Курсовая работа : Теорія доменної плавки 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Курсовая работа >> Промышленность, производство


Теорія доменної плавки




Зміст

Вступ

  1. Літературний огляд

  2. Методика виконання розрахунків

  3. Аналіз результатів

Висновок

Список літератури

Додаток А

Додаток Б

ВСТУП

Споживання окатишів в усіх технічно розвинених країнах безперервно росте. Вони стають важливим компонентом доменної шихти, хоча поява їх була викликана не стільки потребою технології доменної плавки, скільки необхідністю раціоналізації далеких перевезень сировини.

Доля окатишів в шихті коливається від 0 до 50 %, складаючи в середньому 35 %. Основними показниками якості окатишів являється початкова міцність (на розчавлювання і по барабанному випробуванню) і стабільність хімічного складу (за змістом заліза і основності) при обмеженні розмірів [1]. При високій однорідності властивостей окатишів доменні печі можуть працювати з будь-якою їх долею в шихті.

Застосування окатишів обумовлює необхідність організації постійного контролю їх властивостей. Висока однорідність металургійних характеристик окатишів нерідко виявляється важливішим чинником, ніж абсолютні їх значення.

Оптимальна доля окатишів в шихті залежить від місцевих умов і визначається з урахуванням їх негативних властивостей (менша віддача від підвищення змісту заліза, гірші газодинамічні характеристики із-за раннього розм'якшення, посилена стиранність, гірший розподіл в печі та ін.) і переваг, пов'язаних з хорошою транспортабельністю і можливістю тривалого зберігання.

1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

Одним з основних заходів по поліпшенню показників роботи доменних печей є підготовка шихтових матеріалів. Нині велика увага приділяється отриманню металізованих матеріалів, які можна використовувати в доменному і сталеплавильному виробництві. Виробництво металізованих матеріалів у всьому світі складає більше 30 млн. т. При цьому на виробництво чавуну витрачається 65 % цих матеріалів, а решта - на виплавку сталі.

Витрата коксу на 1 т чавуну при роботі доменної печі на повністю відновленій шихті має дорівнювати приблизно 300 кг при мірі металізації шихти 0,85 і температурі дуття 1000°С.

Максимальна міра металізації доменної шихти при роботі печі без вдування вуглеводнів і температурі дуття 900°Із складає 0,19. Вдування ж в піч замінників коксу дозволяє підвищити максимальну міру металізації до 0,56.

Встановлено, що при низькій мірі металізації збільшення змісту в шихті металевого заліза на 1% дає зниження витрати коксу і підвищення продуктивності на 0,7%.

Оптимальною, з точки зору продуктивності і витрати коксу, являється міра металізації доменної шихти 0,85. При роботі доменної печі на 100% металізованої шихти працездатність її збільшується на 65% в порівнянні з роботою на шихті з 100% окислених окатишів [1].

Завдяки використанню заздалегідь відновлених окатишів або брикетів можна понизити питому витрату коксу до 300-400 кг і значно збільшити продуктивність доменних печей.

Підвищення утримання в шихті доменних печей металізованих матеріалів на 10% забезпечує зниження витрати коксу на 5% і ріст продуктивності на 6%.

Таким чином, є різні відомості про вплив металізації шихти на показники роботи доменної печі. Мало вивчено питання про спільний вплив складу і температури дуття, вдуванні різних реагентів при плавці металізованої шихти на продуктивність печі і питому витрату коксу.

З результатів розрахунків виходить, що міра металізації шихти чинить різний вплив на продуктивність доменної печі. Так, при мірі металізації шихти менш граничної (α < αn) вплив буде максимальним. Якщо ж міра металізації шихти буде більше за граничну, то підвищення продуктивності буде меншим. У останньому випадку термічно-резервна зона теплообміну скорочується до нуля. Для доказу цього положення були проведені додаткові розрахунки, результати яких приведені в таблиці 1.1.

При плавці повністю металізованої шихти продуктивність доменної печі може бути збільшена в 2 рази при аналогічному зменшенні витрати коксу. Це підтверджено досвідом експлуатації доменних печей, в яких проплавляли шихту з високим вмістом металодобавок [2]. Так, при роботі доменної печі об'ємом 364 м3 з температурою дуття 700-750оС на шихті, що містить 750-870 кг стружки на 1 т чавуну, продуктивність при виплавці ливарного чавуну збільшилася на 30-40 % в порівнянні з продуктивністю при роботі на руді. Витрата коксу для цих умов склала 500 кг/т чавуну, а при збільшенні витрати дуття продуктивність можна було б збільшити ще на 20%.

Розрахункові дані по впливу міри металізації на продуктивність і витрату коксу задовільно узгоджуються з результатами досвідчених плавок.

При плавці металізованих окатишів в досвідченій доменній печі об’ємом 8,5 м3 на кожні 10% підвищення міри металізації шихти було отримано підвищення продуктивності доменної печі на 6,5% і зниження витрати коксу на 5%. Робота досвідченої доменної печі на повністю металізованій шихті дозволила збільшити її продуктивність на 100% при зниженні використання коксу на 50%.

Аналогічні результати були отримані при плавці металізованих окатишів і в інших доменних печах.

