Новохатський О.М., Карпов А.В., Тищенко О.М.
Методичні вказівки до виконаня домашнього завдання з дисципліни «Основи технології виробництва чавуна» за темою: «Скорочений та повний розрахунок шихти»
Розрахунок доменної шихти
Для того, щоб доменна піч виплавляла передільний чавун необхідно безупинно завантажувати в неї залізорудні матеріали, флюс, кокс у певному співвідношенні, що залежить від марки виплавлюваного й хімічного складу шихтових матеріалів.
Для виконання завдання необхідно розрахувати склад доменної шихти, кількість і хімічний склад чавуну й шлаків. Вихідні дані приймаються виходячи з додатка А.
1.1. Вихідні дані
1.1.1. Залізорудна частина шихти складається з агломерату й обкотишів. Співвідношення, що поставляються в цех агломерату №1 і обкотишів №1 становить 70:30.
1.1.2. Витрата сухого коксу для виплавки однієї тонни чавуну становить - 510 кг/т.
1.1.3. Основність шлаку повинна становити - 1,31.
1.1.4. Зміст (MgO) у шлаку повинне бути 5,0 %.
1.1.5. Склад одержуваного чавуну:
4,1 % [C]; 0,6 % [Mn]; 0,7 % [Sі]; 0,03 % [S]; 0,1 % [P]; 94,47 % [Fe].
1.1.6. Зміст золи в коксі - 10,0 % (А); сірки - 1,7 % (S); вологи - 5 % (W); винос коксу колошниковими газами - 0,5 %.
1.1.7. Ступінь відновлення Fe - 0,998; Mn - 0,75; Р - 1.
1.1.8. Розподіл сірки: у чавун і шлаки переходить 85 %; виходить з газом - 15 %.
1.1.9. Хімічний склад шихтових матеріалів наведений у додатку А.
1.2. Визначаємо узагальнені характеристики складу шихтових матеріалів
1.2.1. Визначаємо середній хімічний склад залізорудної частини шихти
Таблиця 1.1 - Хімічний склад матеріалів
Матеріал | Частка у суміші | Fe | Mn | S | P | Fe2O3 | MnO | FeO | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 |
Агломерат | 0,7 | 38,0 | 0,6 | 0,01 | 0,03 | 44,56 | 0,78 | 8,75 | 7,46 | 7,49 | 0,39 | 0,48 |
Обкотиші | 0,3 | 18,1 | - | 0,01 | 0,01 | 25,38 | - | 0,42 | 2,46 | 1,59 | 0,06 | 0,06 |
Суміш з.р. частини | 56,1 | 0,6 | 0,02 | 0,04 | 69,94 | 0,78 | 9,17 | 9,92 | 9,08 | 0,45 | 0,54 |
1.2.2. Визначаємо процентну частку шлакоутворюваючих для шихтових матеріалів
Таблиця 1.2 - Частка шлакоутворюваючих для шихтових матеріалів
Материал | SiO2 | CaO | Al2O3 | MgO | MnO | % частка шлакоутво-рюваючих, ai |
З.р. суміш | 9,92 | 9,08 | 0,54 | 0,45 | 0,78 | 20,76 |
Вапняк кальцитовий | 1,57 | 53,39 | 0,17 | 1,30 | 56,43 | |
Доломітизований вапняк | 0,89 | 37,00 | 0,20 | 15,50 | 0,00 | 53,59 |
Зола коксу | 43,00 | 6,10 | 23,00 | 1,36 | 0,39 | 73,85 |
1.2.3. Визначаю вихід чавуну із шихтових матеріалів по формулі
де 
- зміст заліза, марганцю й фосфору в 
-ом матеріалі, %;
0,998 і 0,75 - ступінь переходу із шихти в чавун заліза й марганцю відповідно;
[Fe], [Mn] і [P] - зміст заліза, марганцю й фосфору в передільному чавуні, %.
Вихід чавуну із залізорудної частини шихти складе
т/т
Вихід чавуну з коксу складе
т/т
де 0,1 - частка золи в коксі (10 %).
1.2.4. Визначаю зміст у шихтових матеріалах надлишкового оксиду кальцію
,
де 
- зміст 
и 
в 
- ому шихтовому матеріалі, %;
- основність шлаків.
Визначаю в залізорудній частині шихти зміст надлишкового оксиду кальцію
Визначимо у вапняку кальцитовому зміст надлишкового оксиду кальцію
Визначимо у доломітизованому вапняку зміст надлишкового оксиду кальцію
Визначимо в коксі зміст надлишкового оксиду кальцію
де 0,1 – частка золи в коксі (10%).
