Расчет доменной плавки 4 страница

=[152,83∙0,0029∙ + 2,32∙0,0004∙ +0,50∙0,0295∙ + 0,50∙0,0000∙ + 0,10∙0,0077∙ + 0,30∙0,0123∙ - 26,35∙(0,0043∙ ] ∙ = 0,054 м³

кислород оксидов фосфора, м³

V _{O p} = M _{O p}∙ = [ M _рс∙(P₂O₅)_рс + M _жр∙(P₂O₅)_жр+ M _кш∙(P₂O₅)_кш + M _ск∙(P₂O₅)_ск+ M _св∙(P₂O₅)_св+ M _тш∙(P₂O₅)_тш + M _к∙(P₂O₅)_к]∙ ∙ =[152,83∙0,0006 + 2,32∙0,0008 + 0,50∙0,0079 + 0,50∙0,0019 + 0,10∙0,0005 + 0,30∙0,0019 +42,37∙0,1120∙0,0058] ∙ ∙ = 0,051 м³

кислород оксида кремния, из которой кремний восстанавливается и переходит в чугун, м³

V _{O SiO} = M _{O SiO} ∙ = [Si]∙ ∙ = 0,58∙ = 0,464 м³

кислород флюсов и летучих кокса определяется из условия, что в летучих содержится 0.3 % СО₂ (в пересчете на кокс), м³

V _{O фл} = M _{O фл}∙ = М _к∙(CO₂)_к∙ ∙ = 42,37∙0,003∙ = 0,065 м³

или в кг

М _{O фл} = V _{O фл} ∙ = 0,065 ∙ = 0,09 кг

Итого количество кислорода шихты, переходящего в газ, м³

V _{O ш} = V _{O Fe} + V _{O Mn} + V _{O P} + V _{O SiO} + V _{O ФЛ} = 27,082 + 0,054 + 0,051 + +0,464 + 0,065 = 27,716 м³

или в кг

М _{O ш} = V _{O ш} ∙ = 27,716 ∙ = 39,59 кг

Углерод прямого восстановления

При прямом восстановлении на 1 атом кислорода тратится 1 атом улерода C + (1/2)O₂ = CO, т.е. количество углерода затраченного на восстановление составит, кг

C = O ∙

Предполагается, что половина кислорода флюса и летучих кокса не принимает участие в восстановительных процессах. Тогда кислород отнятый прямым путем равен, кг

O = М _{O ш} ∙ R - ∙ М _{O фл} = 39,59 ∙ 0,28 – 0,5 ∙ 0,09 = 11,04 кг

C = O ∙ = 11,04 ∙ = 8,28 кг

Углерод, сжигаемый на фурмах

С _Ф = С _к - С - [С]

где

С _к, С и [С] - количество углерода соответственно в коксе, на прямое восстановление и в чугуне.

С _Ф = 42,37 ∙ 0,8756 – 8,28 – 4,95 = 23,869 кг

Количество кислорода, необходимое для сжигания углерода кокса у фурм

(C + (¹/₂)O₂ = CO), м³:

О _д = С _Ф ∙ = 23,869 ∙ = 22,278 м³

Количество кислорода в единице дутья:

О '_д= =0,29 ∙ (1- 0,015) + 0,5 ∙ 0,015 = 0,2932 м³О₂/м³ дутья

Количество азота в единице дутья:

N '_д = = (1 - 0,29) ∙ (1 - 0,015) = 0,6994 м³N₂/м³ дутья

Необходимое количество влажного дутья, м³:

V_{д ,вл} = О _д / О '_Д = 22,278/0,2932 = 75,995 м³

В дутье содержится влаги:

V _вл = V _д,вл ∙ = 75,995 ∙ 0,015 = 1,14 м³ H₂O

или

M _вл = 1,14 ∙ = 0,85 кг

Количество сухого дутья, м³:

V _д = V _д,вл - V _вл = 75,995 - 1,14 = 74,854

Количество кислорода в сухом дутье:

V _{O сух,д} = V _Д ∙ ω = 74,854 ∙ 0,29 = 21,708 м³

или

М _{O сух,д} = 21,708 ∙ = 31,011 кг

Количество азота в сухом дутье:

V _{N сух,д} = V _д ∙ (1 - ω) = 74,854 ∙ 0,71 = 53,147 м³

или

М _{N сух,д} = 53,147 ∙ = 66,434 кг

Масса дутья, кг:

M _д,вл, = M _вл + М _{O сух,д} + М _{N сух,д} = 0,85 + 31,011 + 66,434 = 98,295 кг

Количество свободного водорода и метана в коксе.

Состав летучих меняется практически мало.

СН_4к = 0,40 % и Н_2к = 0,40 %.