Металізовані окатиші проплавляли також і в досвідченій доменній печі НТМК [3]. Шихта складалася із звичайних або заздалегідь відновлених окатишів з мірою металізації від 46,7 до 53,5 %. Було встановлено, що на кожні 10 % металізацій витрата коксу знижується на 4,85 - 5,65 %, а продуктивність підвищується на 1,78 - 2,44%. У доменній печі НТМК об'ємом 259 м3 проплавляли металізовані окатиші, виготовлені заводом "Сибелектросталь". Міра металізації шихти, що складалася з високогірського агломерату і цих окатишів, була рівною 23 %. При роботі на цій шихті витрата коксу знизилася на 9,4 %, а виробництво печі зросла на 3,65 % на кожні 10 % металізації.

Якщо взяти до уваги відхилення умов проведення досвідчених плавок, що мають місце, від базових, наприклад по витраті дуття, його температурі, виходу шлаку та ін., можна вважати, що розрахункові данні про вплив металізації шихти на показники роботи доменної печі добре узгоджуються з досвідченими.

У зв'язку з вищевикладеним велике значення придбаває вивчення металургійних властивостей окатишів. У лабораторії заводу "Сибелектросталь" було проведене дослідження поведінки (зміна міцності, міри металізації і змісту сірки) окислених рудних і відновлених приблизно до 50 % рудних окатишів у умовах, близьких до умов, спостережуваних в доменних печах. Температуру і склад газової фази в лабораторній установці змінювали в процесі нагріву окатишів відповідно до даних, отриманих при дослідженні доменних печей (мал. 1.1, а і б)[4]. Результати цих досліджень приведені на мал. 1.1, в і р.

Дослідженнями виявлено, що окислені окатиші відновлюються значно швидше металізованих і до кінця процесу досягають практично однаковій мірі металізації (малюнок 1.1, в).

Мал. 1.1 - Поведінка металізованих з початковою мірою металізації 43 % (1) і рудних обпалених (2) окатишів в доменній печі: а і б - відповідно зміна температури і складу газової фази в дослідах; у і г - зміна міри металізації і міцності

Металізовані окатиші мають високу постійну міцність упродовж усього процесу нагріву і відновлення в умовах доменної плавки. Окислені ж окатиші в процесі низькотемпературного (до початку зварювання кристалів заліза) відновлення втрачають свою міцність до декількох кілограмів.

Зміна міцності окатишів від характеру нагріву до 1000°З показано на мал. 1.1.

При проведенні металізації в конвеєрній печі разом з газами випаровується тільки 30 % S, що міститься в сирих рудних окатишах. Тому представляє інтерес проведення сірки в процесі до відновлення цих окатишів. Дослідження вели в моделі трубчастої печі, що забезпечує нагріваючи і витримку металізованих окатишів при 1000°З у відновному середовищі спільно з вапном і без неї. При досягненні за 2 годину міри металізації 90 % міра десульфурації досягла приблизно 40 % без істотного впливу вапна (мал. 1.2).

Мал. 1.2 - Поведінка металізованих окатишів (початкова міра металізації 43 %, температура в печі 1000 оС): 1 – без вапняку; 2 - з вапняком (10 % від маси шихти); 3 - сірка у вапняку

Представляє також великий інтерес тривалість зберігання металізованих окатишів. З цією метою партія металізованих рудних окатишів впродовж 6 місяців зберігалася на відкритому повітрі, причому окатиші змочували водою через кожні 2 - 3 дні.

При такому способі зберігання міра металізації окатишів зменшувалася за 6 місяців з 76 до 72%.

При високій однорідності властивостей окатишів доменні печі можуть працювати з будь-якою їх долею в шихті. Застосування окатишів обумовлює необхідність організації постійного контролю їх властивостей. Висока однорідність металургійних характеристик окатишів нерідко виявляється важливішим чинником, ніж абсолютні їх значення.

Найбільш перспективним напрямом підвищення якості окатишів є збільшення їх основності до 1,2 - 1,4 при використанні концентрату з низьким вмістом кремнезему і доломітизованого вапняку [5].

В процесі відновлення шару окатишів під навантаженням 0,1 МПа (по ГОСТ 21707-76) в температурному інтервалі активного їх розм'якшення (850-1050 °С) повинне обмежуватися утворення щільних спеків, що чинять опір газовому потоку більш ніж 200 Па, а за деякими даними і менше 130 Па при відновленні не менше чим на 85 %.

Важливою умовою ефективної роботи доменних печей є постійний контроль якості окатишів (і агломерату), що завантажуються в доменні печі.

Несприятливий вплив окатишів на хід доменної плавки може бути ослаблений зміною профілю печі, пристроєм рухливих плит на колошнику, зміною елементів конструкцій засипних апаратів (кута нахилу, довжини тієї, що утворює і профілю конуса), встановленням раціональної системи завантаження і вибором оптимального співвідношення між компонентами рудної частини, що забезпечує задану плавку (основність) шихти.

Підвищенню ефективності застосування окатишів сприятимуть чинники вдосконалення систем завантаження, дуттєвого і шлакового режимів [6].

Важливими перевагами металізованих окатишів є висока чистота по шкідливих домішках і невелика кількість порожньої породи, тому їх використовують, передусім, в електросталеплавильних печах, що спеціалізуються на виплавці якісних сталей.

