Зміст
Вступ
1. Літературний огляд
2. Методика виконання розрахунків
3. Аналіз результатів
Висновок
Списоклітератури
Додаток А
Додаток Б
ВСТУП
Споживанняокатишів в усіх технічно розвинених країнах безперервно росте. Вони стаютьважливим компонентом доменної шихти, хоча поява їх була викликана не стількипотребою технології доменної плавки, скільки необхідністю раціоналізаціїдалеких перевезень сировини.
Доляокатишів в шихті коливається від 0 до 50 %, складаючи в середньому 35 %.Основними показниками якості окатишів являється початкова міцність (нарозчавлювання і по барабанному випробуванню) і стабільність хімічного складу(за змістом заліза і основності) при обмеженні розмірів [1]. При високійоднорідності властивостей окатишів доменні печі можуть працювати з будь-якою їхдолею в шихті.
Застосуванняокатишів обумовлює необхідність організації постійного контролю їхвластивостей. Висока однорідність металургійних характеристик окатишів нерідковиявляється важливішим чинником, ніж абсолютні їх значення.
Оптимальна доляокатишів в шихті залежить від місцевих умов і визначається з урахуванням їхнегативних властивостей (менша віддача від підвищення змісту заліза, гіршігазодинамічні характеристики із-за раннього розм'якшення, посилена стиранність,гірший розподіл в печі та ін.) і переваг, пов'язаних з хорошоютранспортабельністю і можливістю тривалого зберігання.
1.ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД
Однимз основних заходів по поліпшенню показників роботи доменних печей є підготовка шихтовихматеріалів. 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 — навиплавку сталі.
Витратакоксу на 1 т чавуну при роботі доменної печі на повністю відновленій шихті маєдорівнювати приблизно 300 кг при мірі металізації шихти 0,85 і температурідуття 1000°С.
Максимальнаміра металізації доменної шихти при роботі печі без вдування вуглеводнів ітемпературі дуття 900°Із складає 0,19. Вдування ж в піч замінників коксудозволяє підвищити максимальну міру металізації до 0,56.
Встановлено,що при низькій мірі металізації збільшення змісту в шихті металевого заліза на1% дає зниження витрати коксу і підвищення продуктивності на 0,7%.
Оптимальною,з точки зору продуктивності і витрати коксу, являється міра металізаціїдоменної шихти 0,85. При роботі доменної печі на 100% металізованої шихти працездатністьїї збільшується на 65% в порівнянні з роботою на шихті з 100% окисленихокатишів [1].
Завдякивикористанню заздалегідь відновлених окатишів або брикетів можна понизитипитому витрату коксу до 300-400 кг і значно збільшити продуктивність доменнихпечей.
Підвищенняутримання в шихті доменних печей металізованих матеріалів на 10% забезпечуєзниження витрати коксу на 5% і ріст продуктивності на 6%.
Таким чином, єрізні відомості про вплив металізації шихти на показники роботи доменної печі.Мало вивчено питання про спільний вплив складу і температури дуття, вдуваннірізних реагентів при плавці металізованої шихти на продуктивність печі і питомувитрату коксу.
З результатіврозрахунків виходить, що міра металізації шихти чинить різний вплив напродуктивність доменної печі. Так, при мірі металізації шихти менш граничної(α
При плавціповністю металізованої шихти продуктивність доменної печі може бути збільшена в2 рази при аналогічному зменшенні витрати коксу. Це підтверджено досвідомексплуатації доменних печей, в яких проплавляли шихту з високим вмістомметалодобавок [2]. Так, при роботі доменної печі об'ємом 364 м3 з температуроюдуття 700-750оС на шихті, що містить 750-870 кг стружки на 1 т чавуну,продуктивність при виплавці ливарного чавуну збільшилася на 30-40 % впорівнянні з продуктивністю при роботі на руді. Витрата коксу для цих умовсклала 500 кг/т чавуну, а при збільшенні витрати дуття продуктивність можнабуло б збільшити ще на 20%.
