Новохатський О.М., Карпов А.В., Тищенко О.М. 2 страница

2.3 Узагальнені характеристики складу матеріалів

До узагальнених характеристик відноситься вихід чавуну із сухого матеріалу (т/т) і зміст у ньому надлишкового окису кальцію. Для їхнього обчислення необхідно попередньо визначити зміст у чавуні кремнію й вуглецю. По заданій температурі чавуну ці величини варто обчислити за допомогою емпіричних формул:

%

Визначимо вихід чавуну з кожного ( - го) шихтового матеріалу по формулі:

;

Залізорудна частина

т/т

Кокс

т/т

Вапняк

т/т

Зміст надлишкового оксиду кальцію в кожному шихтовому матеріалі обчислюється по формулі:

Залізорудна частина

Кокс

Вапняк

Таблиця 2.3 - Узагальнені характеристики складу матеріалів

Матеріал	Кокс	Залізорудна частина	Вапно
	0,011	0,575	0,0034
	- 7,126	-7,734	51,286

2.4 Тепломісткість чавуну й шлаків

Для визначення тепломісткості (ккал/кг) чавуну й шлаку по відомій їхній температурі на випуску, необхідно скористатися наступними емпіричними формулами:

ккал/кг

ккал/кг

При цьому температура шлаків приймається на 20^оС вище температури чавуну.

2.5 Узагальнені характеристики складу природного газу

Для характеристики поводження природного газу в доменній печі досить мати у своєму розпорядженні наступні шістьма параметри: сумарний зміст (м³/м³) у природному газі вуглецю (), водню (), кисню () і азоту (), теплота горіння природного газу у фурм ( ккал/м³) і щільність його ( кг/м³).

Розрахуємо сумарний зміст у природному газі вуглецю, водню, кисню і азоту

м³/м³

м³/м³

м³/м³

м³/м³

Визначимо теплоту горіння природного газу у фурм

ккал/м³

Визначимо щільність природного газу

кг/м³

2.6 Характеристики комбінованого дуття

Витрата дуття на 1 кг вуглецю коксу, що згоряє на фурмах, і на 1 м³ вступника природного газу варто обчислити по формулах

Визначимо вихід газів при горінні на фурмах до 1 м³ природного газу

Для визначення тепломісткості дуття визначимо тепломісткість його сухої частини й вологи

ккал/м³

ккал/м³

Тоді тепломісткість дуття (за винятком витрат тепла на розкладання його вологи) обчислюємо по формулі

ккал/м³

Тепломісткість вуглецю коксу, що надходить у фурмені зони, визначимо залежно від його температури

ккал/кг

При цьому температуру коксу варто прийняти на 20^оС вище температури чавуну.

Визначимо тепломісткість газів, що утворяться на фурмах при горінні вуглецю коксу й природного газу по формулі

ккал/м³

Обчислимо тепловіддачу у фурменій зоні вуглецю коксу й природного газу, прийнявши теплоту горіння вуглецю коксу до рівної = 2340 ккал/кг, а теплоту горіння природного газу до і рівної 364,13 ккал/м³ (розділ 2.5).

ккал/кг

ккал/м³

де - тепломісткість, що приходить у доменну піч природного газу, якщо температура природного газу відмінна від нуля, те його можна знайти по формулі

ккал/м³

Умовою температура природного газу 0 ^оС, значить ккал/м³.

Визначимо величину витрати природного газу, що забезпечує досягнення заданої теоретичної температури горіння, розраховуючи на 1 кг вуглецю коксу

2.7 Тепловіддача палива в нижній зоні

Тепловіддача вуглецю коксу і природного газу у нижній зоні обчислюватися по тим же формулам, що й тепловіддача у фурменій зоні. Розходження полягає лише в тім, що в ці формули замість тепломісткості вуглецю на вході у фурмені зони варто підставляти його тепломісткість на границі верхньої й нижньої зон (у шахті печі), а замість тепломісткості продуктів горіння на виході з фурменої зони - тепломісткість цих газів на тій же границі (у шахті).

При температурі матеріалів на границі зон 900 ^оС, а газів – 950 ^оС ці величини повинні бути прийняті рівними відповідно

ккал/кг і ккал/м³.

Визначимо тепловіддачу коксу й продуктів горіння в нижній зоні

ккал/кг

ккал/м³

Визначимо сумарну тепловіддачу палива в нижній зоні

ккал/(кг С_ф)

2.8 Ступінь прямого відновлення

Величину ступеня прямого відновлення заліза із закису можна визначити по формулі

2.9 Теплопотреба шихтових матеріалів

Для знаходження теплових витрат на процеси проплавки шихтових матеріалів у нижній зоні печі необхідно попередньо обчислити коефіцієнти, що узагальнено характеризують потреба в теплі окремих з'єднань, що надходять із шихтовими матеріалами в нижню зону. Розрахуємо теплові витрати на процеси проплавки шихтових матеріалів у нижній зоні печі

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

ккал/кг

Ці коефіцієнти мають розмірність "ккал/кг" і відносяться до 1 кг відповідного компонента. Вони враховують наступні статті витрати й (із протилежним знаком) приходу тепла в нижню зону печі:

- з дисоціації окислу або з'єднання, включаючи теплоту його виділення з більше складних з'єднань, що залишаються в матеріалах до моменту їхнього надходження в нижню зону;

- тепломісткість на вході в нижню зону розглянутого окислу (з'єднання) при фактичному його стані на границі зон;

- тепломісткість на вході в нижню зону вуглецю коксу, що витрачається на пряме відновлення розглянутого окислу (з'єднання);

- різниця в тепловіддачі в нижній зоні вуглецю коксу, що згоряє на фурмах, і вуглецю, що бере участь у прямому відновленні;

- тепломісткість шлаків, що утвориться при проплавка розглянутого окислу (з'єднання) у нижній зоні.