На комбінаті НЛМК була проплавлена невелика партія металізованих окатишів в доменних печах №1 і №2, об'ємом відповідно до 1060 м3 і 1000 м3. Це дозволило вивчити вплив міри металізації шихти на техніко-економічні показники доменної плавки в умовах промислового виробництва.

При дослідженні металізованих окатишів було відмічено, що насипна вага окатишів складає 1,97 - 2,05 т/м3, зміст фракції коливається від 1,3% до 13,7%. Металізовані окатиші характеризуються високою пористістю, розвиненою питомою поверхнею пір (до 3 м2/г) і великим об'ємом (до 5 м3/г). Хімічний аналіз металізованих окатишів в середньому за період їх проплавлення в доменних печах НЛМК був наступним (%): Feмет = 81,80; SiO2 = 4.42%; З = 1,57; S = 0,004; Р = 0,014; MgO = 0,30; CaO = 0,15; Mn = 0,028; Міра металізації - 90,3 %.

Результати плавок з використанням в шихті металізованих окатишів і без них приведені в таблиці 1.1. За результатами проведених плавок складені матеріальний, загальний тепловий і зональні теплові баланси. Матеріальний баланс виявив високу збіжність результатів для усіх періодів: в середньому нев'язка прибуткової і витратної частини складала 2,2 %. Загальний тепловий баланс, складений за методикою [7] показав збільшення тепла у разі використання металізованих окатишів до 9,4 % з 7,3 % на звичайній шихті. Основні результати розрахунку зональних теплових балансів представлені в таблиці 1.2.

Таблиця 1.1 - Основні техніко-економічні показники роботи доменної печі № 1 НЛМК в період без використання металізованих окатишів (I) і з їх використанням (II)

Показник

I

II

Тривалість періоду, сут

16

18

Продуктивність, т/сут

2138

2187

Витрата вологого коксу, кг/т

490

454

Приведена витрата коксу, кг/т

490

462

Рудне навантаження, т/т

3,64

3,82

Інтенсивність плавки, т/м3 сут:

по коксу

0,982

0,940

по сумарному вуглецю

0,976

0,930

Зміст заліза в шихті, %

53,64

55,89

Витрата шихтовых матеріалів, кг/т :

агломерат НЛМК

1340

1182

окатиші ЛебГОК

430

351

окатиші металізовані

-

113

руда криворізька

5

3

конвертерний шлак

36

38

Міра металізації шихти, %

0,3

9,6

Витрата природного газу, м3

110

144

105

130

Витрата технологічного кисню, м3

Дуття:

витрата, м3 /мін

температура, °З

вміст кисню, %

вологість, г/м3

1667

1167

28,5

3,4

1601

1183

28,4

4,6

Колошниковий газ:

температура, °З

239

237

зміст, %:

С02

19,0

18,3

З

25,5

26,2

Н2

8,3

8,3

Міра використання відновної здатності газів, %:

окисли вуглецю

водню

Міра розвитку процесів непрямого відновлення, %

42,7

38,5

79,2

41,1

36,5

78,0

Перепади тиску, кПа:

верхній

нижній

23

86

21

89

Шлак:

вихід, кг/т

основність Сао/SiO2

Простий, ч-мин

471

1,16

1-25

458

1,15

2-40

Таблиця 1.2 - Зміна температури газового потоку у міру нагріву шихтових матеріалів в період плавки металізованих окатишів

Температура шихти і продуктів плавки

Температура газового потоку, °З

I

П

1500

2132

2074

1200

1631

1555

900

987

970

Ці таблиці 1.2 вказують на значне зменшення температури газового потоку внизу доменної печі при використанні металізованих окатишів і незмінність характеру теплообміну між шихтою і газом в шахті.

Таким чином, має місце розігрівання горна, про що свідчить і той факт, що в усі періоди використання металізованих окатишів спостерігається збільшення змісту кремнію в чавуні на 0,06-0,07 %, з одночасним збільшенням вмісту вуглецю на 0,1-0,2 %.

Описаний характер зміни теплового стану доменної печі і, передусім, збільшення змісту кремнію в чавуні вказують на недолік збільшення рудного навантаження в період плавки металізованих окатишів, тобто не була використана повною мірою можливість зниження витрати коксу.

В той же час, скорочення протяжності високотемпературних зон і зміщення їх вниз разом зі зменшенням кількості кисню, помітно позначається на зниженні використання відновної здатності водню, яка зменшується з 38,5 % до 36,5 % на металізованій шихті, тоді як міра використання відновної здатності окислу вуглецю знижується на 1,6 %.

1. Встановлена можливість істотного підвищення виробництва доменних печей і значного зниження витрати коксу при використанні в шихті металізованих окатишів. Отримані розрахункові дані добре узгоджуються з досвідченими.

2. Визначені можливі величини оптимальної міри металізації шихти; при мірі металізації шихти менш граничної - ефект від попереднього відновлення буде максимальним.

3. У умовах, що мають місце в доменних печах, відновлення окислених окатишів відбувається з більшою швидкістю, чим частково металізованих. Процес відновлення окислених окатишів супроводжується зниженням їх міцності.

4. Металізовані окатиші можна зберігати у відкритих складах довгий час.

5. Збільшення міри металізації шихти до 9,6 % привело до збільшення продуктивності доменної печі на 2,3 % і зниження витрати коксу на 5,7 %.

