Расчет процесса обогащения железной руды

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Расчет процесса обогащения железной руды

Исходные данные:

Таблица 1 Состав железной руды.

Состав железной руды, % (пересчет на сухую массу)

Содержание Fe в концентрате и хвостах, %

FeO

Fe2O3

MnO

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

SO3

P2O5

ППП*

(Fe)конц.

(Fe)хв.

Показатели процесса обогащения:

- содержание железа в исходной руде, % масс. ();

- содержание железа в концентрате, % масс. ();

- содержание железа в хвостах, % масс. ();

- выход концентрата, доли ед. ();

- выход хвостов, доли ед. ();

- степень извлечения железа в концентрат, доли ед.

();

- степень извлечения железа в хвосты, доли ед.

();

- коэффициент обогащения, доли ед.

();

- коэффициент сокращения, доли ед.

();

Содержание железа в исходной руде равно:

,

где и - содержание железа в руде соответственно в виде и .

Содержание железа в концентрате определяется как

,

где и - содержание железа в концентрате соответственно в виде и .

* ППП - потери при прокаливании

Массу железа, присутствующего в концентрате в виде и , можно определить, используя величину степени извлечения железа из руды в концентрат

Содержание оксидов железа в концентрате будет численно равно:

Размещено на http://www.allbest.ru

Проверка:

,

результат должен совпадать с заданным содержанием железа в концентрате (см. таблицу 1).

Долю пустой породы в руде без оксидов марганца, фосфора, серы можно рассчитать как

Доля пустой породы в концентрате составит:

,

,

,

,

Содержание CaO, SiO2, Al2O3, MgO в концентрате можно рассчитать следующим образом:

,

,

,

,

,

Результаты расчета оформляются в виде таблицы.

Таблица 2 Химический состав железорудного концентрата

Содержание компонентов железорудного концентрата, % масс.
FeO	Fe2O3	MnO	SiO2	Al2O3	CaO	MgO	SO3	P2O5	ППП

2. Расчет расхода железорудного концентрата и известняка в агломерационной шихте

Таблица 3 Состав известняка и характеристики агломерата

Состав известняка, %(на сухую массу)	Характеристика агломерата
Fe2O3	MnO	SiO2	Al2O3	CaO	MgO	SO3	P2O5	CO2	FeO, %	В

Таблица 4 Состав кокса и его расход на агломерацию

Состав кокса, %(на сухую массу)

Расход коксика на агломерацию, кг/т

Fe2O3

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

FeS

SO3

P2O5

Примем следующие обозначения: X, Y, Z - расходы соответственно концентрата, известняка и коксика при агломерации, кг/100 кг агломерата. Запишем уравнение основности агломерата:

где индексы «конц.», «И», «К» означают, что данные компоненты принадлежат соответственно концентрату, известняку и коксику.

При составлении уравнения материального баланса спекания окисленного агломерата сначала подсчитывают сначала потери массы каждого компонента аглошихты без учета процессов диссоциации и восстановления оксидов. Учитываются выгорание из шихты углерода (), удаление летучих коксовой мелочи (), гидратной влаги и углекислоты (), которые для руды (концентрата) объединены параметром «ППП - потери при прокаливании». При этом также удаляется 90 - 98 % органической и сульфидной серы (, доли ед.) и 50 - 70 % сульфатной серы (, доли ед.). Расчет ведется на 100 кг агломерата. Таким образом, потерю массы каждого компонента () можно вычислить из общего уравнения:

.

Здесь - масса кислорода, присоединившегося к массе аглошихты, в результате реакции полного окисления сульфидов железа (сера окисляется до ).

Потеря массы концентрата при спекании, кг/100 кг:

Потеря массы известняка при спекании, кг/100 кг:

Потеря массы коксика при спекании, кг/100 кг:

С учетом сказанного, выведем общее уравнение материального баланса процесса спекания. Пусть - соответственно потери массы концентрата, известняка и коксика при спекании, кг/100 кг соответствующего компонента шихты. Тогда (),(),() - соответственно массы концентрата, известняка и коксовой мелочи, переходящие в агломерат, кг/100 кг компонента шихты. Далее, - соответственно массы концентрата, известняка и коксовой мелочи, переходящие при спекании в агломерат, в расчете на 100 кг агломерата.