За допомогою обчислених коефіцієнтів повинна бути визначена теплопотреба кожного шихтового матеріалу в нижній зоні. Чисельна величина теплопотреби знаходиться підсумовуванням добутків цих коефіцієнтів на зміст відповідного окислу в даному матеріалі. При цьому підсумовування виконується по всіх хімічних компонентах, що втримується в розглянутому матеріалі. Для кремнезему, глинозему, окису кальцію й окису магнію коефіцієнти варто приймати однаковими й рівними . Для того, щоб величина теплопотреби мала розмірність "ккал/кг" зміст всіх хімічних компонентів у розглянутих матеріалах при обчисленнях повинне бути виражене в "кг/кг" .

Таблиця 2.4 – Теплопотреба матеріалів

Хім. фор-ла		Кокс	Залізорудна частина	Вапно
	163,5	-	-	0,665	108,8	0,004	0,62
	181,4	0,008	1,45	0,094	17,08	-	-
		0,005	0,62	-	-	-	-
	2888,9	0,003	7,22	0,001	2,89	0,002	5,77
	1267,2	0,006	7,22	-	-	-	-
	2877,5	0,000	0,86	0,001	1,49	0,0002	0,57
	946,8	0,002	1,42	0,009	8,21	0,001	0,66
		0,062	12,71	0,128	26,24	0,018	3,69
		0,035	7,17	0,009	1,79	0,003	0,57
		0,005	1,02	0,080	16,42	0,535	109,67
		0,003	0,61	0,010	2,07	0,008	1,54
		0,020	21,90	-	-	-	-
	1616,9	-	-	-	-	0,430	695,28
	-	-	62,22	-		-	818,39

2.10 Питомі витрати шихтових матеріалів

У розрахунках необхідно користуватися наступними позначеннями питомих (кг/т чавуну) витрат матеріалів:

- кокс;

- низькоосновний залізовмісний матеріал;

- високоосновний матеріал.

Витрата кожного із трьох матеріалів повинен бути визначений рішенням системи трьох лінійних рівнянь:

Перше рівняння виражає баланс чавуну, друге - баланс надлишкового окису кальцію, а третє - тепловий баланс нижньої зони. Вільний член другого рівняння враховує зменшення потреби шихти в окисі кальцію через часткову витрату кремнезему на відновлення кремнію. Вільний член третього рівняння враховує витрати тепла на нагрівання до температури випуску, на покриття зовнішніх теплових втрат нижньої зони, на відновлення кремнію, а так само потенційну тепловіддачу вуглецю коксу який розчиняється у чавуні:

ккал/т

Підставимо значення в систему рівнянь

Перетворивши одержимо

Знайдемо невідомі значення

кг/т чавуна;

кг/т чавуна;

кг/т чавуна.

Зробимо перевірку рішення системи рівняння

а) ,

;

б) ,

;

в) ,

.

2.11 Сумарний прихід хімічних компонентів

Сумарний прихід всіх компонентів представлений у таблиці 2.5.

Таблиця 2.5 - Сумарний прихід всіх компонентів

	Кокс	Залізорудна суміш	Вапняк	Доменна шихта,
	-	1147,1	1,2	1148,3
	5,2	162,4	-	167,6
	3,2	-	-	3,2
	1,6	1,7	0,6	3,9
	3,7	-	-	3,7
	0,2	0,9	0,06	1,1
	0,9	14,9	0,2	16,1
	40,1	220,7	5,6	266,4
	22,6	15,1	0,8	38,6
	3,2	138,1	166,2	307,5
	1,9	17,4	2,3	21,6
	-	5,8	-	5,8
	-	-	133,6	133,6
	12,9	-	-	12,9
	551,9	-	-	551,9
	647,8	1724,2	310,7	2682,7

Продовження таблиці 2.5

	25,9	20,7	9,3	55,9
	6,1	929,2	0,8	936,2
	0,7	11,5	0,15	12,5
	0,06	0,4	0,03	0,5
	5,5	0,6	0,2	6,4

2.12 Вихід і склад шлаків і чавуну

Перевіряємо основність шлаків, при цьому необхідно мати через, що в шлаки йде вся кількість окису кальцію, що надходить із шихтовими матеріалами, а кремнезем переходить у шлаки частково, за винятком його витрат на відновлення кремнію

Обчислимо вступники із шихтовими матеріалами кількості заліза й сірки

Дата добавления: 2015-08-29