Количество метана колошникового газа:

СН_4кг = М _к∙ СН_4к = 42,37 ∙ 0,004 = 0,17 кг

или

V _{СН кг} = 0,17 ∙ = 0,237 м³

Количество водорода колошникового газа Н₂ без учета вдуваемого природного газа:

Н_2кг = М _{Н к} + М _{Н д} + М _{Н гидр} - М _{Н восст}

Количество водорода, вносимого в печь коксом

М _{Н к} = М _к ∙ Н_2к = 42,37 ∙ 0,004 = 0.17 кг

или

V _{Н к} = 0,17 ∙ = 1,898м³

Количество водорода, вносимого в печь гидратной водой

По условиям плавки 30% внесенной в печь гидратной воды разлагается с получением водорода:

М _{Н Огидр} = 0,3∙(М _рс∙Н₂О_рс + М _жр∙Н₂О_жр + М _кш∙Н₂О_кш + М _ск∙Н₂О_ск + М _св∙Н₂О_св + М _тш∙Н₂О_тш) =0,3 ∙ (152,83 ∙ 0,0000 + 2,32 ∙ 0,0000 + 0,50 ∙ 0,0000 + 0,50 ∙ 0,0000 + 0,10 ∙ 0,0000 + 0,30 ∙ 0,0116) = 0,001 кг

с образованием водорода М _{Н гидр} = М _{Н Огидр} ∙ = 0,001 ∙ = 0,0001 кг

или

V _{Н гидр} = 0,0001 ∙ = 0,001 м³

Количество водорода, вносимого в печь дутьем

М _{Н д} = V_вл ∙ = 0,878 ∙ = 0,10 кг

или

V _{Н д} = 0,10 ∙ = 1,093 м³

Степень использования водорода в восстановительных процессах по условиям плавки составляет 40% (ηH₂), т,е, 60% водорода, поступающего в печь, переходит в колошниковый газ:

М _{Н кг} = (1 - η _H )∙(М _{Н к} + М _{Н д} + М _{Н гидр}) =

= (1 - 0,40)∙(0,17 + 0,10 + 0,00) = 0,160 кг

или

V_{Н кг} = 0,16 ∙ = 1,795 м³

Количество водорода, израсходованного на восстановление без учета природного газа

М _{Н восст} = η _H ∙(М _{Н к} + М _{Н д} + М _{Н гидр}) = 0,40∙(0,17 + 0,00 + 0,10 + 0,00) = 0,11 кг

или

V _{Н восст} = 0,11 ∙ = 1,197 м³

Количество водорода, израсходованного на восстановление с учетом природного газа

V _{(H )восст} = V _{(H )восст,прг} + V _{Н восст} = 9,676 + 1,197 = 10,873 м³

Количество водорода колошникового газа с учетом природного газа

V _{(H )кг}, = V _{(Н )пгкг}, + V _{Н кг} = 14,514 + 1,795 = 16,309 м³

или

М _{(H )кг}, = 16,309 ∙ = 1,46 кг

Количество кислорода шихты, отнятого водородом при восстановлении

В процессе восстановления окислов каждый моль Н₂ отнимает 0,5 моля кислорода по реакции FeO + H₂ = Fe + H₂O, тогда

V _{O H} = 0,5 ∙ V _{(H )восст} = 0,5 ∙ 10,873 = 5,436 м³

Количество диоксида углерода в колошниковом газе

V _{(CO )кг} = (V _{O ш} - V _{O фл} - V _{O H} )∙2∙ R _i + V _{O фл}∙ R _i =

= (27,716- 0,065 - 5,436) ∙2∙0,72 + 0,065 ∙ 0,72 = 32,036 м³

или

М _{CO кг} = 32,036 ∙ = 62,93 кг

Количество монооксида углерода (СО), переходящего в колошниковый газ без учета природного газа

Газифицируется углерода шихты без учета природного газа C _г = C _к + C _фл – [C] = 42,37 ∙ 0,8756 + 0,09 ∙ - 4,95 = 32,18 кг

Количество углерода монооксида углерода без учета природного газа С _СО = С _г - С _СО = 32,18 - 62,98 ∙ = 15,01 кг

Количество монооксида углерода газа без учета природного газа М _CОкг = С _СО ∙ = 15,01 ∙ = 35,02 кг

или

V _CОкг = 35,02 ∙ = 28,012 м³

Количество монооксида углерода с учетом природного газа V _(СО)кг = V _(СО)прг + V _CОкг = 12,122 + 28,012 = 40,135 м³

или

М _(СО)КГ = 40,135 ∙ = 50,17 кг

Количество азота колошникового газа

V _{(N )кг} = V _{(N )прг} + V _{N сух,д} = 14,631 + 53,147 = 67,778м³

или

М _{(N )кг} = 67,778 ∙ = 84,722 кг

Состав колошникового газа, %

Содержание в газе	CO2	CO	N2	H2	CH4	Сумма
кг	62,93	50,17	84,722	1,46	0,17	199,452
м^3	32,036	40,135	67,778	16,309	0,237	156,495
%	20,94	26,21	42,04	10,65	0,15	100,00

Проверка степени непрямого восстановления

где β = O '_д/ N '_д = 0,2932 / 0,6994 = 0,4192; R _i = 0,736

6. Материальный баланс плавки

Задано	кг	Получено	кг
Агломерат АГЦ-3	99,34	Чугун	100,00
Окатыши КостГОКа	53,49	Шлак	26,35
Руда михайловская	2,32	Газ	199,45
Шлак конвертерный	0,5	Пары воды	8,74
Скрап мартеновский	0,5
Шлак сварочный	0,0
Шлак титанистый	0,2
Кокс	42,57
Природный газ	8,85
Дутье для сжигания углерода кокса и ПУТ	98,295
Дутье для сжигания природного газа	27,767
ИТОГО	333,832	ИТОГО	334,54

Невязка баланса (333,83 - 334,54) ∙ 100/ 333,83 = - 0,213 %

7. Тепловой баланс плавки

Тепловой баланс доменной плавки сводим по методу диссоциаций на 1 кг чугуна.

Дата добавления: 2015-07-18