4.5.2.4. Расчет количества железорудного концентрата
Определив расход агломерата, рассчитаем количество концентрата, необходимое для его производства:
кг/т
Fe
проката,
где 1283,8 – удельный расход агломерата в ДЦ, кг/т железа проката (см. 4.5.2.3.3);
0,642 – массовая доля железа в агломерате (см. 4.5.2.3.2);
5 – количество безвозвратных потерь пыли на АГП, кг/т агломерата (см. табл. П 2.5);
0,40 – массовая доля железа в агломерационной пыли (см. табл. П 2.5);
15 – количество утилизируемой колошниковой пыли, кг/т чугуна (табл. П 2.4);
0,48 – массовая доля железа в колошниковой пыли (табл. П 2.4);
(5+15) – количество утилизируемой окалины и шламов МНЛЗ, кг/т слябов (табл. П 2.2);
5 – количество утилизируемой окалины прокатного производства, кг/т проката (табл. П 2.1);
0,567 – массовая доля железа в окалине прокатного производства (см. табл. П 2.1);
1054,3 – расход слябов МНЛЗ, кг/т железа проката (см. 4.5.2.1);
0,844 – доля железа в окалине и шламах МНЛЗ (см. табл. П 2.2);
1030,6 – количество производимого проката, кг/т железа проката (см. 4.5.2.1);
0,6958 – доля железа в концентрате (см. 4.5.2.3.1).
С учетом потерь железорудного концентрата при транспортировке его потребуется:
кг/т
Fe
проката,
где 4 – доля потерь железорудного концентрата при транспортировке, % масс. (см. табл. П 2.9);
1149,3 – расход железорудного концентрата, кг/т железа проката (см. текущий раздел).
Таким образом, потери железорудного концентрата составят 47,9 кг/т Fe проката.
Как уже было рассчитано ранее (см. 4.5.2.3.1), для получения 1 т концентрата необходимо в 2732,2 т руды. При этом с учетом безвозвратных потерь с пылью потребуется:
кг
руды/т Fe
проката,
где 0,6958 – массовая доля железа в концентрате (см. 4.5.2.3.1);
1,7322 – количество образующихся при обогащении хвостов, т/т концентрата (см. 4.5.2.3.1);
0,1269 – массовая доля железа в хвостах (см. 4.5.2.3.1);
5 – количество неуловленной пыли на ГОК, кг/т концентрата (см. табл. П 2.6);
1197,2 – расход железорудного концентрата с учетом его потерь при транспортировке, кг/т железа проката;
0,3351 – доля железа в исходной руде (см. табл. 4.8).
4.5.2.5. Расчет количества угольного концентрата
Общее количество кокса, складывающееся из потребности доменного (табл. 4.18) и агломерационного производств, составляет 491,1 кг/т железа в прокате. Задаваясь химическим составом получаемого кокса (см. табл. П 2.4) и выходом годного при коксовании можно рассчитать количество и состав исходного угольного концентрата и образующейся при этом попутной продукции (табл. 4.19). В нашем случае получаемый кокс содержит (% масс.): 86,41 углерода, 1,01 летучих, 0,68 серы и 11,90 золы. То же самое в кг/т железа проката составит:
Углерод:
491,1*86,41/100=424,3
Летучие:
491,1*1,01/100=5,0
Сера:
491,1*0,68/100=3,3
Зола:
491,1*11,90/100=58,4
В ходе коксования из угольного концентрата помимо летучих компонентов удаляется 3 кг серы и 5 кг углерода на тонну получаемого кокса (см. табл. П 2.7). Количество углерода и серы в исходном угольном концентрате (в кг) складывается из массы их количеств в коксе и массы, удаляемой вместе с летучими:
424,3+5*491,1/1000=426,8 кг углерода /т железа проката;
3,3+3*491,1/1000=4,8 кг серы /т железа проката.
Количество летучих веществ, удаляемых в процессе коксования, составляет:
кг/т
Fe
проката,
где 0,77 – выход кокса из концентрата для коксования, доли ед. (см. табл. П 2.7).
Учитывая, что масса золы в ходе коксования остается неизменной, т.к. минеральная часть полностью переходит в кокс (58,4 кг/т железа проката), находим количество летучих и золы в угольном концентрате:
5,0+146,7=151,6 кг летучих/т железа проката;
58,5 кг золы/т железа проката.
Далее, суммируя найденные ранее массы углерода, золы, серы и летучих, находим количество угольного концентрата для коксования:
426,8+4,8+151,6+58,4=641,7 кг/т железа проката.
Далее по разнице масс компонентов в исходном концентрате и получаемом коксе рассчитывается потеря массы и состав удаленных летучих компонентов при коксовании.
Потеря массы:
641,7-491,1=150,6 кг/т железа проката.
Состав, % масс.:
углерод: 5*491,1/1000/150,6*100=1,63;
летучие: 146,7/150,6*100=97,39;
сера: 3*491,1/1000/150,6*100=0,98,
где 5 – количество углерода, удаляемого с летучими компонентами при коксовании, кг/т кокса (см. табл. П 2.7);
491,1 – общая потребность в коксе, кг/т железа проката;
150,6 – потеря массы угольного концентрата в ходе коксования, кг/т железа проката;
146,7 – количество удаленных летучих компонентов, кг/т железа проката;
3 – количество серы, удаляемой с летучими компонентами, кг/т кокса (см. табл. П 2.7).
Задаваясь выходом угольного концентрата при обогащении (85 %) рассчитывается количество угля, идущего на обогащение:
кг/т
Fe
проката.
Масса хвостов углеобогащения, определяемая по разнице между количествами угля и концентрата, составит 113,2 кг/т Fe проката. При заданном содержании углерода в хвостах обогащения (12 %, П. 2.8) его количество составит: 113,2*12/100=13,6 кг/т железа проката. Масса углерода в исходном угле складывается из его масс в угольном концентрате и хвостах углеобогащения: 426,8+13,6=440,4 кг/т железа проката. Предполагая, что при обогащении углей сера и летучие распределяются между концентратом и хвостами пропорционально углероду, рассчитывается их количество в исходном угле. Таким образом, количество летучих в хвостах составит:
кг/т
Fe
проката,
где 13,6 – масса углерода в хвостах углеобогащения, кг/т железа проката;
440,4 – масса углерода в исходном угле, кг/т железа проката;
151,6 – масса летучих в угольном концентрате, кг/т железа проката.
Аналогично для серы:
кг/т
Fe
проката,
где 13,6 – масса углерода в хвостах углеобогащения, кг/т железа проката;
440,4 – масса углерода в исходном угле, кг/т железа проката;
4,8 – масса серы в угольном концентрате, кг/т железа проката.
Масса золы, переходящей в хвосты рассчитывается по разности между общей массой хвостов и массами остальных компонентов – углерода, серы и летучих: 113,2-13,6-4,7-0,1=94,8 кг/т железа проката. Результаты расчета количества и состава компонентов при обогащении и добыче угля приведен в табл. 4.19.
Таблица 4.19
Количество и состав компонентов при обогащении угля и производстве кокса
Показатель |
Уголь |
Хвосты |
Угольный концентрат |
Попутная продукция |
Кокс |
|||||
кг |
% |
кг |
% |
кг |
% |
кг |
% |
Кг |
% |
|
Расход, кг |
754,9 |
|
113,2 |
|
641,7 |
|
150,6 |
|
491,1 |
|
Зола, кг |
153,3 |
20,30 |
94,8 |
83,74 |
58,4 |
9,11 |
0,0 |
0,00 |
58,4 |
11,90 |
Сера, кг |
5,0 |
0,66 |
0,1 |
0,13 |
4,8 |
0,75 |
1,5 |
0,98 |
3,3 |
0,68 |
Летучие, кг |
156,3 |
20,71 |
4,7 |
4,13 |
151,6 |
23,63 |
146,7 |
97,39 |
5,0 |
1,01 |
Углерод, кг |
440,4 |
58,33 |
13,6 |
12,00 |
426,8 |
66,51 |
2,5 |
1,63 |
424,3 |
86,41 |
С учетом того, что в летучих компонентах, удаляемых в процессе коксования, помимо коксового газа содержатся смолы, бензол, аммиак, сероводород и прочие улавливаемые компоненты, для определения количества коксового газа необходимо задаться их массой (табл. 4.20).
Таблица 4.20
Попутная продукция коксохимического производства
Компонент |
кг/т удаленных летучих компонентов |
кг/т Fe проката |
Смола |
100 |
15,06* |
Бензол |
33 |
4,97 |
Аммиак |
10 |
1,51 |
H2S |
15 |
2,26 |
Циан |
1 |
0,15 |
Всего |
159 |
23,95 |
* - 15,06=100*150,6/1000,
где 150,6 – масса летучих компонентов, удаляемых в ходе коксования, кг/т Fe проката.
Как видно из табл. 4.20 в нашем случае она составляет 23,95 кг/т Fe проката. Вычитая эту величину из массы летучих компонентов угля и разделив на плотность коксового газа (0,45 кг/м3 – см. табл. П 2.7) получаем объем образующегося коксового газа:
(150,6-23,95)/0,45=281,5 м3 /т Fe проката.