Потери кислорода, связанные с диссоциацией и восстановлением оксидов железа при спекании компонентов шихты, определим исходя из заданной окисленности агломерата с учетом массы FeO, содержащегося в компонентах аглошихты:

, кг/100 кг агломерата.

С учетом сказанного уравнение материального баланса спекания в расчете на 100 кг агломерата приобретает вид:

.

Из решения системы двух уравнений (основности и материального баланса спекания) с двумя неизвестными определяем расходы железорудного концентрата и известняка для производства агломерата, кг/100 кг агломерата.

Решая систему получаем следующие значения расходов компонентов:

3. Определение химического состава готового агломерата

Готовый агломерат состоит из всех компонентов, которые перешли в него в процессе спекания из аглошихты. Определение химического состава агломерата при известных расходах концентрата, известняка и коксовой мелочи сводится к расчету для каждой составляющей по следующему уравнению:

или

где , , , - содержание - го компонента соответственно в агломерате, концентрате, известняке и коксике, %; - доля компонента, теряемая при агломерации, которая рассчитывается для каждого компонента аглошихты по выражению: (доли ед.), где d - потеря массы компонента аглошихты (см. ранее).

Однако, данный состав не отражает изменения соотношения содержания оксидов железа. Содержание задано (см. таблицу 3). Оно меньше результатов расчета () на величину , образовавшегося при частичной диссоциации и восстановлении .

.

При этом имели место потери кислорода, рассчитанные ранее (). По данной величине определим количество , на которое следует уменьшить его содержание, полученное по расчету ():

.

Результаты расчета химического состава готового агломерата следует представить в виде таблицы.

Таблица 5 Химический состав готового агломерата

Содержание компонентов готового агломерата, % масс.
FeO	Fe2O3	MnO	SiO2	Al2O3	CaO	MgO	SO3	P2O5

4. Расчет расхода агломерата на выплавку 1 т чугуна в доменной печи

Состав кокса (таблица 4) соответствует составу коксовой мелочи, используемой в аглошихте (из приведущего расчета). Состав агломерата из таблицы 5.

Таблица 6 Расход кокса в шихте доменной печи определен вариантом

Исходные данные к расчету по производству чугуна
Расход кокса, кг/т чугуна	Температура чугуна, oС

Массу железа, содержащегося в шихте доменной печи, определим по уравнению:

где - масса железа в агломерате и коксе, кг/100 кг чугуна; - содержание железа в агломерате и коксе, %; - расходы агломерата и кокса в шихте доменной печи, кг/100 кг чугуна.

Из 100 кг агломерата в чугун перейдет железо массой:

где - степень восстановления железа в доменной печи (примем в диапазоне 0,992 - 0,999).

Согласно заданию, на производство 100 кг чугуна расходуется кокса. При этом из кокса, содержащегося в шихте доменной печи, в чугун перейдет следующая масса железа:



Зададим ориентировочный состав передельного чугуна, например: [C]=4,5 %; [Si]=0,5 %; [Mn]=0,3 %; [P]=0,1 %; [S]=0,04 %. Тогда масса железа в 100 кг чугуна будет численно равна:

,

Тогда масса железа, перешедшего в чугун из агломерата, составит:

,

Расход агломерата на производство 100 кг чугуна определим, решив следующую задачу: из 100 кг агломерата в чугун переходит железа, сколько агломерата потребуется для формирования 100 кг чугуна?

, [кг/100 кг чугуна],

Полученный результат следует пересчитать на 1 т чугуна.

Данный расчет следует повторить после определения уточненного состава передельного чугуна.

