Расчет технологического процесса и шахтной печи для плавки свинцового агломерата

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Шахтные печи применяют в металлургии свинца, никеля и меди.

Работа шахтных печей основана на ряде сложных химических и физических процессов, протекающих в шихте, пронизываемой встречным потоком газов. Эти процессы недоступны для непосредственного их наблюдения.

Основные преимущества шахтных печей: высокая удельная производительность печей, достигающая ; высокая степень десульфуризации и сокращения, составляющие соответственно 30-80% и 2-8; улучшенное использование тепла в печи, выражающееся в повышенном термическом кпд, равном 40-60%, и пониженном расходе топлива, равным 3-30%.

Основные недостатки шахтных печей: повышенные требования к крупности шихты, регламентирующие поступление в плавку материалов размером кусков не менее 20 мм; повышенный пылеунос, достигающий при мелкой шихте до 4-12%; значительное потребление качественного кокса.

1. Краткая характеристика процесса

Конструкция современной шахтной печи для плавки свинцовых руд показана на рисунке 1.

Рис. 1. Шахтная печь для восстановительной плавки свинцового агломерата: поперечный разрез

Печь состоит из фундамента, лещади, внутреннего горна, шахты, надколошникового устройства, крепления, воздухо- и водопроводной системы, устройств для загрузки шихты и выпуска продуктов, переднего горна.

Фундамент печи представляет сплошную массивную бетонную плиту, значительно выступающую над уровнем заводского пола. На этой плите расположены внутренний горн и лещадь.

Лещадь печи состоит из стальных или чугунных плит, отфутерованных изнутри магнезитовым или хромомагнезитовым кирпичом.

Внутренний горн расположен в нижней части шахты печи и обычно состоит из магнезитовой кладки, окруженной с наружной стороны кессонами или металлическими плитами.

Шахта печи собирается из отдельных водоохлаждаемых кессонов, скрепленных один с другим болтами и удерживаемых на месте специальным креплением. В нижней части кессонов имеются фурменные отверстия для подачи в печь воздуха.

Надколошниковое устройство состоит из выложенного шамотным кирпичом металлического каркаса, опирающегося на специальные колонны и балки, не связанные с шахтой печи. К верхней части колошникового шатра примыкают газоотводящие трубы. Иногда надколошниковое устройство бывает металлическим с водяным или воздушным охлаждением без всякой футеровки.

Крепление кессонов шахтной печи состоит из распорных балок, опирающихся на продольные балки, окружающие печь в виде пояса, или на кольцевой водопровод.

Водопроводная система представлена подводящим водопроводом, имеющим ответвления к каждому из кессонов, а также открытыми желобами, собирающими горящую воду из сливных патрубков кессонов.

Воздухопроводная система представлена кольцевым воздухопроводом с большим числом фурменных труб, подводящих воздух к каждой фурме. Фурмы располагают в один илли два горизонтальных ряда по высоте шахты.

Шихту загружают обычно через окно в продольных стенках колошникового шатра и только в печах для медно-серной плавки для загрузки применяют воронки с конусами, позволяющими герметизировать колошниковое устройство.

Продукты плавки выпускают через отверстие в стенках внутреннего горна, веркблей в свинцово-плавильных печах выпускают из внутреннего горна через сифон.

2. Расчетная часть

2.1 Исходные данные

Рассчитать процесс и шахтную печь для плавки свинцового агломерата производительностью 510 т/сутки по агломерату.

Состав свинцового концентрата, %: 36,0 Pb; 6,5 Zn; 1,0 Cu; 12,0 Fe; 15,0 S; 10,0 SiO2; 5,5 CaO; 3,0 Al2O3; 11,0 прочие.

Топливом является кузнецкий кокс, имеющий состав, %: 85,0 Cc; 0,4 Hc; 0,9 Nc; 1,2 Oc; 0,5 Sc; 12 Ac; 4,0 wp.