6. Використання металізованих окатишів при недостатньому збільшенні рудного навантаження і нижнього перепаду тисків в шахті печі супроводжується підвищенням напруги в роботі її горна.

При цьому скорочення протяжності високотемпературних зон привело до зменшенню долі участі водню у відновних процесах і погіршенню міри використання його відновних здібностей.

7. Збільшення міри металізації шихти призводить до значних змін співвідношення типів відновних процесів в доменній печі.

  1. Підтверджено, що ефективність металізації залізорудної сировини проявляється при роботі доменної печі на високих параметрах комбінованого дуття у меншій мірі, чим при помірному збагаченні дуття киснем.

2. МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКІВ

Завдання курсової роботи, спрямованої на вдосконалення доменної технології, являється вивчення впливу міри металізації окатишів в шихті на техніко-економічні показники доменної плавки. Для з'ясування цього впливу на показники доменної плавки дана зміна міри металізації окатишів.

Технологічний розрахунок можна розділити на розділи:

1. Розрахунок шихти.

2. Розрахунок кількості дуття.

3. Розрахунок кількості і складу колошникового газу.

4. Розрахунок температури колошникових газів.

5. Тепловий баланс.

6. Розрахунок теоретичної температури горіння.

7. Розрахунок міри прямого відновлення.

8. Розрахунок КИПО.

Розрахунок шихти визначає точну витрату окатишів, флюсу; кількість і склад шлаку, коефіцієнт розподілу сірки між шлаком і чавуном.

Розрахунок кількості дуття здійснює розрахунок збагаченого киснем вологого сухого дуття.

Розрахунок кількості і складу колошникового газу і включає баланс водню, розрахунок середньої міри використання Н2 і СО2 визначає кількість N2; Н2; СО2; З, що перейшли в колошниковий газ.

Розрахунок температури колошникових газів є розрахунком кількості Н2; О2; СО2; склад колошникових газів.

Тепловий баланс є розрахунком теплового балансу, усіма шлаками теплового балансу.

Розрахунок теоретичної температури горіння визначає об'єм фурмених газів і температури горіння (теоретичною).

Розрахунок міри прямого відновлення є розрахунком міри прямого відновлення заліза.

Розрахунок КИПО - розрахунок об'єму шматків різного фракційного складу, а також склад горнового газу, розрахунок КИПО і інтенсивності ходу доменної печі.

У таблиці 2.1 приведені найбільш змінювані техніко-економічні показники доменної плавки залежно від міри металізації окатишів.

Таблиця 2.1 - Вплив міри металізації окатишів на основні техніко-економічні показники

Техніко-економічні показники

Міра металізації окатишів, %

0

10

20

40

1

2

3

4

5

Витрата агломерату, кг

1235,85

1220,56

1205,50

1189,99

Витрата флюсу, кг

114,657

114,966

115,291

115,617

Вихід шлаку, кг/т чуг.

503,688

500,225

496,833

493,334

Вуглець коксу, кг

408,04

407,49

407,07

406,60

Витрата коксу, кг/т чуг.

469,01

468,38

467,90

467,35

Середня міра використання Н2 і З

0,374

0,358

0,343

0,328

Об'єм колошникового газу, м3/т чавуну

1917,91

1918,98

1920,49

1921,92

Температура колошникових газів, оС

395,99

386,88

380,22

372,24

Сумарна витрата тепла, кДж

2634743,13

2582960,16

2533968,67

2481992,29

Iх по сумарному вуглецю), кг/м3•сут

921,133

921,315

921,375

921,484

КИПО, м3•сут/т

0,511

0,510

0,510

0,509

Вихід шлаку, кг/т чуг.

527,481

523,587

519,782

515,855

Кількість SiO2, що вноситься шихтовими матеріалами, кг

207,749

206,348

204,971

03,553

Витрата дуття, м3/т

1252,23

1250,08

1248,39

1246,47

Об'єм горнового газу, м3/т чавуну

1965,66

1962,88

1960,69

1958,22

  1. АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ РОЗРАХУНКУ

При збільшенні міри металізації окатишів від 0 до 40 % витрата агломерату зменшується на 46 кг, що пояснюється вищим вмістом заліза в окатишах і є дуже важливим техніко-економічним показником (мал. 3.1.).

Мал. 3.1 - Залежність витрати агломерату від міри металізації окатишів

Підвищення витрати вапняку при збільшенні міри металізації окатишів пояснюється тим, що у окатишів основність менше ніж у агломерату. Це призводить до збільшення витрати сирого вапняку.

Завантаження в піч неофлюсованих окатишів більше 35 % негативно позначається на техніко-економічних показниках, оскільки збільшення витрати вапняку призводить до підвищення витрати коксу і зниження продуктивності (мал. 3.2).

Мал. 3.2 - Залежність витрати флюсу від міри металізації окатишів

Вищий вміст заліза в окатишах, чим в агломераті, в середньому на 6,5 %, і менший зміст порожньої породи призводять до зниження виходу шлаку (мал. 3.3)

Мал. 3.3 - Залежність виходу шлаку від міри металізації окатишів

Зі збільшенням міри металізації окатишів зменшується кількість порожньої породи і, отже, підвищується основність шлаку (мал. 3.4).

Мал. 3.4 - Залежність основності шлаку від міри металізації окатишів

Найважливішим показником доменної плавки, що характеризує економічність роботи доменної печі, є питома витрата коксу. Ця величина не лише безпосередньо впливає на продуктивність печі, але і є показником використання теплової і хімічної енергії в робочому просторі печі.

