МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

РГП «КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Металлургия и материаловедение»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Рудоподготовка и обогащение»

на тему: «Полный расчет агломерационной шихты с одновременным определением расходы руды, известняка и коксовой мелочи»

Выполнил: учащийся группы

М-12 Короленко А.С

Принял:

Артыкбаев О.А

Темиртау 2013 г

ВВЕДЕНИЕ

Полный расчет агломерационной шихты с одновременным определением расхода руды, известняка и топлива, делается для того, чтобы найти соотношение между компонентами шихты с целью получения заданного качества и количества агломерата. Существует ряд способов соотношения определения между шихтовыми материалами. В простейшем случае определяется соотношение двух руд с целью получения заданного содержания железа, тогда содержание железа будет равно величине между двумя содержаниями железа в рудах, т.е. между бедной и богатой рудой. Второй случай, необходимо найти расход известняка для получения заданной основности агломерата, в этом случае неизвестным станут две величины – расход рудной части и расход известняка, решение подобной задачи выполняется составлением уравнений с неизвестными величинами рудной части Х кг/100кг агломерата и Y кг/100кг агломерата. При решении такой задачи необходимо составить 2 уравнения с 2 неизвестными. Многие расчеты основываются на этой методике, можно подкорректировать состав получаемого агломерата. В уравнение может входить уравнение баланса железа, т.е. содержание железа в шихтовых материалах, сколько бы ни было должно быть равно заданной величине. Можно составить уравнение по содержанию марганца, оно равно заданной величине. Можно составить уравнение по балансам содержания основных оксидов и содержание кислых оксидов, причем их соотношение как основность также должна быть равна заданной величине. Можно составить ряд других уравнений, например, по содержанию MgO равной заданной величине, делается в исключительных случаях, т.к. Mg предопределяет свойства шлака, если его содержание находится в пределах 8-10%, то такой шлак отличается от своих «сородичей». Своими физико-химическими свойствами, обладает жидкотекучестью, высокой десульфурирующей способностью. В процессе агломерации шихтовые материалы претерпевают как физические, так и химические видоизменения, одни компоненты шихты выгорают полностью, другие частично, третьи окисляются, четвертые восстанавливаются. При расчете агломерационной шихты, чтобы получить заданное количество агломерата необходимо учитывать и эти изменения, как правило, общее количество агломерата, получаемого при спекании, уменьшаются, это связано с тем, что в процессе термической обработки полностью удаляются как гигроскопическая, так и гидратная вода. Примерно 50-70% выгорает сульфатная сера, но 95-98% выгорает сульфидная сера, удаляются различные летучие вещества, полностью выгорает углерод, начинают разлагаться высшие оксиды железа, все это необходимо учесть при расчете шихты.

Необходимым условием проведения расчета шихты есть составление качественного состава железорудных материалов входящих в шихту.

Необходимо подсчитать общее содержание железа, марганца, фосфора, серы, в 100% входит органическая сера, сульфидная и сульфатная, причем соотношение 20-25% сульфида, 5% сульфата, 70-75% органическая S.

В данном расчете, который был предложен профессором Вегманом Е.Ф. находят на основе прихода и расхода, составляют уравнение теплового баланса. Первое уравнение составляется по основности агломерата и шихты, второе уравнение составляется по материальному балансу, где неизвестными величинами выступают рудные части шихты, флюса и топлива для удовлетворения температурно-теплового режима спекания агломерата заданного качества, причем расход рудной части Х кг/100кг агломерата, флюс Y кг/100кг агломерата, расход топлива Z кг/100кг агломерата.

Составление первого уравнения баланса основности агломерационной шихты и готового продукта агломерата.

Составление второго уравнения по материальному балансу, учитывая то, что в процессе агломерации претерпевают коренное изменение свойств все входящие в агломерацию материалы, надо найти эти изменения (по потере веса). Это связано с тем, что в процессе агломерации удаляется вся влага, уходят летучие вещества, такие как СО_2р, СО₂ извести и другие летучие вещества, наподобие летучих соединений.

Составление третьего уравнения сводится к тому, чтобы найти какой расход тепла необходимо затратить, чтобы получить заданного качества агломерат. Процесс формирования агломерата в основном зависит от температурно-теплового режима, если тепловой режим высокий, то естественно мы получаем агломерат с высоким содержанием FeO. При высоком расходе топлива развитие получает больших масштабов восстановительные реакции. Повышение содержания FeO в агломерате повышает и прочность агломерата, возврата будет меньше, производительность растет, но будет снижаться такой важный показатель, как восстановимость, это приводит к снижению производительности печи, перерасходу кокса, поэтому, зная необходимое содержание FeO в агломерате, который удовлетворяет доменщиков по прочности и восстановимости, можно определить необходимое количество тепла.