В виде таблице

Таблица 1

									Прочие
Свинцовый концентрат, %	36.0	6.5	1.0	12.0	15.0	10.0	5.5	3.0	11.0
Кузнецкий кокс, %	Cc	Hc	Nc	Oc	Sc	Ac	wp
	85.0	0.4	0.9	1.2	0.5	12.0	4.0

Таблица 2

Свинцовый концентрат	%	Кузнецкий кокс	%
Pb	36.0	Cc	85.0
Zn	6.5	Hc	0.4
Cu	1.0	Nc	0.9
Fe	12.0	Oc	1.2
S	15.0	Sc	0.5
SiO2;	10.0	Ac	12.0
CaO	5.5	wp	4.0
Al2O3	3.0
Прочие	11.0

2.2 Расчет минералогического состава концентрата

В данном концентрате свинец и цинк находятся в виде галенита и сфалерита , медь в виде халькоперита , железо в виде халькоперита, пирита и гематита , окись кальция в виде известняка .

Результаты расчеты минералогического состава концентрата сведены в таблице 3.

Таблица 3. Минералогический состав свинцового концентрата, кг (%)

Минерал	Всего											Прочие
	41,5	36				5,5
	9,7		6,5			3,2
	2,88			1	0,88	1
	9,95				4,65	5,3
	9,25				6,47		2,78
	9,82							5,5	4,32
	10									10
	3										3
Прочие	3,9											3,9
Итого	100	36	6,5	1	12	15	2,78	5,5	4,32	10	3	3,9

2.3 Расчет состава агломерата (шихты)

Исходные положения.

Учитывая состав исходного концентрата, останавливаемся на варианте плавки без сульфидизатора; агломерирующий обжиг ведем с удалением 90% серы, содержащейся в концентрате.

При расчете состава агломерата исходим из того, что все необходимые при плавке флюсы поступают в шихту агломерации. Считаем также, что извлечение меди в штейн составляет 15%, а цинка в шлак 90%.

Расчет штейна и шлака, выбор флюсов.

Количество штейна определяем по количеству серы в агломерате с учетом степени десульфуризации при плавке 40%.

Количество серы в агломерате кг.

Количество серы в штейне кг.

Содержание серы в заводских медносвинцовых штейнах в среднем составляет 20%. При этом условии количество штейна кг.

Количество меди в штейне кг и содержание меди в штейне %. На основании данных практики и состава нашего концентрата при выбранной схеме переработки принимаем следующий состав штейна, %: 3,33Cu; 20 Pb; 8 Zn; 20 S; 40 Fe; до 100 прочих.

Количество железа в штейне кг.

Остальное железо кг в виде закиси железа перейдет в шлак. Кроме того, в шлак из концентрата перейдут: окись кальция, кремнезем, глинозем, 90% цинка (5,85 кг) в виде окиси и прочие (при расчете шлака золу топлива относим в графу прочие).

Расчет шлака начинаем с определения его состава до подфлюсовки, т.е. при условии самоплавкости концентрата. Такой состав шлака из нашего концентрата приведен в таблице 4.

Таблица 4. Состав шлака при условии самоплавкости концентрата

	Всего
Количество, кг	38,89	7,27	3	13,12	5,5	10
Состав, %	90	16,8	6,9	30,4	12,7	23,2

Сумма и в шлаках должна быть равной или близкой к 40%, а сумма и к 28-29%, сумма не должна превышать 20-21%. Поэтому выбираем шлак состава, %: 20 ; 39,6 ; 19,9 ; 10,5 ; 10 прочие.

Таблица 5. Состав шлака при условии самоплавкости концентрата

	Всего	+Al2O3				Прочие
Количество, кг	38,89	7,27	13,12	5,5	10
Состав шлака, %	90	20.0	39.6	10.5	19.9	10.0

Количество шлака будет кг.

В этом шлаке должно содержаться

кг

кг

кг .

