 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An 1.Giới thiệu: 2.Quá trình tinh luyện stenđồng: Chương TÍNH... động từ vài poadơ đên 100 poadơ Trang Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh Công Khanh SVTH: Phạm Nguyễn Bằng An Hàm lượng đồng xỉ lò phản xạ 0,15 đến 0,4%.Trong xỉ có chứa 0,6... đổi nhiệt độ tường lò nung thiết bị phụ trợ khơng đáng kể Do ta xem lượng nhiệt sai số trình vận hành lò cho 1% nhiên liệu cấp Trang 33 Đồ án thiết kế lò phản xạ luyện stenđồng GVHD: Thầy Huỳnh