Уточненный состав передельного чугуна:

[C]= %; [Si]= %; [Mn]= %; [P]= %; [S]= %. Тогда масса железа в 100 кг чугуна будет численно равна:

,

Тогда масса железа, перешедшего в чугун из агломерата, составит:

,

Расход агломерата на производство 100 кг чугуна определим, решив следующую задачу: из 100 кг агломерата в чугун переходит железа, сколько агломерата потребуется для формирования 100 кг чугуна?

, [кг/100 кг чугуна],

Полученный результат следует пересчитать на 1 т чугуна.

5. Определение состава передельного чугуна

Расчет содержания марганца в чугуне. Марганец в шихту доменной печи поступает в виде оксидов марганца из агломерата. В задании марганец представлен в виде MnO. Масса оксида марганца в шихте доменной печи равна:

,

Оксид марганца относится к частично восстанавливающимся оксидам, поэтому весь марганец распределяется между металлом (чугуном) и шлаком. Степень восстановления марганца () равна 0,50 - 0,75 (в зависимости от температуры чугуна, при повышении температуры величина растет). Следовательно, масса марганца, перешедшего в чугун, составляет

,

Расчет ведется на 100 кг чугуна, поэтому содержание марганца в чугуне численно равно массе марганца, перешедшего в чугун из шихты.

Расчет содержания кремния в чугуне. Кремний в виде (кремнезема) содержится во всех компонентах доменной шихты. Масса в шихте доменной печи равна:

,

Диоксид кремния также относится к оксидам, частично восстанавливающимся в условиях доменной плавки, поэтому в горне происходит распределение кремния между чугуном и шлаком. Степень восстановления кремния () равна 0,02 - 0,08 (в зависимости от температуры чугуна, при повышении температуры величина растет). Следовательно, массу кремния, перешедшего в чугун, можно определить следующим образом:

,

Содержание кремния в чугуне численно равно массе кремния, перешедшего в чугун из шихты.

Расчет содержания фосфора в чугуне. В условиях доменной плавки оксид фосфора, содержащийся в шихте, восстанавливается полностью. Отсюда, содержание фосфора в чугуне численно равно массе фосфора в шихте доменной печи:

где и - содержание фосфора соответственно в агломерате и коксе, %.

6. Расчет содержания серы в чугуне. (Предварительно необходимо рассчитать состав и количество доменного шлака)

Масса серы в шихте доменной печи равна массе серы, поступившей из различных источников: из агломерата и кокса,

,

где и - содержание серы соответственно в агломерате и коксе, %.

Примем, что в доменной печи 5 -10 % серы, содержащейся в шихте, теряется, то есть переходит в газовую фазу и уходит из печи с доменным газом (=0,05 - 0,10), а оставшаяся сера распределяется между металлом и шлаком. Тогда общая масса серы, содержащейся в чугуне и шлаке, будет равна:

,

Запишем уравнение баланса серы:

,

где и - соответственно содержание серы в чугуне и шлаке, %.

Характеристикой десульфурирующей способности шлака является коэффициент распределения серы между шлаком и металлом . Зависимость от различных технологических параметров доменной плавки изучена достаточно хорошо.

На рисунке показана зависимость коэффициента распределения серы от основности и температуры шлака (чугуна).

Размещено на http://www.allbest.ru

Для оценки значения по предложенной диаграмме следует по данным о составе доменного шлака рассчитать его основность:

,

а затем путем интерполяции в указанных интервалах температуры чугуна определить коэффициент распределения серы, соответствующий требуемым условиям. Содержание серы в чугуне определяем из уравнения баланса серы в доменной печи:

,

Оценка содержания углерода в чугуне. Для оценки используем эмпирическое уравнение зависимости содержания углерода от состава чугуна, выведенное на основании обработки большого числа производственных данных, полученных на стабильно работающих доменных печах большого объема:

Полученный в результате расчета состав чугуна следует свести в таблицу.

Таблица 7 Химический состав чугуна

Содержание компонентов жидкого чугуна, % масс.
Fe	С	Si	Mn	S	P

7. Расчет массы и состава шлака, образующегося в доменной печи при выплавке чугуна

Шлак в доменной печи образуется из компонентов шихтовых материалов, не восстановившихся в ходе доменной плавки, а также не удалившихся из агрегата с газами. Для расчета количества и состава доменного шлака составим следующую таблицу.