В шлаке, получаемом из концентрата без подфлюсовки, имеется 10 кг и 5,5 кг , т.е. примерно те же количества. Содержание же значительно ниже. Поэтому для получения шлака выбранного состава необходимо добавить к концентрату железосодержащий флюс. Учитывая, что в этом флюсе, как и в золе топлива, содержится , кварцевый флюс не добавляем.

Выбираем железную руду, имеющий состав, %: 62,1 ; 25,9 ; 2,5 ; 9,5 прочие.

В пересчете на состав руды будет, %: 80 , 2,5 ; 17,5 прочие.

Таблица 6

				Прочие
Состав железной руды, %	62,1	25,9	2,5	9.5
			Прочие
В пересчёте на FeO, %	80.0	2.5	17.5

Потребуется добавить с флюсом кг , что составляет кг железной руды.

Таким образом, шихта, поступающая на агломерацию, будет состоять из 100 кг концентрата и 9,04 кг железной руды.

Для некоторого упрощения дальнейших расчетов принимаем, что оборотным материалом при агломерации служит часть готового продукта. В ряде случаев в качестве оборота используют шлаки свинцовой плавки. Золой коксика, вводимого в шихту пренебрегаем.

Удельный вес шлака определяем по удельным весам его компонентов, т/м3:

Таблица 7

Компоненты	т/м3
Na2O	2.27
	2.27
MgO	3.2-3.65
	3.3-3.4
	3.6-3.68
	5.0
MnO	5.0
	5.2
Fe3O4	5-5.4
	5.3-5.6
Cu2O	6.0
PbO	9.2

Удельный вес прочих принимаем равным 4.

т/м3.

Пересчитаем состав шлака на 3 компонента . Состав такого шлака, %: 56,5 FeO; 28,5 ; 15 CaO.

Вязкость шлака и его температура плавления будут равны соответственно 1 пз и 1070С.

Рациональный состав агломерата

Принимаем отношение содержаний сульфидной серы к сульфатной сере равным 4:1. Считаем, что 60% сульфидной серы связано с цинком, а 40% - с железом. Сульфатная сера в количестве 60% связана с кальцием, а 40% - со свинцом. Половина окисленного железа находится в агломерате в форме окиси , а другая половина в магнетите . Вся медь находится в форме закиси .

При принятой степени десульфуризации при агломерации 90% в агломерат из концентрата перейдет 1,5 кг серы, распределение которой будет:

кг ;

кг ;

Количество ZnS

кг, в нем 1,47 кг Zn.

Количество FeS

кг, в нем 0,84 кг Fe.

Количество

кг, в нем 0,23 кг Ca, 0,36 кг O2 и 0,32 кг CaO.

Количество

кг, в нем 0,78 кг Pb и 0,24 кг O2.

Количество Zn в виде ZnO кг.

Количество ZnO

кг, в нем 1,23 кг O2.

Количество Fe в виде окислов (из концентратов) кг.

Количество из концентрата

кг.

Всего (из концентрата и железной руды)

кг, в нем кислорода кг.

Количество из концентрата

кг.

Всего

кг, в нем кислорода кг.

Количество CaO: кг.

Количество Pb в виде PbO: кг.

Количество PbO:

кг.

Количество :

кг.

Количество (из концентрата и железной руды)

кг.

Количество прочих (из концентрата и железной руды)

кг.

Результаты расчета рационального состава агломерата внесены в таблицу 8.

Таблица 8. Рациональный состав агломерата

2.4 Расчет состава продуктов плавки

Расчет пыли

Считаем состав пыли аналогичным составу агломерата.

Таблица 9. Количество и состав пыли

	Всего	Pb	Zn	Cu	Fe	CaO			S	O2	Прочие
Содержание, %	100	36,9	6,66	1,02	18,05	5,64	10,48	3,07	1,54	11,77	4,87
Количество, кг	1	0,37	0,07	0,01	0,18	0,06	0,1	0,03	0,01	0,12	0,05

Определяем с учетом пылеуноса количество штейна, образующегося из 100 кг агломерата.

Количество серы в штейне кг.

