3.1 Расчет расхода агломерата на выплавку 1 т чугуна в доменной печи

Компонент, % масс.	FeO	Fe2O3	MnO	SiO2	Al2O3	CaO	MgO	SO3	P2O5
Состав кокса	9	82,155	0,202	2,454	0,721	4,853	0,461	0,053	0,101
Состав агломерата	-	1,68	-	5,58	2,88	0,55	0,3	0,13	0,12

Расход кокса – 507 кг/т чугуна

Температура чугуна - 1435 ^oС

Определим массу Fe в шихте:

где - масса железа в агломерате и коксе, кг/100 кг чугуна; - содержание железа в агломерате и коксе, %; - расходы агломерата и кокса в шихте доменной печи, кг/100 кг чугуна.

=

= = 64,509%

Из 100 кг агломерата в чугун перейдет железо массой:

= 64,509 · 0,99 = 63,864кг,

где - степень восстановления железа в доменной печи.

= ,

= = 1,176%

Согласно заданию, на производство 100 кг чугуна расходуется кокса. При этом из кокса, содержащегося в шихте доменной печи, в чугун перейдет следующая масса железа:

3.2 Определение состава передельного чугуна

Зададим ориентировочный состав передельного чугуна, %:

С	Si	Mn	P	S
4	0,6	0,6	0,3	0,04

Масса железа в 100 кг чугуна будет численно равна:

G_Fe^Ч = 94,46кг

Тогда масса железа, перешедшего в чугун из агломерата, составит:

= 94,46 – 0,59 = 93,87кг

Найдём количество агломерата, которое потребуется для перехода :

= 146,98кг/100кг чугуна

кг/т чугуна

Проверим правильность расчетов:

G_Fe^Ч=G_Fe^ш ·η

_{95,41 · 0,99=94,46кг}

Расчет содержания марганца в чугуне. Марганец в шихту доменной печи поступает в виде оксидов марганца из агломерата. Масса оксида марганца в шихте доменной печи равна:

= = 0,297кг/100кг чугуна

Оксид марганца относится к частично восстанавливающимся оксидам, поэтому весь марганец распределяется между металлом (чугуном) и шлаком. Степень восстановления марганца ( ) равна 0,50 – 0,75. В зависимости от температуры чугуна, при повышении температуры растет.

η = 0,5+ (1435-1410)/(1450-1410)·(0,75-0,5) = 0,656

Следовательно, масса марганца, перешедшего в чугун, составляет:

= 0,151кг/100кг чугуна

Расчет содержания кремния в чугуне. Кремний в виде (кремнезема) содержится во всех компонентах доменной шихты. Масса в шихте доменной печи равна:

.

= 6,436кг/100кг чугуна

Степень восстановления кремния ( ) равна 0,02 – 0,08. В зависимости от температуры чугуна, при повышении температуры величина растет.

η = 0,02+(1435-1410)/(1500-1410)·(0,08-0,02) = 0,037

Следовательно, масса кремния, перешедшего в чугун, составляет:

.

= 0,111кг/100кг чугуна

Содержание кремния в чугуне численно равно массе кремния, перешедшего в чугун из шихты.

Расчет содержания фосфора в чугуне. В условиях доменной плавки оксид фосфора, содержащийся в шихте, восстанавливается полностью. Отсюда, содержание фосфора в чугуне численно равно массе фосфора в шихте доменной печи:

,

где и - содержание фосфора соответственно в агломерате и коксе, %

= 0,209

кг/100кг чугуна

Расчет содержания серы в чугуне. (Предварительно необходимо рассчитать состав и количество доменного шлака). Масса серы в шихте доменной печи равна массе серы, поступившей из различных источников: из агломерата и кокса

,

где и - содержание серы соответственно в агломерате и коксе, %

кг/100кг чугуна

Примем, что в доменной печи 5 -10 % серы, содержащейся в шихте, теряется, то есть переходит в газовую фазу и уходит из печи с доменным газом ( =0,05 – 0,10), а оставшаяся сера распределяется между металлом и шлаком. Тогда общая масса серы, содержащейся в чугуне и шлаке, будет равна:

кг/100кг чугуна

Запишем уравнение баланса серы:

,

где и - соответственно содержание серы в чугуне и шлаке, %

Характеристикой десульфурирующей способности шлака является коэффициент распределения серы между шлаком и металлом . Зависимость от различных технологических параметров доменной плавки изучена достаточно хорошо. Для оценки значения по предложенной диаграмме следует по данным о составе доменного шлака рассчитать его основность

_{Теперь мы можем определить Ls из диаграммы:}

Из диаграммы следует, что 13

Содержание серы в чугуне определяем из уравнения баланса серы в доменной печи:

кг/100кг чугуна

Оценка содержания углерода в чугуне. Для оценки используем эмпирическое уравнение зависимости содержания углерода от состава чугуна, выведенное на основании обработки большого числа производственных данных, полученных на стабильно работающих доменных печах большого объема:

[C] = 4,8 + 0,03 · 0,151 – 0,27 · 0,111 – 0,32 · 0,091 – 0,032 · 0,015 = 4,745 кг/100кг чугуна

G^Ч_Fe = 100 – (4,745+0,111+0,151+0,015+0,091) = 94,887 кг/100кг чугуна

Содержание компонентов жидкого чугуна, %масс.
Fe	C	Si	Mn	S	P
94,887	4,745	0,111	0,151	0,015	0,091