1.3. Питомі витрати шихтових матеріалів
У розрахунках необхідно користуватися наступними позначеннями питомих витрат матеріалів (кг/т чавуну):
- залізорудна частина шихти;
- вапняк кальцитовий;
- вапняк доломітизованний;
- кокс;
- частках MgO в -ом матеріалі.
Питомі витрати 
, 
, визначаються за допомогою системи балансових рівнянь
Цю систему варто вирішувати щодо невідомих:
; ; 
Точність обчислення невідомих 0,1 кг/т чавуну.
1.3.1. Підставимо чисельні значення й вирішимо систему рівнянь
Спростивши систему рівнянь одержимо
Вирішивши систему рівнянь, одержимо витрати шихтових матеріалів
кг - залізорудна частина;
кг - вапняк кальцитовий;
кг - вапняк доломітизованний.
Кількість агломерату й обкотишів у залізорудній суміші складе
кг - агломерату;
кг - обкотишів.
У випадку, якщо вийде негативне значення 
або 
, необхідно використовувати руду як флюс.
Після того, як знайдені , , , необхідно підставити їхні чисельні значення в рівняння та виконати перевірку:
а) 
;
;
б) 
;
;
в) 
;
Нев'язання не повинна перевищувати 
1.4. Визначаю сумарний прихід хімічних елементів із шихтових матеріалів
Таблиця 1.3 - Прихід хімічних елементів із шихтових матеріалів
Материал | Кількість сухих, кг | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 |
кг/т чавуну | |||||
Агломерат | 1169,6 | 124,6 | 125,1 | 6,4 | 8,1 |
Обкотиші | 501,3 | 41,1 | 26,6 | 1,0 | 1,0 |
Вапняк кальцитовий | 78,0 | 1,2 | 41,6 | 1,0 | 0,1 |
Доломітизо-ваний вапняк | 87,2 | 0,8 | 32,3 | 13,5 | 0,2 |
Зола коксу | 51,0 | 21,9 | 3,1 | 0,7 | 11,7 |
Итого |
| 189,6 | 228,7 | 22,7 | 21,1 |
1.5. Вихід шлаків і склад шлаків і чавуну
Оксид кальцію, магнію й алюмінію повністю переходять у шлаки. Діоксид кремнію частково відновлюється й переходить у чавун, а інша кількість переходить у шлаки.
1.5.1. Визначаємо витрати діоксида кремнію на відновлення
кг/т чавуну (SiO2)
1.5.2. Визначаємо кількість марганцю перехідного в чавун і шлаки
Визначаємо кількість оксиду марганцю завантаженого в піч
кг
Визначаємо кількість оксиду марганцю перехідного в шлаки
, кг/т чавуну (MnO)
де 0,25 – ступінь переходу марганцю в шлаки.
Визначаємо кількість марганцю перехідного в чавун
или 
% [Mn]
1.6. Розрахунок змісту оксиду заліза в шлаку
Загублене Fe і Fe у флюсі повністю переходить у шлаки
кг (Fe)
або 
кг (FeO)
1.7. Визначаємо кількість сірки перехідної в чавун і шлаки
1.7.1. Кількість сірки прихожої із шихтовими матеріалами в доменну піч
кг
1.7.2. Визначаємо кількість сірої вилученої газами з печі
кг
Отже, кількість сірки, що приходить із шихтою складе
кг
1.7.3. Визначаю кількість сірки перехідної в чавун
По емпіричній формулі знаходимо коефіцієнт розподілу сірки між шлаками й чавуном
де – основність шлаків.