При збільшенні міри металізації окатишів витрата коксу знижується, що пояснюється підвищенням змісту заліза в шихті, зниженням витрати флюсу і, як наслідок, зниженням виходу шлаку.

Залежність витрати коксу від міри металізації окатишів представлена на мал. 3.5.

Мал. 3.5 - Залежність витрати коксу від міри металізації окатишів

Зниження витрати коксу, у свою чергу, призводить до зниження витрати дуття (мал. 3.6) і середньої міри використання Н2 і З (рис.3.7).

Мал. 3.6 - Залежність витрати дуття від міри металізації окатишів

Мал. 3.7 - Залежність міри використання Н2 і З від міри металізації окатишів

Зі збільшенням міри металізації окатишів збільшується об'єм колошникового газу внаслідок збільшення об'єму СО2 із-за збільшення витрати флюсу (мал. 3.8).

Мал. 3.8 - Залежність об'єму колошникового газу від міри металізації окатишів

Збільшення об'єму колошникових газів веде до зниження їх температури (мал. 3.9).

Мал. 3.9 - Залежність об'єму колошникового газу від міри металізації окатишів

Зі збільшенням міри металізації окатишів сумарна витрата тепла зменшується, що пов'язано зі зниженням витрати коксу (мал. 3.10).

Мал. 3.10 - Залежність об'єму колошникового газу від міри металізації окатишів

При мірі металізації окатишів рівної 0 % інтенсивність ходу складала 921,13 кг/м3·сут, а при 40 % склала 921,50 кг/м3·сут, тобто збільшилася на 0,37 кг/м3·сут. Це пов'язано зі зменшенням об'єму проплавляемой шихти і збільшенням газопроникності (мал. 3.11).

Мал. 3.11 - Залежність інтенсивності ходу (по сумарному вуглецю) від міри металізації окатишів

Коефіцієнт використання корисного об'єму (КИПО) доменних печей залежить від двох показників: витрати коксу на 1 т чавуну і інтенсивності горіння вуглецю. Відносна витрата коксу є показником економічності роботи доменної печі, а інтенсивність горіння вуглецю - показником форсування печі.

При збільшенні міри металізації окатишів в шихті КИПО знижується, оскільки зменшаться об'єм шихти, необхідний для виплавки 1т чавуну у зв'язку зі збільшенням змісту заліза в шихті (мал. 3.12).

Мал. 3.12 - Залежність КИПО від міри металізації окатишів

ВИСНОВОК

1. Встановлена можливість підвищення виробництво доменних печей і зниження витрати коксу при використанні в шихті металізованих окатишів.

2. У умовах, що мають місце в доменних печах, відновлення окислених окатишів відбувається з більшою швидкістю, чим частково металізованих. Процес відновлення окислених окатишів супроводжується зниженням їх міцності.

3. Металізовані окатиші можна зберігати у відкритих складах довгий проміжок часу.

4. Збільшення міри металізації шихти призводить до значних змін співвідношення типів відновних процесів в доменній печі.

5. Підтверджено, що ефективність металізації залізорудної сировини проявляється при роботі доменної печі на високих параметрах комбінованого дуття у меншій мірі, чим при помірному збагаченні дуття киснем.

Список літератури

1. Телегин А.С., Кудрявцев В.С., Пчелкин С.А. Використання металізованих окатишів в доменних печах // Доменне виробництво. Серія 4. - М.: ЦНИИЧермет. - 1970. - 28 с.

2. Дияконів Н.С. Бюл. ЦНИИЧМ. - 1957, № 13-14.

3. Жураковский та ін. - Сталь. - 1968, № 5.

4. Базилевич С.В. та ін. Методи експериментального дослідження доменного процесу. - Свердловськ: Металлургиздат. - 1960. - 126 с.

5. Стефанович М.А. Аналіз ходу доменного процесу. - М.: Металлургиздат, - 1960. - 286 с.

6. Рамм А.Н. Сучасний доменний процес. - М.: Металургія - 1980. - 303 с.

7. Юсфин Ю.С., Даныпин В.В., Пашков Н.Ф. Теорія металізації залізорудної сировини. - М.: Металургія. - 1982. - 265 с.

Додаток А

Вихідні машинні дані

Додаток Б

Результати розрахунку

Показники

Усл.

обоз.

Міра металізації окатишів, %

Ед.

ізм.

0

100

200

300

1

2

3

4

5

6

7

Розрахунок шихти

Орієнтовна витрата агломерату

У1

1235,90

1220,57

1205,50

1189,99

кг

Сумарний прихід сірки

з шихтою в доменну піч

У2

9,395

9,377

9,362

9,345

кг

Основність шлаку (СаO+MgO)/SiO2)

