22.2 Расчет материального баланса конвертирования ферроникеля в основном конверторе (II стадия)

В конвертор с основной футеровкой поступает ферроникель с I стадии конвертирования следующего состава, кг (%): Ni 5,760 (7,00); Со 0,192 (0,23);. Si 0,100 (0,12); С 0,750 (0,91); Сг 0,100 (0,12); S 0,280 (0,34); Р 0,300 (0,37); Fe 74,790 (90,91). Всего 82,272 кг. Расчет ведем на 100 кг ферроникеля указанного состава.

Определяем выход товарного ферроникеля. Перейдет в товарный ферроникель при извлечении 96% Ni и Со: Ni 7•0,96=6,72 кг; Со 0,23•0,96=0,22 кг. Перейдет в основной шлак Ni (7•0,8)/100=0,056 кг; Со (0,23•0,8)/100=0,00184 кг. Перейдет в пыль и неучтенные потери Ni 7–(6,72+0,056)=0,224 кг; Со 0,23–(0,22+0,00184)=0,00816 кг. Выход товарного ферроникеля составит (6,72•100)/12=56,0 кг. Согласно ТУ48-3–75, в товарный ферроникель может перейти не более кг: Si (56•0,1)/100=0,0560; С (56•0,1)/100=0,560; Сг (56•0,1)/100=0,056; S (56•0,03)/100=0,168; Р (56•0,04)/100=0,224. Всего 0,2072 кг.

Железо определяем по разности 56,0–(6,72+0,22+0,2072)=48,8528 или округленно 48,853 кг. Должно быть удалено при конвертировании из ферроникеля, кг: Si 0,120–0,056=0,064; С 0,91–0,056=0,854; Сг 0,12–0,056=0,064; S 0,34–0,0168=0,3232; Р 0,37–0,0224=0,3476; Fe 90,91–48,853=42,057.

Определяем расход кислорода на окисление железа и примесей, а также массу образовавшихся окислов, кг:

Окисляется	Расход О2	Получено
42,06 Fe 0,064 Si 0,854 C 0,064 Cr 0,3476 P 0,3232 S	12,060 0,073 1,138 0,030 0,266 –	54,12 FeO 0,137 SiO2 1,992 CO2 0,094 Cr2O3 0,614 P2O5 0,7272 CaS

По приведенным данным определяем расход СаО для удаления в шлак 0,3232 кг серы, а также количества CaS и FeO, образующихся по реакции FeS + СаО = FeO + CaS (88+56=72+72). Образуется CaS (0,888•72)/88=0,7272 кг. Потребуется СаО (56•0,7272)/72=0,5656 кг. Образуется FeO (0,5656•72)/56=0,7272 кг.

Определяем расход СаО на образование фосфорнокальциевой соли по реакции Р₂О₅ + 4СаО = (СаО)₄ Р₂О₅. Потребуется СаО (0,614•224)/142=0,968. Образуется (СаО)₄Р₂О₅ 0,968+0,614=1,582. Всего потребуется СаО 0,5656+0,968=1,5336 или округленно 1,534 кг. Перейдет в шлак (без учета расхода холодных присадок), кг (%): FeO 54,12+0,7272=54,847 (95,48); SiO₂ 0,137 (0,24); СгО₃ 0,094 (0,16); Р₂О₅ 0,614 (1,07); CaS 0,727 (1,26); СаО 0,968 (1,68); Ni 0,056 (0,1); Со 0,0018 (0,013). Итого 57,445 кг.

Шлак получился с низким содержанием СаО (1,7%), практически в основном конверторе получается шлак с более высоким содержанием СаО.

Для определения расхода известняка задаемся содержанием в шлаке 70% FeO (без учета перехода в шлак основной футеровки). Тогда количество шлака составит 54,847/0,70=78,35 кг. Следует дополнительно ввести СаО 78,35–57,445=20,90 кг. Всего потребуется СаО 1,534+20,90=22,434 или округленно 22,43 кг. Для упрощения расчета принимаем, что известняк чистый (56% СаО и 44% СО₂): Тогда потребуется известняка 22,43/0,56=40,05 кг. При разложении известняка переходит в газы СО₂ 40,05–22,43=17,62 кг. Содержание СаО в шлаке составит [(22,43–0,5656)•100]/78,35=26,6%. Никеля в шлаке будет (0,056/78,35)•100=0,07%. Полученный шлак по составу удовлетворяет нормам основного процесса конвертирования.

Определяем расход технологического кислорода (кислорода 98,6%, азота 1,4%). Использование кислорода в конверторе принимаем равным 90%. Потребуется чистого кислорода (13,57•100)/90=15,1 кг. Избыток, кислорода 15,1–13,57=1,53 кг. Расход технологического кислорода составляет (15,1•100)/98,6=15,31 кг, в том числе азота 15,31–15,1=0,21 кг.

Потребуется кислорода 15,1/1,43=10,6 м³. Правильность расчета конвертирования в основном конверторе проверяем составлением материального баланса, кг:

Приход		Расход
Ферроникель Технологический кислород Известняк	100,00 15,31 40,05	Товарный ферроникель Шлак Газы: СО2 N2 О2 Пыль Невязка	56,000 78,350 19,612 0,210 1,530 0,232 0,574
Итого	155,36	Итого	155,36