1 Полный расчет агломерационной шихты с одновременным определением расхода руды, известняка и коксовой мелочи

Таблица № 1

Химический состав агломерационной шихты

№ п/п	Компоненты шихты	Материалы
		Желез- ная руда	Кокс. мелочь	Извест- няк	Коло-шник. пыль	Марг. руда	Окалина	Чугун. крошьё	Известь
1	Feобщ	51,43	0,93715	0,175	39,79926	2,1	69,11342	91,1 91,15	0,63
2	Mnобщ	0,3035	0,0304	0,18	1,8216	28,309	0,36	-	-
3	Робщ	0,035	0,1324	0,0131	0,32745	0,4628	0,0174	-	0,1091
4	Sобщ	-	2,19	0,004	0,02	0,42	0,024	-	-
5	Fe2O3	56,4	1,3388	0,25	38,3	3	94,4	-	0,9
6	Fe3O4	-	-	-	-	-	-	-	-
7	FeO	15	-	-	16,7	-	3,9	-	-
8	MnO2	0,15	-	-	-	44,78	-	-	-
9	Mn2O3	-	-	-	-	-	-	-	-
10	Mn3O4	0,15	0,04222	0,25	2,53	-	0,5	-	-
11	MnO	0,13	-	-	-	5,4	-	-	-
12	SiO2	8,25	6,41694	0,69	13,07	29,11	0,85	2,85	2
13	Al2O3	3,9	3,5626	0,42	4,15	6	0,15	0,75	0,9
14	CaO	1	1,22667	54,16	11,95	3,5	0,4	1,25	86,3
15	MgO	0,5	0,29941	0,7	0,59	1,15	0,1	-	2
16	P2O5	0,08	0,30337	0,03	0,75	1,06	0,04	-	0,25
17	Sорг	-	1,305	-	-	-	-	-	-
18	FeS	-	0,435	-	-	-	-	-	-
19	SO3	-	-	0,01	0,05	1,05	0,06	-	-
20	Cнел	-	82,61	-	11,91	-	-	4	-
21	Feмет	-	-	-	-	-	-	91,15	-
22	H2O	14,45	-	-	-	-	-	-	-
23	ППП	-	2,46	43,49	-	10,35	-	-	7,65
Сумма		100	100	100	100	100	100	100	100

Необходимые данные для расчета

№ п/п	Наименование	Величины
1	Расход колошниковой пыли	0,15 кг/100 кг агл.
2	Расход извести	2,5 кг/100 кг агл.
3	Расход окалины	0,15 кг/100 кг агл.
4	Расход марг.руды	0,95 кг/100 кг агл
5	Расход чугунного крошья	0,17 кг/100 кг агл.
6	Количество возврата	19 %
7	Основность агломерата	1,3
8	Содержание FeO в агломерате	18,5%
9	Степень выгорания S	Sорг ~ 98 % Sсульфид ~ 98 % Sсульфат ~ 60 %
10	Температура шихты	700 С
11	Удельная теплоёмкость шихты	1 кДж/кг·град
12	Температура воздуха подаваемого на ленту	1000 С
13	Теплоёмкость воздуха	1,3289 кДж/м3·К
14	Теплота зажигания	16747,2 кДж/100 кг агл.
15	Теплота дополнительного обогрева	16747,2 кДж/100 кг агл.
16	Коэффициент избытка воздуха α	1,5
17	Соотношение СО:СО2 при горении топлива	4
18	Теплота образования силикатов и ферритов	17000 кДж/100 кг агл.
19	Соотношение СО:СО2 во флюсах	8:2
20	Теплота сгорания газовой смеси	7540 кДж/м3
21	Оптимальная влажность шихты	9 %
22	Вредные прососы	33 %
23	Температура отсасываемых газов перед эксгаустером	1400 С
24	Удельная теплоёмкость отсасываемых газов	1,35 кДж/м3∙К
25	Плотность воздуха подаваемая в зажигательный горн при 200	1,2879 кг/м3
26	Плотность воздуха подаваемого на ленту при заданной температуре	0,674 кг/м3
27	Теплосодержание готового пирога	10000 кДж/100 кг агл.
28	Тепловые потери при спекании	32000 кДж/100 кг агл.
29	Долевое участие коксового газа в зажигательном горне	0,28 ед.
30	Долевое участие доменного газа в зажигательном горне	0,72 ед.

Таблица 2 . необходимые условия для проведения расчета

Полный расчет предусматривает совместное определение расходов рудной смеси (Х кг/100 кг агломерата), известняка (У кг/100 кг агломерата) и коксовой мелочи (Z кг/100кг агломерата) при решении трех уравнений с тремя неизвестными (уравнения материального баланса спекания, баланса основности агломерата и теплового баланса агломерации).

Исходные данные для расчета:

- качественный состав аглошихты представлен в таблице 1;

- в примечании представлены расходные коэффициенты многих компонентов шихты, которые могут быть заранее, задаваться перед расчетом;

- необходимым условием также является, что сумма содержаний всех компонентов в каждом анализе должна быть точно 100,00%, не включая в 100% (Fe_общ , Mn_общ , Р_{общ ,} S_общ );

- перед началом расчета задаться основностью агломерата и FeO в агломерате. В рассматриваемом случае принимаем основность агломерата

а содержание FeO равной 18.5 %