УЗ

1,346

1,347

1,347

1,348

Орієнтовний зміст SiO2 в

Шлаку

У4

0,371

0,371

0,371

0,371

кг/кг

Орієнтовна кількість SiO2, яка

вноситься шихтою

У5

195,56

194,156

192,780

191,362

кг

Орієнтовний вихід шлаку

У6

527,5

523,5

519,782

515,855

кг

Точна витрата агломерату

У7

1235,85

1220,57

1205,50

1189,99

кг

Кількість SiO2, яка вноситься шихтою

У8

207,75

206,348

204,991

203,55

кг

Кількість Сао, яка

вноситься шихтою

У9

179,24

177,434

175,653

173,82

кг

Кількість MgO, яка

вноситься шихтою

У10

21,907

121,766

21,627

21,48

кг

Кількість Al2O3, яка

вноситься шихтою

У11

30,96

30,751

30,544

30,331

кг

Необхідне для ошлакування SiO2 орієнтовна кількість (Сао+МgО) в шлаку

У12

262,187

260,402

258,655

256,852

кг

Витрата флюсу

У13

114,657

114,966

115,291

115,617

кг

Прихід марганцю з матеріалами шихти

У14

13,499

13,453

13,408

13,361

кг

Вміст марганцю в чавуні

У15

0,009

0,009

0,009

0,009

%

Зміст МпО в шлаку

У16

6,08

6,02

5,96

5,91

кг

Зміст Al2O3 в шлаку

У17

5,87

5,87

5,87

5,88

%

Кількість сірки в чавуні і шлаку

У18

8,977

8,96

8,95

8,93

кг

1

2

3

4

5

6

7

Повна основність шлаку

У19

1,377

1,378

1,378

1,379

Коефіцієнт розподілу сірки при tшл =1450оС

У20

40,865

40,917

40,971

41,026

Зміст сірки в шлаку

У21

0,020

0,017

0,017

0,017

кг/кг

Кількість сірки в шлаку

У22

8,726

8,708

8,693

8,676

кг

Кількість сірки в чавуні

У23

0,251

0,252

0,253

0,254

кг

Зміст сірки в чавуні

У24

0,025

0,025

0,025

0,025

%

Кількість FеО в шлаку

У25

1,582

1,571

1,559

1,248

кг

Прихід фосфору з матеріалами шихти

У26

0,769

0,764

0,759

0,755

кг

Вміст фосфору в чавуні

У27

0,076

0,076

0,075

0,075

%

Кількість SiO2 в шлаку

У28

196,002

194,603

193,231

191,816

кг

Кількість Сао в шлаку

У29

240,651

239,009

237,403

235,745

кг

Кількість MgO в шлаку

УЗО

23,203

23,065

22,930

22,790

кг

Кількість Al2O3 в шлаку

У31

31,270

31,061

30,856

30,643

кг

Кількість МпО в шлаку

У32

6,167

6,113

6,059

6,004

кг

Кількість FеО в шлаку

УЗЗ

1,984

1,973

1,963

1,952

кг

Кількість сірки в шлаку

У34

8,818

8,800

8,785

8,769

кг

Вихід шлаку

УЗ5

503,688

500,225

496,833

493,334

кг/т

Зміст SiO2 в шлаку

У36

38,90

38,90

38,892

38,882

%

Зміст Сао в шлаку

УЗ7

47,778

47,780

47,783

17,786

%

Зміст MgO в шлаку

УЗ8

4,61

4,61

4,61

4,62

%

Зміст Al2O3 в шлаку

У39

6,21

6,21

6,21

6,21

%

Зміст МgО в шлаку

У40

1,22

1,22

1,22

1,22

%

Зміст FеО в шлаку

У41

0,39

0,39

0,395

0,396

%

Зміст сірки в шлаку

У42

1,75

1,75

1,76

1,77

%

1

2

3

4

5

6

7

Сумарне винесення матеріалів шихти

У43

67,76

67,27

66,79

66,31

кг/т

Сумарна волога матеріалів шихти

У44

17,39

17,38

17,37

17,36

кг/т

Витрата шихти з вологою і винесенням

У45

2416,99

2400,89

2385,19

2368,97

кг/т

Коефіцієнт розподілу сірки

LS

66,64

66,72

66,81

66,90

Розрахунок кількості дуття

Вуглець природного газу

m1

57,568

57,568

57,568

57,568

кг

Вуглець мазуту

m2

0

0

0

0

кг

Вуглець коксу

408,040

407,495

407,078

406,601

кг

Сумарний прихід З

m4

470,635

470,030

469,552

469,013

кг

Вуглець чавуну

m5

42,42

42,42

42,42

42,42

кг

Вуглець на відновлення кремнію

4,848

4,848

4,848

4,848

кг

Вуглець на відновлення марганцю

m7

0,19

0,19

0,19

0,19

кг

Вуглець на відновлення фосфору і сірки в чавуні

m8

4,009

3,998

3,988

3,977

кг

Вуглець на пряме відновлення важковідновлюваних елементів

m9

9,047

9,036

9,025

9,014

кг

Вуглець на пряме відновлення важковідновлюваних елементів

m10

72,529

72,529

72,529

72,529

кг

Втрати вуглецю

m11

0,02

0,02

0,02

0,02

кг

Сума витратних статей вуглецю, окрім Сф

m12

124,016

124,005

123,995

123,984

кг

Вуглець, який згорає на фурмах

m13

346,619

346,025

345,558

345,029

кг

Вміст кисню у вологому дутті

m14

0,254

0,254

0,254

0,254

м3/ м3

Кількість О2 у вологому дутті

m15

322,392

321,838

321,403

320,911

м3

Витрата вологого дуття

m16

1270,76

1268,578

1266,864

1264,925

м3

Витрата дуття

m17

1252,227

1250,077

1248,388

1246,470

м3

Кількість окисленого заліза

m18

940,196

940,196

940,196

940,196

кг/т

Розрахунок колошникового газу

Кількість водню в природному газі

U1

205,8

205,8

205,8

205,8

м3

Кількість Н2 в дутті

U2

18,807

18,775

18,750

18,721

м3

1

2

3

4

5

6

7

Кількість водню в органічних

з'єднаннях коксу

U3

1,571

1,669

1,667

1,665

м3

Кількість водню в летких речовинах

U4

18,280

18,256

18,237

18,216

м3

Кількість водню в мазуті

U5

0

0

0

0

м3

Кількість водню в додатковому газі

U6

0

0

0

0

м3

Сумарний прихід водню

U7

244,557

244,500

244,454

244,402

м3

Кількість кисню з Fe2O3 шихти

U8

232,582

207,951

183,776

158,478

м3

Кількість кисню з FеО шихти

U9

28,782

45,108

61,370

78,289

м3

Кількість кисню з Mn2O3 шихти

U10

1,534

1,534

1,534

1,534

м3

Кількість кисню

непрямого відновлений.

U11

195,204

186,899

178,986

170,607

м3

Сума водню і З, що беруть участь в

непрямому відновлений.

U12

390,408

373,798

357,973

341,214

м3

Кількість Із за рахунок окислення вуглецю

U13

799,298

798,167

797,276

796,270

м3

Кількість Із з летких речовин коксу

U14

1,015

1,013

1,012

1,011

м3

Кількість Із з додаткового газу

U15

0

0

0

0

м3

Загальна кількість З, що утворюється в печі

U16

800,313

799,181

798,289

797,281

м3

Середня міра

використання Н2 і З

U17

0,374

0,358

0,343

0,328

Витрата Н2 на непряме відновлення

U18

91,378

87,569

83,921

80,056

м3

Кількість водню в колошниковому газі

U19

153,181

156,931

160,533

164,346

м3

Кількість води, що утворюється в результ.

непрямого відновлений.