Розрахунковідані по впливу міри металізації на продуктивність і витрату коксу задовільноузгоджуються з результатами досвідчених плавок.
Приплавці металізованих окатишів в досвідченій доменній печі об’ємом 8,5 м3 накожні 10% підвищення міри металізації шихти було отримано підвищенняпродуктивності доменної печі на 6,5% і зниження витрати коксу на 5%. Роботадосвідченої доменної печі на повністю металізованій шихті дозволила збільшитиїї продуктивність на 100% при зниженні використання коксу на 50%.
Аналогічнірезультати були отримані при плавці металізованих окатишів і в інших доменнихпечах.
Металізованіокатиші проплавляли також і в досвідченій доменній печі НТМК [3]. Шихтаскладалася із звичайних або заздалегідь відновлених окатишів з міроюметалізації від 46,7 до 53,5 %. Було встановлено, що на кожні 10 % металізаційвитрата коксу знижується на 4,85 — 5,65 %, а продуктивність підвищується на1,78 — 2,44%. У доменній печі НТМК об'ємом 259 м3 проплавляли металізованіокатиші, виготовлені заводом «Сибелектросталь». Міра металізаціїшихти, що складалася з високогірського агломерату і цих окатишів, була рівною23 %. При роботі на цій шихті витрата коксу знизилася на 9,4 %, а виробництвопечі зросла на 3,65 % на кожні 10 % металізації.
Якщовзяти 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 показникироботи доменної печі добре узгоджуються з досвідченими.
Узв'язку з вищевикладеним велике значення придбаває вивчення металургійнихвластивостей окатишів. У лабораторії заводу «Сибелектросталь» булопроведене дослідження поведінки (зміна міцності, міри металізації і змісту сірки)окислених рудних і відновлених приблизно до 50 % рудних окатишів у умовах, близькихдо умов, спостережуваних в доменних печах. Температуру і склад газової фази влабораторній установці змінювали в процесі нагріву окатишів відповідно до даних,отриманих при дослідженні доменних печей (мал. 1.1, а і б)[4]. Результати цихдосліджень приведені на мал. 1.1, в і р.
Дослідженнямивиявлено, що окислені окатиші відновлюються значно швидше металізованих і докінця процесу досягають практично однаковій мірі металізації (малюнок 1.1, в).
/>
Мал.1.1 — Поведінка металізованих з початковою мірою металізації 43 % (1) і руднихобпалених (2) окатишів в доменній печі: а і б — відповідно змінатемператури і складу газової фази в дослідах; у і г — зміна міриметалізації і міцності
Металізованіокатиші мають високу постійну міцність упродовж усього процесу нагріву івідновлення в умовах доменної плавки. Окислені ж окатиші в процесінизькотемпературного (до початку зварювання кристалів заліза) відновленнявтрачають свою міцність до декількох кілограмів.
Змінаміцності окатишів від характеру нагріву до 1000°З показано на мал. 1.1.
Припроведенні металізації в конвеєрній печі разом з газами випаровується тільки 30% S, що міститься в сирих рудних окатишах. Тому представляє інтерес проведеннясірки в процесі до відновлення цих окатишів. Дослідження вели в моделітрубчастої печі, що забезпечує нагріваючи і витримку металізованих окатишів при1000°З у відновному середовищі спільно з вапном і без неї. При досягненні за 2годину міри металізації 90 % міра десульфурації досягла приблизно 40 % безістотного 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
Представляєтакож великий інтерес тривалість зберігання металізованих окатишів. З цієюметою партія металізованих рудних окатишів впродовж 6 місяців зберігалася навідкритому повітрі, причому окатиші змочували водою через кожні 2 — 3 дні.
Притакому способі зберігання міра металізації окатишів зменшувалася за 6 місяців з76 до 72%.
Привисокій однорідності властивостей окатишів доменні печі можуть працювати збудь-якою їх долею в шихті. Застосування окатишів обумовлює необхідністьорганізації постійного контролю їх властивостей. Висока однорідністьметалургійних характеристик окатишів нерідко виявляється важливішим чинником,ніж абсолютні їх значення.