Количество штейна кг.

Количество и состав штейна приведены в таблице 10.

Таблица 10. Количество и состав штейна

	Всего	Cu	Pb	Zn	S	Fe	Прочие
Содержание, %	100	3,33	20	8	20	40	8,67
Количество, кг	4,6	0,15	0,92	0,37	0,92	1,84	0,4

В таблице 6 приведены данные расчета рационального состава штейна. В расчете принято, что 20% свинца находится в виде металла, остальные металлы находятся в сульфидной форме; железо частично находится в форме магнетита.

Таблица 11. Рациональный состав штейна, кг.

Компоненты	Всего, кг	Cu	Pb	Zn	S	Fe	O2	Прочие
	0,19	0,15			0,04
PbS	0,85		0,74		0,11
Pbмет	0,18		0,18
ZnS	0,55			0,37	0,18
FeS	1,62				0,59	1,03
	1,12					0,81	0,31
Прочие	0,09							0,09
Итого	4,6	0,15	0,92	0,37	0,92	1,84	0,31	0,09

В шлак переходят все шлакообразующие, а также зола топлива и некоторое количество металлов и их соединений.

Количество ZnO в шлаке.

кг.

Количество кг.

Количество кг.

Количество CaO кг.

Количество FeO подсчитываем по железу, перешедшему в шлак:

кг.

В шлак переходит основная масса прочих, в том числе зола топлива. Определяем количество золы топлива.

Основываясь на данных практики, принимаем расход кокса 11,5% от веса агломерата.

Количество золы кокса

шахтный печь агломерат минералогический

кг,

где

%.

Количество прочих в шлаке кг,

где 4,87 - количество прочих в агломерате;

0,09 - количество прочих в штейне;

0,05 - количество прочих в пыли;

0,37 - ориентировочное количество прочих в черновом свинце (принято равным 1% от свинца, содержащегося в агломерате).

Всего образуется шлака без учета свинца и меди

кг.

Принимаем содержание свинца в шлаке 0,8% и меди 0,25%.

Количество свинца и меди определяем из уравнения

,

где x - количество шлака;

0,008x и 0,0025x - соответственно количество свинца и меди в шлаке.

Отсюда кг.

Количество Pb в шлаке кг.

Количество Cu в шлаке кг.

Составляем таблицу 12 состава шлака.

Таблица 12. Состав шлака

	Всего	Pb	Cu						Прочие
Количество, кг	53,24	0,43	0,13	7,38	3,04	20,62	10,38	5,58	5,68
Состав, %	100	0,81	0,25	13,85	5,7	38,72	19,49	10,46	10,72

Расчет чернового свинца

Количество Pb в черновом свинце кг.

Количество Cu в черновом свинце кг.

Количество Zn в черновом свинце кг.

Прочих в черновом свинце 0,37 кг.

Количество и состав чернового свинца приведены в таблице 13.

Таблица 13. Количество и состав чернового свинца

	Всего	Pb	Cu	Zn	Прочие
Количество, кг	36,57	35,18	0,73	0,29	0,37
Содержание, %	100	96,2	2	0,8	1

Извлечение свинца в черновой свинец составляет

%, меди - %.

Расчет воздуха и газов.

Принимаем, что 60% углерода кокса в печи сгорает до , а остальные 40% - до CO. Состав кокса в пересчете на рабочую масск и количество составляющих его на 100 кг агломерат приведены в таблице 14.

Таблица 14. Состав и количество кокса

	Всего
Содержание, %	100	81,63	0,38	0,86	1,15	0,48	11,5	4
Количество, кг	11,5	9,39	0,04	0,1	0,13	0,06	1,32	0,46

Определяем теоретическое количество воздуха, необходимое для процесса шахтной плавки с учетом кислорода шихты.

До сгорает кг углерода, на это расходуется кислорода

кг.

До CO сгорает кг углерода, на это расходуется кислорода

кг.

Количество кислорода на сжигание водорода топлива кг.

