Расчёт шихты без использования металлоконцетрата

2.2 Расчёт шихты без использования металлоконцетрата

Химический состав чугуна, принимаемый на основании опытных данных представлен в таблице 2.1.

Таблица 2.9 – Состав чугуна

Расход сухого кокса без выноса составляет 450 кг.

Исходные данные для расчёта приведены в таблице 2.10.

Определяется масса элементов в чугуне:

М_i = М_чугуна [ I ], (2.25)

где [ I ] – содержание в чугуне элементов (здесь и далее в долях единицы);

М_{Fe чугуна} = 1000 ∙ 0,964 = 964,0 кг;

М_{Mn чугуна} = 1000 ∙ 0,0014 = 1,4 кг;

М_{Si чугуна} 1000 ∙ 0,0055 = 5,5 кг.

Расход рудной смеси:

а) масса золы кокса:

М_{з. к.} = М_кокса∙[А]_кокса, (2.26)

где [А]_кокса – содержание в коксе золы;

М_{з. к.} = 450 ∙ 0,104 = 46,80 кг;

б) вносится железа золой кокса:

М_{Fe з.к.} = М_{з. к.}∙[Fe]_з.к., (2.27)

где [Fe]_з.к. – содержание железа в золе кокса;

М_{Fe з.к.} = 46,8 ∙ 0,0851 = 3,98 кг,

где 0,0851 – содержание железа в золе кокса, доли ед.;

в) в соответствии с составом шихтовых материалов и опытными
данными выход шлака составляет 346 кг/т, с содержанием FeO 0,41 %;

г) переходит железа в шлак:

, (2.28)

М_{Fe шлака} = 346 ∙ 0,0041 ∙ 56/72 = 1,42 кг,

где 56 – атомная масса железа; 72 – молекулярная масса FeO;

д) должно быть внесено железа рудной смесью:

М_{Fe р.с.} = М_{Fe чугуна} + М_{Fe шлака} – М_{Fe з.к.}, (2.29)

М_{Fe р.с.} = 964,0 + 1,42 – 3,98 = 961,44 кг;

е) расход рудной смеси:

, (2.30)

ж) расход рудной смеси с учётом выноса в колошник (принимаем вынос равным 2%, он определяется качеством шихтовых материалов, технологией доменной плавки и изменяется от 1 до 10%) составляет:

, (2.31)

Химический состав шихтовых материалов доменной плавки без использования металлоконцентрата предоставлен в таблице 2.10

.

Таблица 2.10 Химический состав шихтовых материалов доменной плавки без металлоконцентрата

Расчёт количества шлакообразующих приведён в таблице 2.11.

М_{i р.с.} = M_р.с.∙[ I ]_р.с.; (2.32)

М_{i з.к.} = M_з.к.∙[ I ]_з.к.; (2.33)

М_{i шлакообр.} = М_{i р.с.} + М_{i з.к.}. (2.34)

Таблица 2.11 – Количество шлакообразующих

Израсходовано кремнезема на Si переходящий в чугун (по реакции SiO₂ +2C = Si +2CO ):

, (2.35)

В шлак переходит кремнезема:

, (2.36)

= 156,86 – 11,79 = 145,07 кг.

Основность шлака:

, (2.37)

.

Количество серы в шлаке:

а) вносится серы материалами шихты:

М_{S шихты} = М_р.с.∙[S]_шихте + М_кокса∙[S]_кокса, (2.38)

М_{S шихты} = 1708,89 ∙ 0,00046+450,0 ∙ 0,0137 =6,95 кг;

б) принимаем, что в шлак переходит 85% серы:

М_{S шлака} = М_{S шихты}∙0,85, (2.39)

М_{S шлака} = 6,95∙0,85 = 5,91 кг.

Количество МnО в шлаке:

а) поступает в печь марганца:

М_Mn = М_р.с.∙[Mn]_р.с. + М_з.к.∙[Mn]_з.к., (2.40)

М_Mn = 1154 ∙ 0,00241+542 ∙ 0,00046+46,8 ∙ 0,0071=3,06кг.

б) степень восстановления марганца в зависимости от химического состава чугуна составляет 45–78%.

Степень восстановления марганца составляет:

, (2.41)

в) в шлак (в виде МnО) переходит марганца шихтовых материалов:

М_{Mn в шлак} = М_Mn – M_{Mn чугуна} – М_{Mn в газ}, (2.42)

М_{Mn в шлак} = 3,06 – 1,4 = 1,66 кг;

г) количество МnО в шлаке:

, (2.43)

Количество FeO в шлаке:

, (2.44)

Химический состав шлака предоставлен в таблице 2.12.

Таблица 2.12 – Химический состав шлака

Пересчитываем полученный состав шлака на три компонента (СаО, SiO₂ и Аl₂О₃), наносим этот состав шлака на соответствующие диаграммы (плавкости, вязкости и температур плавления) и проверяем физические свойства шлака.

Проверка содержания серы в чугуне:

М_{S в чугуне} = М_{S шихты}∙h_{S в чугун}, (2.45)

М_{S в чугуне} = 6,95 ∙ 0,09 = 0,620 кг или 0,03%.

Содержание серы не выходит за допустимые пределы (в чугуне 0,03%).

Проверка содержания фосфора в чугуне:

М_{Р в чугуне} = М_р.с.∙[P]_р.с. + М_з.к.∙[P]_з.к., (2.46) М_{Р в чугуне}=1154 ∙ 0,00022+542 ∙ 0,00017+46,8 ∙ 0,00327=0,4кг или 0,03%.

Содержание фосфора не выходит за допустимые пределы (в чугуне 0,04%).

Окончательный состав чугуна приведен в таблице 2.13.

Таблица 2.13 – Химический состав полученного чугуна

Расход влажного (2% Н₂О) кокса с учётом выноса составит:

, (2.47)

Расход шихтовых материалов предоставлен в таблице 2.14.

Таблица 2.14 – Расход шихтовых материалов

Количество влаги шихтовых материалов и пыли, выносимых из доменной печи:

М_выноса = 2176,89 – 2124,69 = 52,2 кг. (2.48)

Расчетный состав доменной шихты , чугуна и шлака без использования металлоконцентрата предоставлен в таблице 2.15

.

Таблица 2.15 – Расчетный состав доменной шихты, чугуна и шлака без металлоконцетрата на 1 тонну чугуна

 Таблица 2.16 - Расчетный состав доменной шихты, чугуна и шлака без металлоконцетрата в подачу