Найбільшперспективним напрямом підвищення якості окатишів є збільшення їх основності до1,2 — 1,4 при використанні концентрату з низьким вмістом кремнезему ідоломітизованого вапняку [5].
Впроцесі відновлення шару окатишів під навантаженням 0,1 МПа (по ГОСТ 21707-76)в температурному інтервалі активного їх розм'якшення (850-1050 °С) повинне обмежуватисяутворення щільних спеків, що чинять опір газовому потоку більш ніж 200 Па, а задеякими даними і менше 130 Па при відновленні не менше чим на 85 %.
Важливоюумовою ефективної роботи доменних печей є постійний контроль якості окатишів (іагломерату), що завантажуються в доменні печі.
Несприятливийвплив окатишів на хід доменної плавки може бути ослаблений зміною профілю печі,пристроєм рухливих плит на колошнику, зміною елементів конструкцій засипнихапаратів (кута нахилу, довжини тієї, що утворює і профілю конуса),встановленням раціональної системи завантаження і вибором оптимальногоспіввідношення між компонентами рудної частини, що забезпечує задану плавку(основність) шихти.
Підвищеннюефективності застосування окатишів сприятимуть чинники вдосконалення системзавантаження, дуттєвого і шлакового режимів [6].
Важливимиперевагами металізованих окатишів є висока чистота по шкідливих домішках іневелика кількість порожньої породи, тому їх використовують, передусім, велектросталеплавильних печах, що спеціалізуються на виплавці якісних сталей.
Накомбінаті НЛМК була проплавлена невелика партія металізованих окатишів вдоменних печах №1 і №2, об'ємом відповідно до 1060 м3 і 1000 м3. Це дозволиловивчити вплив міри металізації шихти на техніко-економічні показники доменноїплавки в умовах промислового виробництва.
Придослідженні металізованих окатишів було відмічено, що насипна вага окатишівскладає 1,97 — 2,05 т/м3, зміст фракції коливається від 1,3% до 13,7%.Металізовані окатиші характеризуються високою пористістю, розвиненою питомоюповерхнею пір (до 3 м2/г) і великим об'ємом (до 5 м3/г). Хімічний аналізметалізованих окатишів в середньому за період їх проплавлення в доменних печахНЛМК 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 звикористанням в шихті металізованих окатишів і без них приведені в таблиці 1.1.За результатами проведених плавок складені матеріальний, загальний тепловий ізональні теплові баланси. Матеріальний баланс виявив високу збіжністьрезультатів для усіх періодів: в середньому нев'язка прибуткової і витратноїчастини складала 2,2 %. Загальний тепловий баланс, складений за методикою [7]показав збільшення тепла у разі використання металізованих окатишів до 9,4 % з7,3 % на звичайній шихті. Основні результати розрахунку зональних тепловихбалансів представлені в таблиці 1.2.
Таблиця1.1 — Основні техніко-економічні показники роботи доменної печі № 1 НЛМК вперіод 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/т
110
144
105
130
Витрата технологічного кисню, м3/т
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
Таблиця1.2 — Зміна температури газового потоку у міру нагріву шихтових матеріалів вперіод плавки металізованих окатишівТемпература шихти і продуктів плавки Температура газового потоку, °З I
П 1500 2132 2074 1200 1631 1555 900 987 970
Цітаблиці 1.2 вказують на значне зменшення температури газового потоку внизудоменної печі при використанні металізованих окатишів і незмінність характерутеплообміну між шихтою і газом в шахті.
Такимчином, має місце розігрівання горна, про що свідчить і той факт, що в усіперіоди використання металізованих окатишів спостерігається збільшення змістукремнію в чавуні на 0,06-0,07 %, з одночасним збільшенням вмісту вуглецю на0,1-0,2 %.
Описанийхарактер зміни теплового стану доменної печі і, передусім, збільшення змістукремнію в чавуні вказують на недолік збільшення рудного навантаження в періодплавки металізованих окатишів, тобто не була використана повною міроюможливість зниження витрати коксу.