Таблица 8 Расчет массы и состава доменного шлака

Компоненты шлака	Масса компонента, переходящего из шихты в шлак, кг/100 кг чугуна	Содержание компонента в шлаке, %
CaO
SiO2
MgO
Al2O3
MnO
FeO
Масса шлака Gшл, кг		100 %

Массу компонентов (за исключением ), переходящих в шлак, рассчитаем следующим образом:

,

где , - содержание компонента соответственно в агломерате и в коксе, %; - степень восстановления компонента в доменной печи, доля ед.

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

С учетом того, что оксиды железа в шихте доменной печи представлены двумя формами ( и ), а в шлаке присутствует только один оксид (), массу оксида железа в шлаке рассчитаем по общему содержанию в шихте:

,

где , - содержание соответственно в агломерате и в коксе, %; - степень восстановления железа в доменной печи, доля ед.

8. Определение изменения химического состава металла в процессе окислительного рафинирования в кислородном конвертере

Выплавка стали в кислородном конвертере производится из жидкого чугуна с добавлением некоторого количества металлического лома при продувке техническим кислородом. Нагрев металла осуществляется за счет тепла, выделяющегося при экзотермических реакциях окисления железа и примесей, содержащихся в металлошихте. Вредные примеси, прежде всего сера и фосфор, в виде оксидов переходят из жидкого металла в высокоосновный шлак, для наведения которого в кислородно-конвертерном процессе используется известь. Продуктами плавки являются жидкая сталь (полупродукт), конвертерный шлак и выделяющиеся из ванны газы.

На практическом занятии следует дать характеристику заданной марки стали, в том числе привести ее химический состав в соответствии с ГОСТом, указать ее назначение (виды продукции), привести данные об основных механических и служебных свойствах. При выполнении следует использовать марочник сталей.

Металлошихта кислородного конвертера состоит из передельного чугуна и металлолома. Доля лома в шихте определена заданием (приложение 5). Химический состав металлолома может соответствовать составу любой углеродистой (нелегированной) стали (см. марочник сталей), по выбору студента. Состав передельного чугуна выбирается исходя из рассчитанных раннее данных, представленных в таблице 7. Для удобства работы с данными следует составить таблицу 10, в которой привести химический состав компонентов металлошихты, количество удаленных примесей и расчетный состав металла перед выпуском. Расчет ведется на 100 кг металлошихты.

Исходные данные для расчета изменения химического состава металла в процессе окислительного рафинирования в кислородном конвертере представлены в таблице 9.

Таблица 9 Исходные данные к расчету по выплавке стали в кислородном конвертере

Марка стали	Емкость конвертера, т	Доля мететаллолома в шихте, %	Температура полупродукта, оС

Принимаем, что лом соответствует стали 20, химический состав которой согласно ГОСТ составляет:

С = %, Si = %, Mn = %, S = %,

Химический состав стали согласно ГОСТ (см. марочник сталей)

С = %, Si = %, Mn = %, S = %,

Таблица 10 Изменение состава при выплавке стали

Показатели	Содержание примесей, % масс.
	C	Si	Mn	S	P
Состав стали по ГОСТ
Передельный чугун
Металлический лом
Средний состав шихты
Состав полупродукта
Окислилось примесей (?, кг)

Средний состав шихты рассчитывается по уравнению:

, (5.1)

где , , - содержание I - го компонента, соответственно, в чугуне, ломе и среднее в металлошихте, %; - доля металлического лома в шихте.



