Теорія доменної плавки

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 (б < б_n) 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 /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

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	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	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
Д 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
Д 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