1.10. Теплота окисления FeO до Fe2o3

Окисление имеет место в тех случаях, когда масса FeO в шихте больше массы FeO в агломерате. В расчетных примерах это характерно только для шихты № 2:

кДж/150 кг агл.,

где 18226 - теплота окисления вюстита по реакции 4FeO + O₂ = 2Fe₂O₃, кДж/кг кислорода;

12 - заданная масса FeO в агломерате;

(0,01 · 21,46 · Х - 15) · - количество кислорода, кг, необходимое для окисления вюстита.

1.11. Теплота всасываемого в слой воздуха, кДж/100 кг агломерата

q_возд = c_возд · t_возд · V_возд

где c_возд - теплоемкость воздуха при цеховой температуре составляет 1,296 кДж/(м³*К);

V _возд - количество просасываемого через слой воздуха, м³/100 кг агломерата, определяемое расходом топлива и коэффициентом избытка воздуха (a = 1,2¸1,5).

Таблица 1.3. Расчет расхода воздуха на спекание.

Условия процесса	Шихта №1	Шихта №2
(СО : СО2) отх.	3	4
Реакции горения углерода шихты	0,75 Сш + 0,75 О2 = 0,75 СО2 0,25 Сш + 0,125 О2 = 0,25 СО	0,8 Сш + 0,8 О2 = 0,8 СО2 0,2 Сш + 0,1 О2 = 0,2 СО
Требуется кислорода (кг) для окисления Сш до:
СО	(16/12)*0,025 Сш = 0,333 Сш	(16/12)*0,2 Сш = 0,267 Сш
СО2	(32/12)*0,75 Сш = 2,0 Сш	(32/12)*0,8 Сш = 2,133 Сш
Всего требуется кислорода ,кг	2,333 Сш	2,40 Сш

Часть необходимого кислорода выделяется их шихты № 1 в процессе восстановления железа. В случае аглошихты № 2 требуются дополнительные количества кислорода на окисление магнетита шихты. Во всех случаях необходимо также учесть потребность в кислороде на окисление пирита (FeS₂), пирротина (троилита, FeS) и органической серы (табл.4). Необходимые расчеты были проведены при составлении уравнения материального баланса агломерации (см. стр. ).

Потребность в кислороде воздуха:

шихта № 1:

шихта № 2:

(здесь: 0,0052 · Z и 0,0207 · Z - потребность в кислороде на окисление серы и сульфидов, см. табл.4).

Требуется кислорода воздуха с учетом коэффициента избытка воздуха a _№1 = 1,2 и a _№2 = 1,5

Шихта № 1:

2,7996 · С_ш - 1,9584 + 0,0094 · Х + 0,0062 · Z, кг/142 кг агломерата;

Шихта № 2:

3,6 · С_ш - 1,9999 + 0,0357 · Х + 0,0310 · Z, кг/150 кг агломерата;

Переход от веса воздуха к его объему ведется по формуле:

V О ₂=

1. 1,9597 · С_ш - 1,3709 + 0,0066 · Х + 0,0043 · Z

2. 2,5200 · С_ш - 1,3999 + 0,0250 · Х + 0,02172 · Z

Аналогично для азота, объем которого в 3,7619 раза больше объема кислорода, м³:

1. 7,3722 · С_ш - 5,1572 + 0,0248 · Х + 0,0162 · Z

2. 9,4800 · С_ш - 5,2662 + 0,0940 · Х + 0,0816 · Z

Таблица 1.4. Расчет потребности рудной части шихты в кислороде или его количества, выделяемого шихтой.

Статья баланса кислорода	Результаты расчета
Выделяется шихтой №1 при термической диссоциации и восстановлении железа
Требуется кислорода для окисления магнетита шихты №2
Требуется кислорода на окисление Sорг. на 30% в SO3 и на 70% в SO2 по реакции: 20 · Sорг+23 · O2 = 14 · SO2 + 6 · SO3	0,0033 · Z и 0,0145 · Z
Требуется кислорода на окисление FeS и FeS2 до Fe2O3 (SO2 : SO3 = 7 : 3) по реакциям: 10 · FeS + 19 · O2 = 5 · Fe2O3 + 7 · SO2 + 3 · SO3 20 · FeS2 + 61 · O2 = 10 · Fe2O3 + 28 · SO2 + 12 · SO3	0,0019 · Z и 0,0062 · Z
Всего выделяется кислорода шихтой №1	1,6320 - 0,0078 · Х - 0,0052 · Z
Всего потребляется кислорода шихтой №2	1,3333 - 0,0238 · Х - 0,0207 · Z

Полный объем сухого воздуха:

1. 9,3319 · С_ш - 6,5281 + 0,0314 · Х + 0,0205 · Z

2. 12,00 · С_ш - 6,6661 + 0,1190 · Х + 0,1033 · Z

Объем водяных паров воздуха (1%):

1. 0,0933 · С_ш - 0,0653 + 0,0003 · Х + 0,0002 · Z

2. 0,1200 · С_ш - 0,0666 + 0,0012 · Х + 0,0010 · Z

Полный объем влажного воздуха:

1. 9,4252 · С_ш - 6,5934 + 0,0317 · Х + 0,0207 · Z

2. 12,12 · С_ш - 6,7327 + 0,1202 · Х + 0,1043 · Z

Теплота воздуха q_возд., всасываемого в спекаемый слой при 25°С:

1. 1,296 · 25(9,4252 · С_ш - 6,5934 + 0,0317 · Х + 0,0207 · Z) = 1,296 · 25(9,4252 · 0,8252 · Z - 6,5934 + 0,0317 · X + 0,0207 · Z) = 1,0271 · X + 252,6674 · Z - 213,626; кДж/142 кг агл.

2. 1,296 · 25(12,12 · С_ш - 6,7327 + 0,1202 · Х + 0,1043 · Z) = 1,296 · 25[(12.12 · 0,7942 · Z) - 6,7327 + 0,1202 · X + 0,1043 · Z] = 3,8945 · X + 315,2521 · Z - 218,1395; кДж/150 кг агл.