,

,

,

,

,

9. Оценка химического состава полупродукта

При выплавке стали в кислородных конвертерах продувку жидкого металла ведут, как правило, до весьма низких концентраций углерода с последующей корректировкой состава по углероду (науглероживанием) во время выпуска. На этом основании примем содержание углерода в полупродукте на уровне 0,05-0,10 %. В условиях окислительного рафинирования кремний окисляется «до следов». Остаточное содержание марганца после продувки зависит от многих факторов, основными из которых являются исходное содержание Mn в металлошихте, шлаковый режим плавки и температура металла и содержание в нем углерода после продувки. При переработке шихты с низким содержанием марганца (<0,3 %) его концентрация в полупродукте составит 0,04-0,08 %, при использовании шихты с более высоким содержанием марганца имеет место повышение содержания марганца в металле после продувки в конвертере (0,10-0,12 %). Процесс удаления фосфора в условиях кислородного рафинирования протекает весьма эффективно, чему способствует наличие в конвертере высокоосновного шлака, а также высокая окисленность металла и шлака по ходу продувки. Содержание фосфора в полупродукте может быть выбрано из диапазона 0,01-0,03 % масс. Содержание серы в полупродукте не должно превышать значений, установленных ГОСТом. В условиях кислородно-конвертерной плавки сера из металла удаляется примерно на 15 - 30 % отн. В случае, если содержание серы в шихте существенно превышает содержание серы в полупродукте, следует предусмотреть внедоменную десульфурацию чугуна, например, магнием и сделать расчет расхода Mg, необходимого для снижения содержания серы в чугуне от исходных, полученных в ходе расчетов состава чугуна, до значений, обеспечивающих требуемый состав металлошихты. Расход магния для десульфурации чугуна определяется по уравнению:

, (5.2)

где и - содержание серы в чугуне, соответственно, исходное и требуемое, %; - коэффициент использования магния, равный 0,30 - 0,40.

Количество удаленных примесей определяется как разность между средним содержанием примеси в металлошихте и полупродукте.

9.1 Расчет материального баланса конвертерной плавки

Материальный баланс плавки в кислородном конвертере состоит из двух частей: приходной и расходной. Приходная часть материального баланса включает в себя расходы всех материалов, поступивших в конвертер, в том числе: жидкого чугуна; металлолома; извести; перешедшей в шлак футеровки; технического кислорода. В расходной части материального баланса приведены продукты плавки: полупродукт; конвертерный шлак; отходящие газы, а также потери металла с пылью и корольками.

9.1.1 Определение расхода извести

Присадки извести в конвертер как при загрузке шихтовых материалов, так и в процессе продувки ванны кислородом, производятся с целью наведения высокоосновного шлака, обеспечивающего удаление из металла вредных примесей: S и P. Основность шлака B=CaO/SiO2 характеризует его способность к рафинированию стали. Оптимальная величина основности в кислородно-конвертерном процессе составляет 3,0-3,5. Для определения расхода извести используем уравнение основности.

Пусть источниками CaO в конвертерном шлаке являются: известь и футеровка сталеплавильного агрегата.

Массу CaO, поступающего в шлак, можно рассчитать следующим образом:

, (5.3)

где , - содержание оксида кальция в извести и футеровке, % ; , - расход извести и количество футеровки, перешедшей в шлак, кг/100 кг шихты.

Диоксид кремния поступает в шлак в результате окисления кремния, содержащегося в металлошихте, а также из извести, футеровки, загрязнений лома (другими источниками пренебрежем), то есть массу SiO2в шлаке определим как:

(5.4)

где - количество окислившегося кремния, %; , , - содержание SiO2 в извести, футеровке агрегата и загрязнениях металлолома, % масс.; - масса загрязнений (1-2 % массы металлолома); - масса металлошихты (=100 кг).

После подстановки данных выражений в уравнение основности и проведения соответствующих преобразований его следует решить относительно расхода извести ().

Принимаем значение основности шлака В =

Состав извести может быть установлен из предположения, что она получена путем обжига известняка заданного состава. При этом происходило разложение карбонатов с выделением CO2. Определяя состав извести, следует предусмотреть некоторое количество недопала (2-10 % CO2 остается в извести), высокую гигроскопичность свежеобожженной извести (содержание H2O принять равным 0,5-1,5 %), количество SiO2 принимаем 5,5% Количество огнеупорной футеровки, перешедшей в шлак за время продувки, составляет 0,2-0,3 кг/100 кг металлошихты. Состав огнеупорной футеровки конвертера: CaO - 53 %; MgO - 43 %; SiO2 - 2 %; Al2O3 - 2 %.

