П.12.3. Расчет шихты
Исходные данные 1. Компоненты шихты и их химический состав (табл П 12.3)
2. Химический состав чугуна, %:
[Si] [Mn] [S] [Р] [С] [Fe]
0,6 0,6 0,03 0,10 4,0 94,67
3. Основность шлака:
Oшл = CaO / SiO2 = 1,10.
4. Показатели распределения элементов между чугуном, шлаком и колошниковым газом, %:
K[Fе] = 99,6; K(Fе)= 0,40; K[Mn] = 50,0; K(Mn)= 46,0;
KMn↑ = 4,0; K(S)=85,0; KS↑=9,90.
5. Показатели уноса компонентов шихты из печи с колошниковым газом, %:
VВ = 1,00; VИзв = 0,50; VК = 0,50.
6. Расход кокса (Z) на 100 кг чугуна (без выноса и влаги), полученный на основании статистических данных работы доменных печей в условиях, близких к принятым в расчете, и на основании расчета расхода кокса по методу профессора А.Д. Готлиба, принимается 41,5 кг.
7. Технический анализ кокса, %:
А = 9,8; 8 = 1,21; Л.В. = 0,95; WK = 2,45.
Порядок расчета
1. Определение количества агломерата (X) и известняка (7), необходимых для выплавки 100 кг чугуна.
Расчет начинают с составления балансовых уравнений - по железу и основности шлака. Исходные данные для расчета - принятая основность шлака и содержание Fe, CaO, SiO2, Si и S в шихтовых материалах, чугуне и шлаке. Решая систему балансовых уравнений с двумя неизвестными, определяются Y, кг:
;
Отсюда: Х= 170,91 кг, Y= 6,21 кг.
2. Расход шихтовых материалов с учетом влаги и выноса. 2.1. Расход агломерата, кг/100 кг чугуна:
2.2. Расход известняка, кг/100 кг чугуна:
2.3. Расход кокса, кг/100 кг чугуна:
Полученные данные представлены в табл. П.12.4.
П.12.3.1. Баланс серы
1. Сера, вносимая шихтой, кг:
2. Количество серы в шлаке, кг:
3. Количество серы, переходящей в газ, кг:
4. Количество серы, переходящей в чугун, кг:
П. 12.3.2. Определение количества, состава и свойств шлака
1. Количество кремнезема, вносимого шихтовыми материалами, кг:
2. Количество СаО, вносимого шихтовыми материалами, кг:
3. Расход кремнезема на восстановление кремния в чугун, кг:
4. Количество кремнезема, переходящего в шлак, кг:
5. Оксид кальция, необходимый для перевода серы в шлак по реакции
6. Количество СаО, переходящего в шлак, кг:
7. Проверка заданной основности шлака:
Таким образом, расчетная основность шлака строго соответствует заданной.
8. Количество глинозема, вносимого компонентами шихты, кг:
(весь глинозем компонентов шихты переходит в шлак)
;
9. Количество оксида магния, вносимого компонентами шихты, кг:
10 Количество FeO в шлаке определяется по коэффициенту перехода железа в шлак, кг:
11. Количество МnО в шлаке определяется по коэффициенту перехода марганца
в шлак, кг
12. Количество CaS в шлаке, кг:
Результаты расчета состава и количества шлака приведены в табл. П. 12 5.
13. Для определения свойств шлака (температуры и вязкости при температуре 1500 °С) состав шлака пересчитывается на три компонента (SiO2 + А12О3 + СаО) с тем, чтобы по тройным диаграммам шлаковых систем определить указанные свойства шлака.
Условно принимается, что шлак состоит только из трех компонентов:
Отсюда определяются:
- содержание кремнезема в условном шлаке, %:
- содержание оксида кальция в условном шлаке, %:
- содержание глинозема в условном шлаке, %:
Согласно тройным диаграммам состояния шлаковых систем температура плавления шлака составляет 1355 °С, вязкость шлака при температуре 1500°С - 0,3Па∙с.