6.Определение оптимальное содержание железа в шихте для д.П. Технико-экономические показания доменной плавки

Определение оптимального сод-ия железа в железосодержащей части шихты.

Подготовка железных руд к доменной плавке имеет важное зн-ие, поскольку, чем чательнее подготовлена руда к дом-ой плавке, тем выше производительность печи, меньше расход топлива и выше качество полученного чугуна. Для обеспечения хорошей газопроницаемости шихтовых материалов желательно, чтобы они были однородными по кусковатости и размер самого большого куска не превышал размер самого малого больше чем в 2 раза. Важнейший резерв повышения производительности доменных печей состоит в увеличении сод-ия железа в шихте, поскольку, повышение концентрации железа на 1% обеспечивает уменьшение расхода кокса на 1 – 3%. Для обогащения железных руд и подготовки их к дом-ой плавке используются эффективные процессы, позволяющие получать концентраты с сод-ем железа 63 – 67%, а в отдельных случаях 69 – 72%. Однако для обогащения требуются дорогие и сложные схемы, что также вызывает увеличение себестоимости жидкого чугуна.

Основными показателями, характеризующими работу дом. печей явл-ся:

1. Производительность в ед. времени,

2. расход кокса на тонну выплавляемого чугуна

3. себестоимость тонны жидкого чугуна.

Для оценки производительности дом. печей различного объема применяют относительный показатель КИПО( коэф. использования полезного объема), который равен отношению полезного объема дом. печи к среднесуточной производительности

КИПО= V/p [м³* сутки/тонну]

Данный показатель составляет 0,55-0,45. За величину полезного объема принимается V дом. печи от уровня завалки на колашнике до оси чугунной лётки. Для сравнения эффективности дом. печей, производящих разные чугуны и ферросплавы, используются переводные коэф-ты.

Для предельного чугуна коэф-т=1. Для литейных-1.15-1.4, для ферросилиция=2,5; для феррофосфора=4.

Средний расход кокса на тонну выплавляемого чугуна для лучших печей мира составляет 360-400 кг/т. Себестоимость чугуна, учитывает затраты материалов живого труда и основных фондов в денежном выражении. В структуре себестоимости чугуна сырые материалы-42%(флюсы и агломерат), технологическое топливо-50%, з/п-1,5%, амортизация-1,5%, прочие расходы-5%

7. Восстановление оксидов железа в доменной печи

1. Восстановление оксидов железа.

Академиком Байковым А.А. установлено, что высший оксид железа Fe₂O₃ превращается в железо последовательно через промежуточные оксиды. При этом при при t-ре <570 С⁰ Fe₂O₃ восстанавливается до Fe₃O₄ и до Fe. FeO при таких температурах неустойсиво.

При t-ре >570 С⁰: Fe₂O₃ Fe₃O₄FeOFe.

Восстановление Fe в доменной печи происходит за счёт углерода, оксида углерода, водорода.

Восстановление оксидов Fe газами(CO и H) называется косвенным, а твёрдым углеродом – прямым восстановлением. Однако непосредственное взаимодействие твёрдого углерода с твердыми оксидами Fe ограничено несовершенством контакта между кусковыми материалами, поэтому прямое восстановление следует понимать шире, чем непосредственное взаимодействие углерода кокса с оксидами. Фактически процесс связан с газовой фазой и состоит из двух стадий:

MeО + CO Me + CO₂

CO₂ + C CO

Главное, что отличает косвенное восстановление от прямого – это расход углерода, и с развитием реакции прямого восстановления сокращается количество углерода, достигшего фурм.

t>570 С⁰

1. Fe₂O₃ + CO Fe₃O₄ + CO₂

2.Fe₃O₄ + CO FeO + CO₂

3.FeO + CO Fe + CO₂

t<570 С⁰

Fe₂O₃ + CO Fe₃O₄ + CO₂

4.Fe₃O₄ + CO Fe + CO₂

5.CO₂ + C 2CO

6. Состав реального газа в доменной печи

Поэтому в дом. печи Fe способно восстановится на 99-99,8%, а 1-0,2% Fe переходит в шлак, при этом 70-80% оксидов Fe восстановятся косвенным путем, а остальное прямым.

При восстановлении оксидов железа водородом последовательность их восстановления сохраняется, как и для СО, только в качестве продуктов реакции вместо СО₂ образуются пары воды.

Fe₂O₃+H₂→Fe₃O₄+H₂