U20

73,429

70,368

67,436

64,331

кг

Кількість кисню мазуту

U21

0

0

0

0

Кількість кисню, що відняла воднем при

непрямому відновленні

U22

45,689

43,784

41,960

40,028

кг

1

2

3

4

5

6

7

Кількість СО2 в колошниковому газі

U 2З

323,420

310,682

298,572

285,744

м3

Кількість З в колошниковому газі

U24

501,282

512,951

524,237

536,124

м3

Кількість азоту в колошниковому газі

U25

940,033

938,418

937,150

935,714

м3

Об'єм колошникового газу

U26

1917,916

1918,983

1920,491

1921,928

м3/т

% Н2 в колошниковому газі

U27

7,987

8,178

8,359

8,551

% СО2 в колошниковому газі

U28

16,867

16,190

15,547

14,868

% З в колошниковому газі

U29

26,137

26,730

27,297

27,895

%N2 в колошниковому газі

U30

49,013

48,902

48,797

48,686

Нев'язка балансу

0,19135

0,19800

0,19802

0,20027

Розрахунок температури колошникового газу

Середня температура шихти

XI

230,8

230,2

229,3

228,4

°С

Водяний еквівалент шихти

Х2

557,4

549,4

545,7

541,9

кДж/ град

Водяний еквівалент газу

Х3

692,4

698,5

687,2

684,6

кДж/ град

Різниця між

температурою шихти

і газу

Х4

668,03

668,84

670,67

671,54

°С

Температура колошникових газів

Х5

395,88

386,88

382,29

372,25

оС

Об'єм фурмених газів

Р1

1810,59

1807,81

1805,67

1803,23

м3/т

Теоретична температура горіння

Р2

2102,88

2102,29

2101,76

2101,17

°С

Об'єм горнових газів

Р3

1965,66

1962,88

1960,69

1958,22

м3/т

Температура чавуну

ТА

1415,0

1415,0

1415,0

1415,0

°С

Зміст кремнію в чавуні

ТАS

0,645

0,644

0,644

0,644

%

Температура шлаку

ТS

1515,0

1515,0

1515,0

1515,0

°С

Розрахунок теплового балансу

Горіння вуглецю на фурмах

Z1

676379,9

674988,6

673895,9

672659,7

кДж

Горіння природного газу

Z2

47567,3

47567,3

47567,3

47567,3

кДж

З нагрітим дуттям

Z3

4477805,0

477084,5

476438,9

4757410,7

кДж

Від окислення. З при прямому відновленні Fe

Z4

190888,6

190862,0

190837,9

190812,3

кДж

1

2

3

4

5

6

7

Непряме відновлення

Z5

903671,2

864985,8

828184,7

789217,3

кДж

Непряме відновлення Н2

Z6

235754,0

225926,9

216515,9

206545,3

кДж

Теплосодержание агломерату

Z7

83488,2

82455,8

81437,8

803901,5

кДж

Горіння мазуту

Z8

0

0

0

0

кДж

Теплосодержание мазуту

Z9

0

0

0

0

кДж

Вуглецювання заліза

Z10

19089,0

19089,0

19089,0

19089,0

кДж

З нагрітим

доповнить. газом

Z11

0

0

0

0

кДж

Сумарний прихід тепла

Z12

2634743,1

2582960,1

2533968,7

2481992,3

кДж

На дисоціацію оксидів

Z13

163169,4

1589801,4

1548810,4

1505913,9

кДж

На дисоціацію карбонатів

Z14

38648,0

38752,1

38861,8

38971,8

кДж

Ентальпія чавуну

Z15

311918,9

377876,4

311832,1

311786,7

кДж

Ентальпія шлаку

Z16

274213,8

272408,8

270644,7

268823,5

кДж

Випар вологи шихти

Z17

10191,9

10185,1

10180,7

10175,2

кДж

Нагрівання водяної пари до температури

колошника

Z18

20606,4

19399,3

18391,1

17302,8

кДж

Ентальпія колошникового газу

Z19

251337,2

249050,8

243491,8

238036,8

кДж

Дисоціація СО2

додаткового газу

Z20

0

0

0

0

кДж

З водою, що охолоджує

Z21

54000,0

54000,0

54000,0

54000,0

кДж

Витрата тепла