Количество кислорода на горение топлива кг.

Всего требуется кислорода на горение топлива кг.

Всего активного кислорода в шихте

кг.

где 11,77 кг - количество кислорода в агломерате, связанное со свинцом, медью, цинком и железом;

0,31 кг - количество кислорода в штейне;

6,04 кг - количество кислорода в шлаке, связанное с железом и цинком;

0,12 кг - количество кислорода в пыли;

- количество кислорода, связанное с удаляемой из агломерата серой в форме сернистого газа (0,4 - степень десульфуризации)

Таким образом, при плавке потребуется подать с дутьем кг кислорода или кг воздуха.

Избыток воздуха при шахтной плавке свинцового агломерата достигает 30-40%. В нашем случае принимаем коэффициент избытка воздуха 1,25.

Всего будет подано в печь на 100 кг агломерата кг или нм3 воздуха, в нем содержится

кг ;

кг ;

в отходящих газах содержится

кг ;

кг ;

кг ;

кг ;

Таблица 15. Состав и количество отходящих газов

	Всего		CO
Количество, кг	100,79	20,63	8,77	1,34	3,88	65,35	0,82
Объем, нм3	73,95	10,5	7,02	0,47	2,72	52,2	1,04
Состав, % (вес)	100	20,4	8,7	1,33	3,85	64,91	0,81
Состав, % (объемн)	100	13,95	9,52	0,65	3,7	70,76	1,42

2.5 Материальный баланс плавки

На основании всех проведенных расчетов составляем таблицу 11 развернутого материального баланса процесса шахтной плавки свинцового агломерата.

Таблица 16. Материальный баланс процесса шахтной плавки свинцового агломерата

Материалы и продукты	Поступило	Материалы и продукты	Получено
		кг	%			кг	%
Агломерат	Pb	36.9	36.9	Черн. свинец	Pb	35.18	96.2
	Zn	6.66	6.66		Zn	0.29	0.8
	Cu	1.02	1.02		Cu	0.73	2.0
	Fe	18.05	18.05		Fe
	CaO	5.64	5.64		CaO
		10.48	10.48
Кокс				Штейн	Pb	0.92	20
Воздух					Zn	0.37	8
Итого:		78.75			Cu	0.15	3.33
					Fe	1.84	40
					CaO
				Шлак	Pb	0.43	0.81
					Zn	5.93	11.1
					Cu	0.13	0.25
					Fe	16.03	30.16
					CaO	5.58	10.46
						10.38	19.49
				Пыль	Pb	0.37	36.9
					Zn	0.07	6.66
					Cu	0.01	1.02
					Fe	0.18	18.05
					CaO	0.06	5.64
						0.1	10.48
				Итого:		78.75

Таблица 17. Материальный баланс процесса шахтной плавки свинцового агломерата

Материалы и продукты	Поступило	Материалы и продукты	Получено
		кг	%			кг	%
Агломерат		3.07	3.07	Черн. свинец
	S	1.54	1.54		S
	C				C
	O2	11.77	11.77		O2
	N2				N2
	H2				H2
	Прочие	4.87	4.87		Прочие	0.37	1.0
Кокс				Штейн
	S	0.06	0.48		S	0.92	20.0
	C	9.39	81.63		C
	O2	0.54	4.69		O2	0.13	6.72
	N2	0.1	0.86		N2
	H2	0.09	0.95		H2
	Прочие	1.32	1.32		Прочие	0.09	1.95
Воздух				Шлак		3.04	5.7
	S				S
	C				C
	O2	19.45	23.0		O2	6.04	11.3
	N2	65.2	77.0		N2
	H2				H2
Итого:		117.45			Прочие	5.68	10.72
				Пыль		0.03	3.07
					S	0.01	1.54
					C
					O2	0.12	11.77
					N2
					H2
					Прочие	0.05	4.87
				Газы: CO2
					S
					C	5.63	27.3
					O2	15.0	72.8
					N2
					H2
					Прочие	0.05	4.87
				CO
					S
					C	3.76	42.9
					O2	5.01	57.1
					N2
					H2
				O2
					S
					C
					O2	3.85	100
					N2
					H2
				N2
					S
					C
					O2
					N2	65.2	100
					H2
				SO2
					S	0.67	50
					C
					O2	0.67	50
					N2
					H2
				H2O
					S
					C
					O2	0.73	88.9
					N2
					H2	0.9	11.1
				Итого:		117.45

