17.1 Определение расхода воздуха

Количество кислорода, необходимое для окисления железа, переходящего в шлак, равно 15,79 кг. Определим расход кислорода на окисление серы, кг.

Количество серы, окисляющейся в конверторе: всего 24–(3,84+0,36+0,61)=19,19, в том числе до SO₂ 19,19•0,8=15,35 и до SO₃ 19,19–15,35=3,84.

Количество кислорода, необходимое для окисления серы: на образование SO₂ 15,35•32/32=15,35, на образование SO₃ 3,84•48/32=5,76, всего 21,11.

Требуется кислорода для окисления железа и серы 15,79+21,11=36,9. Расход воздуха составляет 36,9•100/23=160,4 кг, или 160,4/1,29=124,3 м³. Количество азота, содержащегося в 160,4 кг воздуха, равно 160,4–36,9=123,5 кг. Практический расход воздуха при использовании его в конверторе на 95% составит, кг: 160,4/0,95=168,8, в том числе кислорода 36,9/0,95=38,8 кг, азота 168,8–38,8=130. Объем этого воздуха равен 130,9 м³. Избыточное количество кислорода в дутье равно 38,8–36,9=1,9 кг.

Практически расход воздуха при объеме потерь от воздуходувки до конвертора 25% (главным образом на фурмах) составит: 168,8/0,75=225 кг, или 174 м³.

Для расчета воздуходувной установки следует учесть суточное количество штейна, 16–18-ч работу конвертора на дутье (коэффициент использования под дутьем 67–75%) и атмосферные условия.

Проведем примерный расчет необходимой производительности воздуходувки (м³/мин) для переработки 150 т горячего и холодного штейна в сутки. Атмосферные условия заданы следующие: давление 730 мм рт. ст., температура воздуха 30⁰С, относительная влажность 60%. За основу расчета берем данные предыдущего расчета.

Находим полный расход воздуха, взятого при нормальных условиях: (150000/100) •174=26100 м³. Определим давление сухого воздуха в атмосферном воздухе при заданном общем давлении воздуха и водяного пара 730 мм рт. ст. Для этого, пользуясь данными таблицы 20, находим давление водяного пара при 30⁰С и 60%-ном насыщении, мм рт.ст.: 31,8•0,6=19,08. Давление сухого воздуха 730–19,08=710,92. Находим давление сухого воздуха при температуре 0⁰С: 710,92•273/303=640,46, округленно 640 мм рт. ст. Расход такого воздуха на всю операцию составит 26100•760/640=31000 м³. Определяем минутный расход: 31000/(18•60)=287 м³,

где 18 – часы работы на дутье.

Серийная воздуходувка подает 360 м³/мин. Отсюда следует, что продолжительность чистого дутья снизится и составит 18/360•287=14,4 ч. При использовании конвертора под дутьем 70%, что типично для отечественных заводов, общая продолжительность операции составит 14,4/0,7=20,6 ч.

Будет выдано файнштейна (150000/100)•18,65=28 т. Следует установить 30-т (по файнштейну) конвертор (соответствует 40-т по меди).

17.2 Определение количества и состава отходящих газов

Количество газов, выходящих из горловины конвертора, приведено ниже:

кг м³ % {объемн.)

SO₂ 30,7 10,7 9,0

SO₃ 9,6 2,7 2,3

О₂ 1,9 1,3 1,1

N₂ 130,0 104,0 87,6

Объем подсосанного воздуха при 80% от расчетного объема газов равен 118,7•0,8=95 м³. В нем содержится, м³: О₂ 95•0,21=20 и азота 95–20=75.

Состав газа, поступающего в газоход, с учетом подсоса воздуха:

м³ % (объемн.)

SO₂ 10,7 5

SO₃ 2,7 1,3

О₂ 1,3+20=21,3 10,0

N₂ 104+75=179 83,7

Сводный материальный баланс конвертирования приведен в таблице 49.

По материальному балансу видно, что масса полученных газов превышает массу всех остальных продуктов, вместе взятых.