Визначаю сумарну кількість компонентів, що переходять у шлаки
кг
Залежно від приходу сірки із шихтою й коефіцієнта її розподілу обчислюю зміст (%) сірки в чавуні
% 
Визначаю кількість сірки перехідної в шлаки
кг 
або 
% 
1.8. Визначаю кількість фосфору в чавуні
Увесь фосфор, що приходить із шихтовими матеріалами, повністю переходить у чавун
кг
или 
= 0,146 % 
1.9. Остаточний склад чавуну
Таблиця 1.4 – Хімічний склад чавуну
|
|
|
|
|
|
94,47 | 0,7 | 0,76 | 0,032 | 0,146 | 3,88 |
Остаточний склад чавуну коректується за рахунок вуглецю 
1.10. Кількість і хімічний склад шлаків
Таблиця 1.5 - Кількість і хімічний склад шлаків
Компонент | Ідуть у чавун | Приходять у шлаки | Усього | |
кг | % | |||
SiO2 | 15,0 | 174,6 | 174,6 | 37,9 |
CaO |
| 228,7 | 228,7 | 49,7 |
MgO |
| 22,7 | 22,7 | 4,9 |
Al2O3 |
| 21,1 | 21,1 | 4,6 |
MnO |
| 3,3 | 3,3 | 0,7 |
FeO |
| 2,8 | 2,8 | 0,6 |
S | 0,3 | 7,4 | 7,4 | 1,6 |
Разом шлаків |
|
| 460,6 | 100,0 |
1.10.1. Перевіряю основність шлаків
B п = 
1.11. Витрата шихтових матеріалів на виплавку 1 т чавуну складе
Таблиця 1.5 - Витрата шихтових матеріалів на 1 т чавуну
Матеріал | Сухі без виносу, кг | Вологі без виносу, кг | Вологі з виносом, кг |
Агломерат | 1169,6 | 1169,6 | 1193,0 |
Обкотиші | 501,3 | 506,3 | 508,3 |
Вапняк кальцитовий | 78,0 | 79,5 | 81,1 |
Доломітизо-ваний вапняк | 87,2 | 87,2 | 87,2 |
Кокс | 510,0 | 535,5 | 538,2 |
Итого | 2346,0 | 2378,1 | 2407,8 |
На колошнику доменної печі завантажують матеріали в кількості з урахуванням виносу вологи й пилу.
1.11.1. Загальний зміст вологи в шихті становить
кг/т чавуну
1.11.2. Загальний винос сухого пилу із шихти становить
кг/т чугуна
2 Повний розрахунок шихти
2.1 Вихідні дані для розрахунку
2.1.1. Залізорудна частина шихти складається з агломерату й обкотишів. Співвідношення, що поставляються в цех агломерату №4 і обкотишів №8 становить 70:30.
2.1.2. Основність шлаку повинна становити - 1,23.
2.1.3. Температура чавуну на випуску становить 
оС.
2.1.4. Теоретична температура горіння коксу й природного газу у фурмених зонах 
оС.
2.1.5. Температура природного газу, що приходить до фурменої зони 
оС.
2.1.6 Склад природного газу: парний, таблиця 2.1.
2.1.7 Температура гарячого дуття 
оС.
2.1.8 Частка кисню в дуття 
.
2.1.9 Зовнішні теплові втрати з нижньої зони 
ккал/кг.
2.1.10 Тиск колошникових газів 
атм.
2.1.11 Волога дуття 
.
Таблиця 2.1 - Хімічний склад природного газу
Зміст компонентів у природному газі, % | |||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
98,1 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | - | 0,7 | 0,6 |
2.2 Хімічний склад шихтових матеріалів
Склад матеріалів згідно заданого варіанта приймається по додатку 2. Хімічний склад шихтових матеріалів представлений у таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Хімічний склад шихтових матеріалів
| Агломерат | Обкотиші | Кокс | Вапняк | Залізорудна частина |
| 63,2 | 74,3 | - | 0,38 | 66,53 |
| 12,9 | 1,3 | 0,8 | - | 9,42 |
| 0,5 | - | |||
| 0,13 | 0,03 | 0,25 | 0,2 | 0,1 |
| 0,57 | - | |||
| 0,04 | 0,08 | 0,03 | 0,02 | 0,052 |
| 1,23 | 0,02 | 0,15 | 0,07 | 0,867 |
| 8,9 | 21,9 | 6,2 | 1,8 | 12,8 |
| 0,8 | 1,05 | 3,5 | 0,28 | 0,875 |
| 11,4 | 0,1 | 0,5 | 53,5 | 8,01 |
| 1,4 | 0,1 | 0,3 | 0,75 | 1,01 |
| 1,12 | - | - | 0,336 | |
| - | 43,0 | |||
| 2,0 | - | |||
| 85,2 | - | |||
| |||||
| 4,0 | 3,0 | 1,2 |
Продовження таблиці 2.2.
| 54,27 | 53,02 | 0,94 | 0,27 | 53,89 |
| 0,95 | 0,02 | 0,12 | 0,05 | 0,671 |
| 0,02 | 0,03 | 0,01 | 0,01 | 0,023 |
| 0,05 | 0,01 | 0,85 | 0,08 | 0,038 |
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 28 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
, %
, %
, %