Таблица 18

Материалы и продукты	Всего	Pb	Zn	Cu	Fe	CaO
	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%
Поступило
Агломерат	100	51	36.9	36.9	6.66	6.66	1.02	1.02	18.05	18.05	5.64	5.64	10.48	10.48
Кокс	11.5	5.87
Воздух	84.7	43.13
Итого	196.2	100	36.9		6.66		1.02		18.05		5.64		10.48
Получено
Черновой свинец	36.57	18.6	35.18	96.2	0.29	0.8	0.73	2
Штейн	4.6	2.34	0.92	20	0.37	8	0.15	3.33	1.84	40
Шлак	53.24	27.12	0.43	0.81	5.93	11.1	0.13	0.25	16.03	30.16	5.58	10.46	10.38	19.49
Пыль	1	0.51	0.37	36.9	0.07	6.66	0.01	1.02	0.18	18.05	0.06	5.64	0.1	10.48
Газы: CO2	20.63	10.5
CO	8.77	4.46
O2	3.88	1.97
N2	65.35	33.3
SO2	1.34	0.78
H2O	0.82	0.42
Итого	196.2	100	36.9		6.66		1.02		18.05		5.64		10.48
Материалы и продукты	Al2O3	S	C	O2	N2	H2	Прочие
	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%
Поступило
Агломерат	3.07	3.07	1.54	1.54			11.77	11.77					4.87	4.87
Кокс			0.06	0.48	9.39	81.63	0.54	4.69	0.1	0.86	0.09	0.85	1.32	11.5
Воздух							19.45	23	65.25	77
Итого	3.07		1.6		9.39		31.76		65.35		0.09		6.19
Получено
Черн свинец													0.37	1
Штейн			0.92	20			0.31	6.72					0.09	1.95
Шлак	3.04	5.7					6.04	11.3					5.68	10.72
Пыль	0.03	3.07	0.01	1.54			0.12	11.77					0.05	4.87
Газы: CO2					5.63	27.2	15	72.8
CO					3.76	42.9	5.01	57.1
O2							3.85	100
N2									65.35	100
SO2			0.67	50			0.67	50
H2O							0.73	88.9			0.9	11.1
Итого	3.07		1.6		9.39		31.76		65.35		0.9		6.19

2.6 Расчет печи

Определение оптимального количества дутья.

По формуле (1) определяем предельное количество дутья:

(1)

Значения входящих в формулу величин по составу и характеристике шихты внесены в таблицу 19; средние размеры кусков агломерата и кокса вычисляют на основании ситовых анализов этих материалов (таблица 20).

Таблица 19. Состав и характеристика шихты

Материал	Весовой состав шихты. т	Насыпной вес. т/м3	Объемный состав шихты. м3	% (объемн)	Высота слоя при Hобщ=1м. м	Кажущийся уд.вес. кг/м3		м
Агломерат	100	1.1	91	78	0.78	1400	0.15	0.014
Кокс	11.5	0.45	25.6	22	0.22	970	0.215	0.025
Итого	111.5		116.6	100	1

Таблица 20. Ситовые анализы материалов шихты

Материал	Класс. %
	+100 мм	-100+50 мм	-50+20 мм	-20+5 мм	-5 мм
Агломерат		15	65	15	5
Кокс	10	45	35	10

Средний размер кусков агломерата

Крупная часть агломерата:

куски 75 мм - 15 % (18.7%); куски 35 мм - 65 % (81.3%);

 мм.

