регистрация / вход

Теорія доменної плавки

Зміст Вступ Літературний огляд Методика виконання розрахунків 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.

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/м 3

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.

8. 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

3. 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
ОТКРЫТЬ САМ ДОКУМЕНТ В НОВОМ ОКНЕ

ДОБАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ  [можно без регистрации]

Ваше имя:

Комментарий