Втой же час, скорочення протяжності високотемпературних зон і зміщення їх внизразом зі зменшенням кількості кисню, помітно позначається на зниженнівикористання відновної здатності водню, яка зменшується з 38,5 % до 36,5 % наметалізованій шихті, тоді як міра використання відновної здатності окислувуглецю знижується на 1,6 %.
1.Встановлена можливість істотного підвищення виробництва доменних печей ізначного зниження витрати коксу при використанні в шихті металізованихокатишів. Отримані розрахункові дані добре узгоджуються з досвідченими.
2.Визначені можливі величини оптимальної міри металізації шихти; при міріметалізації шихти менш граничної — ефект від попереднього відновлення будемаксимальним.
3.У умовах, що мають місце в доменних печах, відновлення окислених окатишіввідбувається з більшою швидкістю, чим частково металізованих. Процесвідновлення 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 продуктивностідоменної печі на 2,3 % і зниження витрати коксу на 5,7 %.
6.Використання металізованих окатишів при недостатньому збільшенні рудногонавантаження і нижнього перепаду тисків в шахті печі супроводжуєтьсяпідвищенням напруги в роботі її горна.
Прицьому скорочення протяжності високотемпературних зон привело до зменшенню доліучасті водню у відновних процесах і погіршенню міри використання його відновнихздібностей.
7.Збільшення міри металізації шихти призводить до значних змін співвідношеннятипів відновних процесів в доменній печі.
8. Підтверджено, що ефективністьметалізації залізорудної сировини проявляється при роботі доменної печі нависоких параметрах комбінованого дуття у меншій мірі, чим при помірномузбагаченні дуття киснем.
2. МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКІВ
Завданнякурсової роботи, спрямованої на вдосконалення доменної технології, являєтьсявивчення впливу міри металізації окатишів в шихті на техніко-економічніпоказники доменної плавки. Для з'ясування цього впливу на показники доменноїплавки дана зміна міри металізації окатишів.
Технологічнийрозрахунок 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.
Розрахунокшихти визначає точну витрату окатишів, флюсу; кількість і склад шлаку,коефіцієнт розподілу сірки між шлаком і чавуном.
Розрахуноккількості дуття здійснює розрахунок збагаченого киснем вологого сухого дуття.
Розрахуноккількості і складу колошникового газу і включає баланс водню, розрахуноксередньої міри використання Н2 і СО2 визначає кількість N2; Н2; СО2; З, щоперейшли в колошниковий газ.
Розрахуноктемператури колошникових газів є розрахунком кількості Н2; О2; СО2; складколошникових газів.
Тепловийбаланс є розрахунком теплового балансу, усіма шлаками теплового балансу.
Розрахуноктеоретичної температури горіння визначає об'єм фурмених газів і температуригоріння (теоретичною).
Розрахунокміри прямого відновлення є розрахунком міри прямого відновлення заліза.
РозрахунокКИПО — розрахунок об'єму шматків різного фракційного складу, а також складгорнового газу, розрахунок КИПО і інтенсивності ходу доменної печі.
Утаблиці 2.1 приведені найбільш змінювані техніко-економічні показники доменноїплавки залежно від міри металізації окатишів.
Таблиця2.1 — Вплив міри металізації окатишів на основні техніко-економічні показникиТехніко-економічні показники
Міра металізації окатишів, % 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
3. АНАЛІЗРЕЗУЛЬТАТІВ РОЗРАХУНКУ
Призбільшенні міри металізації окатишів від 0 до 40 % витрата агломератузменшується на 46 кг, що пояснюється вищим вмістом заліза в окатишах і є дужеважливим техніко-економічним показником (мал. 3.1.).
/>
Мал.3.1 — Залежність витрати агломерату від міри металізації окатишів
Підвищеннявитрати вапняку при збільшенні міри металізації окатишів пояснюється тим, що уокатишів основність менше ніж у агломерату. Це призводить до збільшення витратисирого вапняку.