Мелкая часть агломерата:

куски 12 мм - 15 % (75%); куски 2.5 мм - 5 % (25%);

мм.

Весь агломерат: куски 38.2 мм - 80%; куски 4.35 мм - 20%:

мм = 0.014 м.

Средний размер кусков кокса

Крупная часть кокса:

куски 120 мм - 10 % (18.2%); куски 75 мм - 45 % (81.8%);

мм.

Мелкая часть кокса:

куски 35 мм - 35 % (77.8%); куски 12 мм - 10 % (22.2%);

мм.

Весь кокс: куски 75 мм - 55%; куски 18.9 мм - 45%:

мм = 0.025 м.

За расчетную единицу объема принимается слой шихты высотой 1 м и сечением 1 м2.

Расположение материалов снизу вверх - кокс. агломерат.

Высота слоя агломерата. в единице объема равняется 0.78 м. кокс - 0.22 мм.

Средняя температура газов в печи при температуре фокуса печи 1300о и температуре отходящих газов 250о составляет

.

нм3/нм3;

кг/нм3.

Значение коэффициента принимается равным 0.60.

Предельное количество дутья:

По величине K определяем оптимальное количество дутья:

Определение удельной производительности печи.

Производится по формуле:

. (2)

при часа; %; нм3/кг.

.

Определение основных размеров печи.

Площадь поперечного сечения печи на уровне фурм.

м2

Ширину шахтной печи на уровне фурм с учетом данных практики принимаем м.

Длина печи

м.

При стандартной ширине кессона 800 мм и зазоре между кессонами 10 мм число кессонов по длине печи равно 7. В связи с этим уточненная длина печи будет м. Уточненная по размерам стандартных кессонов площадь печи

м2.

Рабочую высоту печи (высоту сыпи над фурмами) определяют по формуле 3:

(3)

где - удельный объем шихты в печи. равный м3/т;

- минимально необходимое время пребывания шихты в печи. обеспечивающее завершение физико-химических процессов; принимаем часа. учитывая самоплавкость агломерата

м.

Общую высоту печи от лещади до уровня колошника определяем по формуле:

м.

Используя формулу:

(4)

проверяем далее рабочую высоту печи по теплообмену.

Определяем значения входящих в эту формулу величин. Среднее значение разности температур газов и поверхности шихты принимаем равным 75о. Объем шихты. участвующей в теплообмене:

м3.

Время теплообмена между газами и шихтой (время пребывания газов в слое шихты):

сек или 0.00009 час.

где - действительная скорость газов в печи. заполненной шихтой:

м/сек.

Здесь - условная скорость газов в пустой шихте печи.

Время переработки 100 кг агломерата: часа. или 15.48 сек; количество газов нм3/сек (см. табл. 10) и м/сек.

Средневзвешенное значение коэффициента (см. табл. 12):

.

Значение объемного коэффициента теплопередачи в слое кускового материала определяется по формуле:

(5)

где Т - средняя температура газов. 0К: 775+273=10480К;

d - средний диаметр кусков шихты (см. табл. 13).

М - коэффициент при наличии мелочи в шихте принимается равным 0.5.

Определяем количество передаваемого тепла:

ккал.

Количество тепла. получаемого по тепловому балансу в результате горения топлива без тепла отходящих газов (расчет приведен ниже. в расчете теплового баланса печи):

 ккал за 0.0043 часа.

За время .

ккал.

Как видно из сопоставления и . количество выделяемого тепла равно количеству передаваемого. Это указывает на то. что найденная высота печи 4.2 м обеспечивает завершение теплообмена и получение температуры отходящих газов порядка 2500.

Окончательно принимаем м и м.

Определение давления дутья.

Производится по формуле:

(6)

1. Определяем коэффициент по формуле:

(7)

где V - объем пустот в шихте.

.

т/м3.

т/м3.

Коэффициент определяется в зависимости от значения критерия Рейнольдса.

.

где определяется по данным справочника исходя из средней температуры газо...