9.1.2 Определение состава и количества конвертерного шлака

Для определения общего количества образующегося шлака и его состава следует составить таблицу 11.

На первом этапе составления таблицы в нее записываются массы всех компонентов, переходящих в шлак из указанных источников, за исключением оксидов железа. Суммирование этих величин дает массу шлака без оксидов железа. Содержание FeO и Fe2O3 определим по количеству железа в шлаке ((Fe)общ, %), которое характеризует окислительную способность конвертерного шлака и зависит от его основности (В), содержания углерода в полупродукте ([C]п/п, %) и температуры металла и шлака (tп/п, оС):

. (5.5)

Таблица 11 Расчет состава и количества конвертерного шлака

Источники компонентов шлака	Масса компонентов, кг/100 кг шихты
	CaO	SiO2	MnO	MgO	P2O5	Al2O3	FeO	Fe2O3
Окисление примесей (Si, Mn, P) металлошихты, кг
Известь, кг
Огнеупорная футеровка, кг
Масса шлака без оксидов железа , кг
Общая масса шлака, , кг
Состав шлака, %

При расчете окислившихся примесей используем следующие химические реакции окисления примесей:

Si + 2O = SiO2

?Si = mSiO2 mSiO2 = 28 60

Mn + O = MnO

?Mn = mMnO mMnO = 55 71

2P + 2,5O = P2O5

?P = mP2O5 m P2O5 = 2•31 142

Примем, что 80 % железа, переходящего в шлак, окисляется до FeO и 20 % - до Fe2O3. Тогда содержание оксидов железа (%) составит:

, (5.6)

. (5.7)

Общее количество шлака рассчитывают исходя из того, что масса шлака без оксидов железа соответствует величине 100 - (FeO) - (Fe2O3), а общая масса шлака соответствует 100.

Масса шлака без оксидов железа ():

Общая масса шлака с оксидами железа ():

Результаты расчетов позволяют определить состав конвертерного шлака, который следует представить в виде таблицы 11.

9.1.3 Расчет выхода полупродукта

В ходе продувки расплава в конвертере масса металлошихты уменьшается в результате:

- окисления примесей чугуна и металлолома;

- окисления железа;

- потерь железа с пылью;

- потерь железа в виде корольков в шлаке;

- загрязненности металлолома.

Отсюда массу полупродукта () можно рассчитать следующим образом:

. (5.8)

Массу окислившихся примесей и железа, перешедшего в шлак, определим, соответственно, как

, (5.9)

где , , , - изменение содержания углерода, кремния, марганца и фосфора в процессе продувки металла в конвертере;

(5.10)

Потери железа с пылью принимают равными 1,5-2,0 % массы металлической части шихты, в виде корольков - 6-10 % массы шлака. Потери массы металла вследствие загрязнения металлолома - 1-2 % его массы.

Выход жидкой стали (% отн.) является важной характеристикой эффективности работы сталеплавильного агрегата, его величина определяется отношением:

. (5.11)

9.1.4 Определение расхода кислорода

В кислородно-конвертерном процессе основным источником кислорода для рафинирования расплава является технический кислород, вдуваемый через фурму в металлическую ванну . Часть кислорода поступает из окалины, находящейся на поверхности металлолома .

Кислород расходуется на окисление примесей шихты и железа, переходящего в шлак , а также на образование плавильной пыли . Расход кислорода можно рассчитать из уравнения баланса кислорода:

. (5.12)

Количество кислорода, необходимого для окисления примесей, составляет:

, (5.13)

где - доля углерода, окисляющегося до CO2 (эта величина обычно составляет 0,10-0,15).

Количество кислорода, необходимое для образования оксидов железа в шлаке, составляет:

, (5.14)

где 0,238 - стехиометрический коэффициент пересчета массы окислившегося железа на требуемую для этого массу кислорода в предположении, что в составе оксидов железа 80 % FeO и 20 % Fe2O3.

Количество кислорода, расходуемое при пылеобразовании, в предположении, что окисление железа идет до Fe3O4 составляет:

. (5.15)

Количество кислорода, поступившего в конвертер с окалиной металлолома (массу окалины принимаем равной 0,5-1,0 % массы лома), составляет:

, (5.16)

где 0,27 - стехиометрический коэффициент пересчета окалины на кислород, полученный в предположении, что в состав окалины входит 30 % FeO и 70 % Fe2O3.

Подставляя результаты расчетов в уравнение баланса кислорода, можно установить массу чистого кислорода, необходимую для проведения конвертерного процесса. При расчете массового расхода технического кислорода следует учитывать его состав (примем, что {O2}ТК=99.5 % об., {N2}ТК =0.5 % об.), а также то, что не весь кислород усваивается ванной при продувке (коэффициент использования кислорода К=0,90-0,95):

. (5.17)

На практике, как правило, контролируют не массу продутого в конвертере технического кислорода, а его объемный расход , м3/с:

, (5.18)

где 32 и 22,4 - соответственно, масса и объем при нормальных условиях одного киломоля технического кислорода.

9.1.5 Определение количества и состава отходящих газов

Отходящие газы формируются за счет компонентов дутья, металлошихты и шлакообразующих материалов, в процессе окислительного рафинирования не усвоившихся металлической ванной и не перешедших в шлак:

. (5.19)

При окислении углерода, содержащегося в чугуне и металлоломе, образуются CO и CO2 в следующих количествах:

, (5.20)

. (5.21)

Массы СО2 и паров воды, выделившихся при растворении извести, можно рассчитать следующим образом:

, (5.22)

, (5.23)

где и - содержание углекислого газа и воды в извести, %.

Примем, что азот, поступающий в конвертер с техническим кислородом, полностью не усваивается ванной, а кислород усваивается в пределах, установленных коэффициентом использования кислорода. Тогда

(5.24)

. (5.25)

Объем каждого из компонентов отходящих газов определяют по соотношению:

, (5.26)

где - масса -го компонента отходящих газов, кг/100 кг шихты; - масса 1 киломоля - го компонента, кг/моль.

Суммарное значение объемов всех компонентов отходящих газов Vj:

Суммирование значений позволяет определить количество отходящих газов (м3). По результатам расчета можно также определить состав конвертерного газа, % об.:

 (5.27)

9.2 Составление материального баланса

Результаты расчетов, выполненных в пунктах 5.1.1 - 5.1.5, следует свести в таблицу 12 для составления материального баланса.

известняк агломерация рафинирование чугун

Таблица 12 Материальный баланс конвертерной плавки

Приход	Расход
Статья	кг/100 кг	%	Статья	кг/100 кг	%
Чугун			Полупродукт
Металлолом			Шлак
Известь			Конвертерный газ
Футеровка			Потери металла - с пылью - с корольками
Технический кислород
Итого		100	Итого		100

Список использованной литературы

1. Воскобойников, В. Г. Общая металлургия: учебник для вузов / В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, А.М. Якушев. - 6-е изд., перераб. и доп. - М. : ИКЦ Академия, 2002. - 768 с. : 253 ил.

2. Дюдкин, Д. А. Современная технология производства стали / Д.А.Дюдкин, В.В.Кисиленко. - М : Теплотехник, 2007. - 528 с.

3. Металлургия чугуна. Под ред. Ю.С. Юсфина. М.: "Академкнига", 2005 г. - 628 с.

4. Меркер, Э. Э. Физические процессы в конвертере и энергоэкологические показатели производства [Text] : монография / Э.Э. Меркер, Г.А. Карпенко. - 2-е изд., стер. - Старый Оскол : ООО "ТНТ", 2008. - 328 с.

5. Тимофеева, А. С. Справочник теплофизика-металлурга [Текст] : учебное пособие / А.С.Тимофеева, В.В.Федина. - Старый Оскол : кпц "Роса", 2008. - 280 с.

Размещено на Allbest.ru

...