Технологический расчёт доменной плавки

,

Где А – расход железорудных материалов (агломерат, окатыши руда)

       Ф – расход флюса

       К – расход кокса

После подстановки соответствующих  уравнение принимает вид:

                            0.614×A+0.229×Ф+0,009×К=100

1.3. Уравнение по балансу основных  и кислых оксидов

Где , где - основность доменного шлака , - количество диоксида кремния, расходуемого на восстановление кремния.

            

Таким образом, уравнение по основности принимает вид:

                                         0,726×А+30.317×Ф-8.731×К=0

1.4 Составление уравнения теплового  баланса

1.4.1. Теоретический выход шлака  каждого компонента шихты (Ш):

1.4.2 Определение полезного  расхода тепла на доменную  плавку, кДж/кг материала

1.4.2.1 Расход тепла на диссоциацию  окислов и других соединений:

1.4.2.2. Расход тепла  на разложение гидратов и карбонатов:

                                                            

=(3192*45.866+2747*3.837)*0.01=1569 кДж/кг

1.4.2.3 Расход тепла на  испарение влаги шихты:

                                            

1.4.2.4. Расход тепла  на нагрев чугуна:

                                          

1.4.2.5. Расход тепла на нагрев  шлака, 

                                                         

                 

Полезный расход тепла

                      

1.4.3 Расход тепла на нагрев  газов, выделяющихся из шихты:

                                               

1.4.4 Характеристика вдуваемого  в печь восстановительного газа.

1.4.4.1 Тепло неполного  горения природного газа, кДж/м³

1.4.4.2 Суммарное содержание углерода, водорода, кислорода и азота в  природном газе, м³/м³:

                 

1.4.4.3. Расход влажного  дутья, м³/м³ природного газа:

                                          

где f – влажность дутья,

1.4.4.4 Выход горнового  газа, м³/м³ природного газа:

                            

1.4.5 Характеристика кокса,  сгорающего перед воздушными  фурмами 

1.4.5.1 Расход влажного  дутья, м³/кг С_ф:

                                            

1.4.5.2. Выход горнового газа, м³/кг С_ф:

                                  

1.4.6. Расход восстановителей  С, СО и Н₂

1.4.6.1. Определение количества  кислорода, переходящего в газ  из шихты, кг/100 кг материала: 

Общее количество кислорода, переходящего в газ из восстанавливаемых оксидов:

Кроме того в газ переходит  кислород диоксида углерода, карбонатов и летучих веществ кокса  , а также кислород и оксид углерода летучих веществ

Общее количество газифицированного  кислорода шихты:

 

 

Таблица 7

Расчётная формула	Агломерат	Флюс	Кокс
1. Восстановление
	7,37	1,263	0,12
2. Восстановление
	17,041	5,902	0,228
3. Восстановление
	0,364	0,449	0,08
Итого	24,775	7,614	0,428

 

1.4.6.2. Расход природного газа, м³/кг С_Ф:

                       

Принимаем 0.15

Теоретическая температура горения:

                          

1.4.6.3 Суммарный расход  дутья, м³/кг С_Ф,

                                      

1.4.6.4. Суммарный выход  фурменного газа, м³/кг С_ф:

                                     

В том числе окиси  углерода, водорода и азота, м³/кг С_Ф

                                   

1.4.7. Расход углерода, окиси углерода и водорода  на восстановление

1.4.7.1 Определение доли  кислорода непрямого восстановления, отнимаемого окисью углерода

                                      

1.4.7.2. Определение степени  прямого восстановления (по А.Н.Рамму):

                           

2.4.7.3. Расчёт расхода восстановителей представлен в таблице

 

Расчетная формула	Агломерат	Флюс	Кокс
Количество О2 отнятого прямым путём	17.041×0.341+0.364	5.902×0.341+0.449	0.228×0.341+0.08
	6,175	2,462	0.158
Количество О2, отнятого косвенным путём	24,775-6,175	7,614-2,462	0,428-0.158
	18,6	5,152	0.27
В том числе	18,6×0.734=13.652	5,152×0.734=3.782	0.27×0.734=0.198
	4,948	1,37	0,072
Расход С на прямое восстановление	0.75×6,175	0.75×2,462	0.75×0.158
	4,631	1,846	0.118
Расход СO на косвенное восстановление	1.4×13,652	1.4×3.782	1.4×0.198
	19.113	5,295	0.277
Расход H2 на восстановление	1.4×4,948	1.4×1,37	1.4×0.072
	6,927	1,918	0.1

Таблица 8

 

1.4.8. Определение теплосодержания  дутья, кДж/м³

Где f- влажность дутья, доли единиц; - температура дутья; С₀, - теплоёмкость соответственно двух атомных и водяного пара, кДж/м³ , ⁰С, - тепло разложения влаги дутья ( = кДж/м³)

                         I_д=1200×(1,41+0,01×1,72)-0,01×242800/22,4=1783

1.4.9. Определение теплоотдачи углерода  кокса, сгорающего у фурм, кДж/кг  С_d

                          

1.4.10. Определение теплоотдачи  углерода кокса расходуемой на  прямое восстановление углерода, кДж/кг С_d,

                             

1.4.11. Определение теплоотдачи  окиси углерода и водорода, расходуемых на косвенное восстановление, кДж/м³

                  

                   

1.4.12. Определение тепловых  характеристик каждого компонента  доменной шихты, кДж/кг материала

Тепловой эквивалент:

При расчёте тепловых эквивалентов и составлении трёх балансовых уравнений учитываем, что:

а) углерод прямого  восстановления не доходит до воздушных  фурм (окисляется кислородом шихты) и, следовательно, потеря тепла составляет . Поэтому тепловой эквивалент каждого материала уменьшается на величину ;

б) в уравнении теплового  баланса не учитывается углерод, переходящий в чугун; в связи  с этим расход кокса, определяемый решением системы уравнений, следует увеличить на величину ; соответственно надо внести изменения в уравнения материального баланса: по выходу чугуна на величину , по основности шлака — на величину .

Тепловой эквивалент , с учетом сказанного выше:

для агломерата:

           для флюса:

          для кокса:

1.5. Запишем балансовые  уравнения 

 

Материал	Расход кг/100кг чугуна
Агломерат (А)	158,47
Флюс (Ф)	9,91
Кокс (к)	42,39

Расход кокса с учётом углерода переходящего в чугун равен:

                       

Проверяем правильность расчёта путём составления поверочных таблиц чугуна и шлака.

 

Таблица 9

Поверочная таблица  состава чугуна

Компонент шихты	Расход кг/100 кг чугуна	Fe		Mn		P		S		Si кг	С кг	кг
		%	кг	%	кг	%	кг	%	кг
Агломерат	158,47	59.762	94,6	0.078	0.124	-	-	0.018	0.028
Кокс	47,834	0.8	0.383	0,01	0,005	0,057	0,027	0.46	0.22
Флюс	9,91	20,7	2,05	1,82	0,18	-	-	0,08	0,008
Итого вно сится			97,033		0,309		0,027		0,256
Переходит в шлак			0,194		0,124		0		0,235
Переходит в газ			-		-		-		0,01
Переходит в чугун			96,839		0,185		0,027		0,010	0.500	4.700	102,26
Состав чугуна		94,69%		0,180%		0,026%		0,010%		0,50%	4,60%	100%