- •1 Процеси в горні доменної печі. Утворення гарячих відновлювальних газів
- •1.1 Загальна характеристика процесів в горні
- •1.2 Горіння вуглецю і склад газу в горні
- •1.3 Характеристика зон горіння
- •1.4 Механічні процеси у фурмених зонах
- •2 Теплообмін в доменній печі
- •2.1 Параметри для оцінки теплообміну в доменній печі
- •2.2 Сучасна схема теплообміну по висоті печі
- •3 Відновлення заліза в доменній печі
- •3.1 Термодинамічні основи відновлювальних процесів
- •3.2 Термодинаміка відновлення оксидів заліза
- •3.2.1 Відновлення оксидів заліза монооксидом вуглецю
- •3.2.2. Відновлення оксидів заліза воднем
- •3.2.3 Порівняння відновної здатності со і н2
- •3.2.4 Відновлення оксидів заліза вуглецем
- •3.2.5 Порівняння прямого і посереднього (непрямого) відновлення, переваги і недоліки кожного
- •Питання з теми для самостійного вивчення та осмислення
- •4 Відновлення домішок і формування чавуну
- •4.1.Класифікація оксидів доменної шихти за хімічною спорідненістю до кисню.
- •4.2 Відновлення оксидів кремнію, марганцю і фосфору
- •4.2.1 Відновлення кремнію
- •4.2.2 Відновлення марганцю
- •4.2.3 Відновлення фосфору
- •4.3. Відновлення із оксидів легковідновлюваних елементів
- •4.3.1. Відновлення свинцю
- •4.3.2. Відновлення цинку
- •4.3.3 Відновлення міді
- •4.3.4. Відновлення нікелю
- •4.4. Відновлення оксидів важковідновлюваних супутніх металів
- •4.4.1 Відновлення хрому
- •4.4.2 Відновлення ванадію
- •4.4.3 Відновлення титану
- •4.5 Утворення і формування чавуну
- •4.6. Види доменних сплавів
- •Питання з теми для самостійного вивчення та осмислення
- •5 Утворення і властивості шлаку
- •5.1 Загальна характеристика шлаку
- •5.2 Утворення шлаку
- •5.3 Характеристика первинного, проміжного і кінцевого шлаків
- •5.4 Склад, властивості шлаку і методи їх опису
- •5.4.1. Доменний шлак, його склад і основні властивості
- •Методи опису властивостей шлаку
- •5.4.3. Температура плавління
- •5.4.4. В'язкість шлаку
- •5.4.5 Плавкість шлаку
- •5.4.6.Сіркопоглинальна властивість шлаків
- •6 Десульфурація чавуну
- •6.1 Десульфурація чавуну в доменній печі
- •6.1.1 Надходження сірки в піч і її розподіл між продуктами плавки
- •6.1.2 Поведінка сірки в доменній печі
- •6.1.3 Реакції десульфурації чавуну
- •6.1.4 Умови переходу сірки із чавуну до шлаку
- •Питання з теми для самостійного вивчення та осмислення
- •7 Методи інтенсифікації доменної плавки
- •7.1 Нагрів дуття
- •7.2 Зміна вологості дуття
- •Зміна вмісту кисню в дутті
- •Вдування нереформованого палива в горн
- •7.4.1 Вдування в горн природного газу
- •7.4.2 Вдування пиловугільного палива
- •7.4.3 Комбіноване дуття
- •8 Газодинаміка доменної плавки
- •8.1 Рух шихтових матеріалів
- •8.1.1 Причини опускання шихти
- •8.1.2 Сили, що діють на стовп шихти працюючої печі
- •8.1.3 Структура стовпа шихти
- •8.1.4. Газопроникність стовпа шихти
- •9 Розрахунковий аналіз доменного процесу
- •Розрахунок шихти, дуття і колошникового газу
- •9.1.1 Суттєвість методів розрахунку шихти
- •9.1.2 Дані, необхідні для розрахунку шихти
- •9.1.3 Послідовність дій при розрахунку шихти
- •9.1.4 Розрахунки дуття і колошникового газу
- •9.2 Матеріальний і тепловий баланси доменної плавки
- •9.2.1 Матеріальний баланс
- •9.2.2. Тепловий баланс плавки
- •9.2.3 Характеристики роботи печі, що розраховуються за даними теплового балансу
- •Питання з теми для самостійного вивчення та осмислення
- •Перелік використаних джерел
- •Навчальне видання Конспект лекцій з дисципліни “Теорія і технологія доменного процесу” для студентів напряму 6.050401 – Металургія
9.1.2 Дані, необхідні для розрахунку шихти
Для виконання розрахунку шихти потрібні такі вхідні дані:
1) хімічний склад, вологість матеріалів, що підлягають плавленню;
2) заданий склад чавуну;
3) витрата коксу, що розраховується попередньо або приймається на основі дослідних даних;
4) показники розподілу Мn, Si, S деяких інших елементів між чавуном, шлаком і газом;
5) відносний виніс окремих матеріалів з колошниковим газом.