Завантаженняв піч неофлюсованих окатишів більше 35 % негативно позначається натехніко-економічних показниках, оскільки збільшення витрати вапняку призводитьдо підвищення витрати коксу і зниження продуктивності (мал. 3.2).
/>
Мал.3.2 — Залежність витрати флюсу від міри металізації окатишів
Вищийвміст заліза в окатишах, чим в агломераті, в середньому на 6,5 %, і меншийзміст порожньої породи призводять до зниження виходу шлаку (мал. 3.3)
/>
Мал.3.3 — Залежність виходу шлаку від міри металізації окатишів
Зізбільшенням 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
Найважливішимпоказником доменної плавки, що характеризує економічність роботи доменної печі,є питома витрата коксу. Ця величина не лише безпосередньо впливає напродуктивність печі, але і є показником використання теплової і хімічноїенергії в робочому просторі печі.
Призбільшенні міри металізації окатишів витрата коксу знижується, що пояснюєтьсяпідвищенням змісту заліза в шихті, зниженням витрати флюсу і, як наслідок,зниженням виходу шлаку.
Залежністьвитрати коксу від міри металізації окатишів представлена на мал. 3.5.
/>
Мал.3.5 — Залежність витрати коксу від міри металізації окатишів
Зниженнявитрати коксу, у свою чергу, призводить до зниження витрати дуття (мал. 3.6) ісередньої 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
Зізбільшенням міри металізації окатишів збільшується об'єм колошникового газувнаслідок збільшення об'єму СО2 із-за збільшення витрати флюсу (мал. 3.8).
/>
Мал.3.8 — Залежність об'єму колошникового газу від міри металізації окатишів
Збільшенняоб'єму колошникових газів веде до зниження їх температури (мал. 3.9).
/>
Мал.3.9 — Залежність об'єму колошникового газу від міри металізації окатишів
Зізбільшенням міри металізації окатишів сумарна витрата тепла зменшується, щопов'язано зі зниженням витрати коксу (мал. 3.10).
/>
Мал.3.10 — Залежність об'єму колошникового газу від міри металізації окатишів
Примірі 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. Цепов'язано зі зменшенням об'єму проплавляемой шихти і збільшеннямгазопроникності (мал. 3.11).
/>
Мал.3.11 — Залежність інтенсивності ходу (по сумарному вуглецю) від міриметалізації окатишів
Коефіцієнтвикористання корисного об'єму (КИПО) доменних печей залежить від двохпоказників: витрати коксу на 1 т чавуну і інтенсивності горіння вуглецю.Відносна витрата коксу є показником економічності роботи доменної печі, аінтенсивність горіння вуглецю — показником форсування печі.
Призбільшенні міри металізації окатишів в шихті КИПО знижується, оскількизменшаться об'єм шихти, необхідний для виплавки 1т чавуну у зв'язку зізбільшенням 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 витратикоксу при використанні в шихті металізованих окатишів.
2.У умовах, що мають місце в доменних печах, відновлення окислених окатишіввідбувається з більшою швидкістю, чим частково металізованих. Процесвідновлення 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 типіввідновних процесів в доменній печі.
5.Підтверджено, що ефективність металізації залізорудної сировини проявляєтьсяпри роботі доменної печі на високих параметрах комбінованого дуття у меншіймірі, чим при помірному збагаченні дуття киснем.
Список літератури
1.Телегин А.С., Кудрявцев В.С., Пчелкин С.А. Використання металізованих окатишівв 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 розрахункуПоказники
Усл.
обоз. Міра металізації окатишів, %
Ед.
ізм.
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 кг Вуглець коксу mЗ 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 mб 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/т Витрата дуття m17 1252,227 1250,077 1248,388 1246,470
м3/т 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 м3
Кількість водню в додатковому газі U6 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 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
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 кДж
Теплосодержание мазуту Z9 кДж
Вуглецювання заліза Z10 19089,0 19089,0 19089,0 19089,0 кДж
З нагрітим
доповнить. газом Z11 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 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
/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />