Определение расхода шихтовых материалов кроме кокса.
Выход чугуна из компонентов шихты.
Расчет
расхода железорудной части шихты, флюса,
марганцевой руды, кокса выполняется на
выплавляемого чугуна.
Для определения значений расхода компонентов шихты необходимо составить балансовые уравнения, в которых:
-
расход рудной смеси,
- расход марганцевой руды,
- расход известняка.
Количество
чугуна
образующегося
в доменной печи при проплавлении
данного шихтового материала называется
выходам чугуна.
Выход
чугуна определяют по элементам, содержание
которых в чугуне зависит главным образом
от количества их в шихте
;
содержание же ряда других элементов
определяется условиями плавки
.
Различные элементы, находящиеся в шихтовых материалах, в ходе доменной плавки распределяются между чугуном, шлаком и газом.
Таблица 5.
Коэффициенты распределения элементов.
Элемент |
Чугун |
Шлак |
Газ |
Fe |
0,995 |
0,005 |
- |
Mn |
0,550 |
0,450 |
- |
P |
1,000 |
- |
- |
S |
0,050 |
0,850 |
0,100 |
Выход чугуна определяют по следующей формуле:
где:
- содержание соответствующих элементов
в данном материале, %;
-
коэффициенты перехода элементов в
чугун, доли ед.;
-
содержание соответствующих элементов
в чугуне, %;
Уравнение по выходу чугуна из компонентов шихты имеет вид:
где:
- выход чугуна соответственно из рудной
смеси, марганцевой руды и известняка.
Ниже приведены значения перехода чугуна из компонентов шихты.
3,42-3,726-0,033=92,821
кг
55,522∙0,995+0,1801∙0,55+0,0354∙0,05+0,077∙1=55,4518
кг
0,378∙0,995+0,052∙0,05+0,004∙1=0,3831
кг
3,5∙0,995+38,057∙0,55+0,219∙1=24,6326
кг
(7,91∙0,995+1,256∙0,05+0,682∙1)∙0,01∙13,84+1,02∙0,05=1,2433
кг
0,5974
0,2654
0,0041
0,0134
Подставляем значения выхода чугуна в уравнение по выходу чугуна:
Баланс марганца в компонентах шихты и чугуна.
Каждый компонент шихты может внести в чугун количество марганца, равное
.
Для поддержания в чугуне заданного
количества марганца его требуется
Избыток или недостаток марганца по
каждому компоненту равен разности его
фактического и требуемого взноса.
Недостаток марганца в чугуне от одних компонентов шихты должен быть покрыт избытком марганца в других компонентах, т. е. алгебраическая сумма избытков и недостатков марганца в составляющих шихты должна быть равна нулю, т.е. уравнение по балансу марганца будет иметь вид:
0,1801∙0,75-0,41∙0,5948=
- 0,14588 кг
38,057∙0,75-0,41∙0,3472=
20,8228 кг
В известняке и коксе марганец отсутствует.
Подставим
в уравнение полученные значения
:
-0,1088
28,4008
Баланс основностей компонентов шихты и доменного шлака.
В
связи с тем, что основность каждого
компонента шихты, выраженная отношением
суммы, основных
к сумме кислотных
окислов, будет отличной от заданной
основности шлака, то в компонентах шихты
имеет место избыток
или недостаток
основных окислов по сравнению с требуемым
их количеством в конечном шлаке. Поэтому
для получения шлака заданной основности
необходимо, чтобы:
или
где:
- заданная основность шлака;
-
содержание соответствующих окислов в
компонентах шихты, %;
-
избыток или недостаток основных окислов
в компонентах шихты;
-
отношение молекулярных масс
к
(равно
);
-
содержание кремния в чугуне. %;
-
количество кремния, переходящего из
данного компонента шихты в чугун для
поддержания в нем требуемого содержания
кремния;
-
количество
(кремнезема), которое будет израсходовано
на восстановление требуемого количества
кремния в чугун;
Недостаток основных окислов в одних компонентах шихты должен быть компенсирован избытком основных окислов в других компонентах, т. е. алгебраическая сумма избытков и недостатков основных окислов в составляющих шихты должна быть равна нулю. Таким образом, уравнение по балансу основности будет иметь вид:
Определим значения:
9,666+0,744-1,02∙(9,255-2,14∙3,42∙0,5948+2,24)=3,145
кг
2,0+0,3-1,02∙(20,0-2,14∙3,42∙0,3472+6,0)=
-22,2389кг
54,5+0,78-1,02∙(0,79-2,14∙3,42∙0,0041+0,12)=
54,3826 кг
0,72+0,304-1,02∙(7,031-2,14∙3,42∙0,0128+3,571)=
-9,6893 кг
Подставим в уравнение баланса основностей полученные значения
Таким образом, имеем систему из трех уравнений:
Решение системы уравнений
166,934
1,169
-9,176
Расход
известняка
получился отрицательным в связи с тем,
что в железорудном материале будет
находиться избыточное количество
основных окислов
по сравнению с требуемым в конечном
шлаке. В расчете пока не учтен недостаток
в золе кокса, удельный расход которого
пока неизвестен. На ошлакование золы
кокса требуется некоторое дополнительное
количество флюса, которое в дальнейшем
расчете может изменить отрицательный
знак при
на положительный. Если же и далее
имеет отрицательный знак, принимаем
,
а основность шлака будет равна той,
которая получится в расчете.
По имеющимся данным можно определить количество флюса, необходимое для ошлакования золы, имеющейся в кокса.
0,178
Тогда на ошлакование золы всего кокса потребуется флюса
0,178∙К,
кг
где:
- удельный расход кокса, который предстоит
определить.
Общий расход известняка на ошлакование пустой породы шихты будет равен
-9,176+0,178∙К,
кг