Определение расхода материалов

Для расчета используются характеристики, предлагаемые проф. А.Н. Раммом.

Общий вид уравнений материального баланса для определения расхода материалов:

1. по выходу чугуна

Pc∙ℓ_pс+M∙ℓ_м+И∙ℓ_и+A∙ℓ_а=1000.

2. по основности шлака

Рс∙RO_рс+М∙RО_м+И∙RО_и+А∙RO_а=0.

где Рс, М, И, А – соответственно расход рудной смеси, металлодобавок, известняка и золы кокса, кг/т чугуна;

ℓ – выход чугуна на 1 кг соответствующего материала, кг/кг;

RO – избыток или недостаток извести в соответствующем материале при заданной основности шлака, %.

По составу материалов и принятым для расчета данным вычисляем характеристики (ℓ и RO) для соответствующих материалов путем последовательного заполнения строк таблицы 5.

Таблица 5 - Характеристики материалов

 [Fe], [Si] – содержание Fe и Si в чугуне, %;

η_{Fe =} 0,999 – коэффициент перехода железа в чугун.

По рассчитанным характеристикам и известным расходам материалов (металлодобавки и зола кокса) составляются уравнения материального баланса:

0,587∙Рс +0,889∙25+0,004_∙И +0,092∙53,71 =1000;

–4,14∙Рс - 0,64∙25 + 52,44∙И - 46,98∙53,71 =0.

Решение системы уравнений дает Рс =1657,37 кг, И=179,44 кг.

Тогда в рудной смеси содержится:

железной руды 1657,37∙0,25=414,3 кг,

агломерата    1657,37∙0,35=580,1 кг,

окатышей 1657,37∙0,40=662,9 кг.

Примечание. Вычислив расход рудной смеси Рс, следует сопоставить полученное значение его с рассчитанным ранее ориентировочным расходом – разница должна быть в пределах 10 кг.

Определение состава чугуна и шлака

Для расчета состава чугуна и шлака и проверки выполнения принятых условий составляется поверочная таблица расчета шихты (табл.6).

В таблице коксу обычно отводятся две строки: собственно коксу и его золе (при этом составляющие кокса учитываются только один раз: сера – в коксе, минеральные составляющие – в золе кокса).

По расходу и составу материалов определяется количество составляющих, вносимых отдельными материалами, а суммированием по графам вычисляется общее количество составляющих (строка «Всего вносится»).

Общие количества отдельных элементов и составляющих, поступающих с шихтой, распределяются между чугуном и шлаком.

Железо. Вносится 945,24кг,

переходит в чугун 945,24∙0,999=944,29 кг;

в шлак 945,24-944,29=0,945 кг в виде 0,945∙72/56=1,21 кг FeO.

Марганец. Вносится 4,45кг (см. табл.6), при коэффициенте перехода в чугун, равном 0,6 , перейдет в чугун 4,45∙0,6=2,67 кг,

в шлак 4,45- 2,67=1,78 кг в виде 1,78∙71/55=2,30 кг MnO.

Фосфор. Полностью (0,9 кг) переходит в чугун.

Сера. Вносится 2,94кг. Переход в чугун принимается по принятому составу чугуна (см. табл.4): 0,02∙1000/100=0,2 кг.

При выплавке передельных чугунов переходит в газ до 10% вносимой серы.

Переходит в шлак 2,94-(0,2+2,94∙10/100)=2,45 кг.

Углерод. Переход в чугун принимается согласно принятому (4,6% - см. табл.4) - 46кг,

Кремний. Переходит в чугун 6,0 кг ( принято 0,6% - см. табл.4 ).

Кремнезем. Вносится 194,51 кг SiO₂. На восстановление 6,0 кг кремния расходуется 6,0∙60/28=12,86 кг, переходит в шлак 194,51-12,86=181,65 кг.

Известь, глинозем и магнезия полностью, соответственно 199,8; 54,47 и 33,4 кг переходят в шлак.

Количество составляющих чугуна:

944,29+2,67+0,2+0,915+46,0+6,0=1000,0 кг.

Таблица 6 - Поверочная таблица расчета шихты

Уточненный химический состав чугуна представлен в таблице 7.

Таблица 7 - Химический состав чугуна

Количество составляющих (выход) шлака:

Ш = (FeO)+(MnO)+0,5∙(S)+(SiO₂)+(Al₂O₃)+(CaO)+(MgO) =

=1,21+2,299+0,5∙2,45+181,65+54,472+199,8+33,4=475,31кг/т

Основность шлака:

В_зад=CaO/SiO₂ =1,1,

расчётная В_расч=199,8/181,65 =1,10.

Расчет материального баланса доменной плавки (упрощенный)

Исходные данные

Материальный баланс доменной плавки составляют для проверки правильности расчета шихты, определения количества дутья и т. д. Расчет материального баланса основан на законе сохранения массы веществ. Зная химический состав шихтовых материалов, их массу, массу и состав чугуна, состав шлака и газа, можно составить приходные и расходные статьи баланса.

Для примерного расчета материального баланса условно примем следующие данные (таблица 8):

Таблица 8 - Исходные данные для расчета материального баланса