9.1.3 Послідовність дій при розрахунку шихти
Розрахунок виконується на одиницю маси чавуну. У відповідності з вмістом окремих елементів в чавуні і розподілом їх між чавуном, шлаком і газом визначають витрату матеріалів (агломерат, обкотиші, руда, тощо), що містять ці елементи, на одиницю маси чавуну ( з урахуванням і без урахування вмісту вологи і кількості виносу).
Далі підбирають основність шлаку для забезпечення необхідних властивостей, у тому числі його десульфуруючої здатності і визначають витрату флюсу на одиницю маси чавуну (якщо окускована сировина недостатньо офлюсована). Для визначення вмісту S в чавуні попередньо розраховують кількість S, що залишається в печі, відносний вихід шлаку і за діаграмою В.Г.Воскобойникова або за рівнянням регресії знаходять коефіцієнт розподілу сірки Ls, котрий відповідає шлаку даної основності і вмісту в ньому Al2O3.
Після визначення кількості всіх шлакоутворюючих компонентів розраховують вихід шлаку і вміст в ньому окремих складових. Потім перевіряють вміст фосфору в чавуні і уточнюють кінцевий склад чавуну за вмістом фосфору і вуглецю. Прийнявши величину коксової подачі, визначають величину рудної частини подачі і вміст в неї окремих залізорудних компонентів, при чому витрата кожного з них береться з урахуванням кількості виносу і вологи.
9.1.4 Розрахунки дуття і колошникового газу
Розрахунок кількості дуття і колошникового газу можна виконувати як за фактичними даними працюючої печі, так і попередньо, для умов плавки, що проектуються.
В першому випадку визначається лише кількість колошникового газу і дуття. Розрахунок кількості газу заснований на балансі вуглецю. Вихід газу Qг визначається як відношення кількості вуглецю шихти, що переходить в газ Сг, до кількості вуглецю, що міститься в 1 м3 колошникового газу, котре розраховується за аналізом газу. Розрахунок кількості дуття може бути заснований на балансі азоту, кисню і вуглецю або кисню і азоту.
Для розрахунку кількості і складу колошникового газу для плавки, що проектується, необхідно попередньо розрахувати шихту і мати такі вхідні дані:
1) склад летких речовин коксу, добавок до дуття (якщо вони даються);
2) значення степені прямого відновлення заліза і використання водню, які приймаються у відповідності з умовами роботи печі;
3) визначені попереднім розрахунком або прийняті за дослідними даними витрати добавок до дуття, що містять водень і вміст в дутті кисню і вологи.
Перш за все за балансом вуглецю визначають кількість вуглецю, який окислюється шихтою і дуттям. Потім розраховують кількість кисню і дуття, необхідні для згоряння вуглецю, коксу і добавок до дуття, кількість кожної складової колошникового газу визначають за балансом з урахуванням перетворень, що відбуваються при рухові газу від горна до колошника печі.