1. Составление первого уравнения по балансу основности шихты и агломерата

Уравнение баланса основности шихты и агломерата в общем виде:

где CaO_р, CaO_и, CaO_к, CaO_доб – содержание CaO в руде, известняке, коксовой

мелочи, добавках, % и т.д. с соответствующими индексами;

MgO_р, MgO_и, MgO_к, MgO_доб - содержание MgO в руде, известняке, коксовой мелочи, добавках, % и т.д. с соответствующими индексами;

SiO_2р, SiO_2и, SiO_2к, SiO_2доб – содержание SiO₂ в руде, известняке, коксовой

мелочи, добавках, % и т.д. с соответствующими индексами;

Al₂O_3р, Al₂O_3и, Al₂O_3к, Al₂O_3доб – содержание Al₂O₃ в руде, известняке, коксовой мелочи, добавках, % и т.д. с соответствующими индексами;

X, Y, Z – расход руды, известняка и топлива при агломерации, кг/100 кг агл;

Д – расход добавок, кг/100 кг агл.

Подставив из таблицы 1 известные величины, содержащие CaO, MgO, SiO₂, Al₂O₃ с соответствующими индексами в общее уравнение баланса основности шихты и агломерата получим:

;

После преобразования данного уравнения получим уравнение баланса основности:

2. СОСТАВЛЕНИЕ ВТОРОГО УРАВНЕНИЯ ПО МАТЕРИАЛЬНОМУ БАЛАНСУ СПЕКАНИЯ

Для составления материального баланса сначала подсчитываются потери каждого компонента аглошихты при спекании без учета процессов диссоциации и восстановления окислов. Учитывается выгорание углерода (C_нел), удаление летучих коксовой мелочи (V_лет), гидратной влаги (H₂O_гидрат), углекислоты карбонатов (CO₂), 90-98 % органической и сульфидной серы, 50-70 % сульфатной серы. Таким образом, потери в общем виде для составляющей шихты получим:

d_м = {С_нел+V_лет+H₂O_гидр+CO₂+[0,9-0,98(S_орг+S_FeS2+S_FeS)+(0,5-0,7)S_{сульфат}] – O_окисл

Здесь учтено удаление различного вида серы, а также учтена масса кислорода, перешедшего в агломерат из газовой фазы при окислении железа сульфидов и металлического железа чугунного крошья.

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

4FeS + 7O₂ = 2Fe₂O₃ + 4SO₂

4Fe_чуг.кр. + 3O₂ = 2Fe₂O₃

Обозначив потери с соответствующими индексами получим:

(100 – d_X); (100 – d_Y); (100 – d_Z); (100 – d_Д) – соответственно масса руды, известняка, коксовой мелочи и добавок, переходящая в агломерат

( ).

Но весь расчет идет на получение 100 кг агломерата. Для того чтобы добиться получения 100 кг агломерата необходимо определить выход агломерата из одного кг материала:

– соответственно масса руды, известняка, коксовой мелочи и добавок, переходящая в агломерат из каждого кг компонентов шихты.

– масса руды, переходящая при спекании в агломерат (в расчете на 100 кг агл);

– масса известняка, переходящая при спекании в агломерат (в расчете на 100 кг агл);

– масса коксика, переходящая при спекании в агломерат (в расчете на 100 кг агл);

– масса добавок, переходящая при спекании в агломерат (в расчете на 100 кг агл).

На основании вышеуказанного можно получить общую массу агломерата в следующем виде:

А – выход агломерата.

Когда складываем эти величины, сумма должна быть 100 кг, как правило, такого не бывает.

Тогда А – O_{дисс. и восст.} = 100 или А – 100 = O_{дисс. и восст.}

Остается лишь определить потери кислорода шихтой при спекании

2Fe₂O₃ = 4FeO + O₂ или при образовании 4·72 = 288 кг оксида железа выделяется 32 кг кислорода. Тогда на 1 кг закиси железа из шихты выделяется кг O₂ .

Следовательно, зная содержание закиси железа в готовом агломерате, можно определить и выделившуюся массу кислорода. Тогда остается лишь учесть массу FeO, содержавшуюся в компонентах шихты до начала агломерации. Таким образом:

O_{дисс. и восст.} = ;

Таким образом, уравнение материального баланса приобретает следующий вид:

При спекании руд содержащих MnO₂, Mn₂O₃, Mn₃O₄, необходимо учесть и то количество кислорода, которое выделяется при диссоциации и восстановлении этих веществ до MnO. Количество выделившегося кислорода соответственно будет равно:

; ; .

С учетом таких дополнений уравнение материального баланса будет иметь вид:

Потери массы компонентов шихты при спекании без учета восстановительных процессов приведено в таблице 2.