Z22

39257,6

38486,0

37756,1

36981,6

кДж

Сумарна витрата тепла

Z23

2634747,1

2582960,1

2533968,7

2481992,3

кДж

Коефіцієнт корисної дії тепла

Z24

0,868

0,868

0,868

0,867

кДж

Розрахунок RD

т.А (витрата З при rd факт.)

t1

428,195

427,590

427,112

426,573

кг

т.К (витрата окислюваного З при rd=0)

t2

254,034

253,429

252,951

252,412

кг

1

2

3

4

5

6

7

т. N (витрата окислюваного C

при rd= 1)

t3

737,815

737,209

736,732

736,193

кг

т.М (витрата З у виді З при

rd=0)

t4

604,412

604,412

604,412

604,412

кг

т.М1 (витрата З у виді З при гd=0 з урахуванням Н2, що бере участь в непрямому відновленні)

t5

473,398

473,430

473,454

473,482

кг

т.Н (витрата З у виді З при rd=1)

t6

111,467

111,467

111,467

111,467

кг

т.Н1 (витрата З у виді З при rd=1 з урахуванням восстановител. роботи Н2)

t7

-19,547

-19,515

-19,491

-19,463

кг

rd E (міра прямого

відновлення

що відповідає повному

використанню газу)

t8

0,586

0,586

0,586

0,586

кг/кг

т.Е (витрата З у виді З при rdE)

t9

249,987

249,987

249,987

249,987

кг

т.Е1 (витрата З у виді З при rdE а обліком восстановительн. работи Н2)

t10

118,974

119,005

119,030

119,058

кг

rd m(теоретична міра прямого відновлення)

t11

0,202

0,202

0,203

0,203

кг/ кг

Δ rd(міра наближення гd

факт. до rdm)

t12

0,157

0,157

0,157

0,157

rd фактична

t13

0,359

0,359

0,359

0,359

Розрахунок КИПО

Об'єм насипної маси

g1

1,986

1,975

1,965

1,955

м3

Уявний об'єм

g2

1,132

1,127

1,122

1,116

м3

Вільний об'єм

g3

0,430

0,430

0,429

0,429

м3

Об'єм шматків > 80 мм

g4

0,030

0,030

0,030

0,030

м3

Об'єм шматків 80-60 мм

g5

0,11

0,11

0,11

0,11

м3

Об'єм шматків 60-40 мм

g6

0,292

0,292

0,291

0,291

м3

Об'єм шматків 40-25 мм

g7

0,197

0,197

0,196

0,196

м3

Об'єм шматків 25-10 мм

g8

0,151

0,149

0,147

0,145

м3

Об'єм шматків 10-5 мм

g9

0,280

0,278

0,277

0,275

м3

Об'єм шматків 5-0мм

g10

0,062

0,061

0,061

0,060

м3

Сумарна поверхня

g11

1500,907

1487,722

1474,744

1461,382

м2

Поверхня, що доводиться на одиницю об'єму насипної маси

g12

755,754

753,131

750,418

747,637

м2/м3

d еквівалентне

g13

2,275

2,281

2,288

2,294

мм

Об'єм горнового газу

g14

1965,66

1962,881

1960,696

1958,224

м3/т

Зміст водню в горновому газі

g15

0,115

0,115

0,115

0,116

м3/м3

Вміст азоту в горновому газі

g16

0,478

0,476

0,478

0,478

м3/м3

Зміст З в горновому газі

g17

0,407

0,407

0,407

0,407

м3/м.

Приведена питома вага

горнового газу

g18

1,116

1,116

1,116

1,116

кг/м3

Питома вага шихти

g19

1,174

1,173

1,171

1,169

кг/м3

Δ Р (перепад тиску)

g20

1,330

1,299

1,299

1,298

атм.

Фактична питома вага

g21

0,585

0,584

0,584

0,584

кг/м3

Об'єм фурмених газів

корисного об'єму в добу

g22

7347,585

7348,472

7349,187

7349,990

м3/м3

Об'єм фурмених газів

корисного об'єму в добу

g23

3947,213

3847,486

3847,359

3847,382

нм3/м3

КИПО

g24

0,511

0,510

0,510

0,509

м3/т доб

Iх(по сумарному вуглецю)

g25

921,133

921,315

921,375

921,484

кг/м3

Температура газу

1828,01

1827,85

1827,85

1827,79

°С

Похожие работы: