Расчет доменной шихты

Химический состав компонентов шихты. Определение состава доменной шихты. Составление уравнений баланса железа и основности. Состав доменного шлака, его выход и химический состав. Анализ состава чугуна и его соответствие требованиям доменной плавки.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 17.05.2015
Размер файла 88,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет доменной шихты

1. Исходные данные для расчета

Доменная шихта состоит из трех основных частей: железорудный материал (ЖРМ), состоящий обычно из агломерата и окатышей, флюс и твердое топливо. В составе шихты могут также использоваться различные добавки, прежде всего, отходы металлургического производства.

а) Химический состав компонентов шихты

Железорудный материал содержит 80 % агломерата с содержанием железа 54,8 % и 20 % окатышей с содержанием железа 62,30% . Среднее (средневзвешенное) содержание железа в смеси составляет: 54,8· 0,8 + 62,3· 0,2 = 56,3 %.

Содержание Fe2O3 в железорудном материале находят следующим образом:

в агломерате

Fe2O3 = (Feобщ - FeO· 56 / 72) · 160 / 112= (54,8-10,8·56/72)·160/112= 66,29%

в окатышах

Fe2O3 = (Feобщ - FeO· 56 / 72) 160 / 112=(62,3-2,95·56/72)·160/112=85,72%

Для получения наиболее точного результата расчета сумма всех составляющих (оксидов) каждого компонента шихты должна быть равна 100 %.

в агломерате

?Y =66,29+10,8+7,83+1,6+11,20+2=99,72% это меньше 100 %, следовательно есть неучтенные оксиды (ХO), содержание которых определяется следующим образом:

ХO = 100 - ?Y,

где ?Y - сумма всех оксидов, указанных в таблице химического состава материала, %.

ХО=100-99,72=0,28%

в окатышах

?Y =85,72+2,95+4,12+1,15+3,52+2,07=99,53% это меньше 100 %, следовательно есть неучтенные оксиды (ХO), содержание которых определяется следующим образом:

ХO = 100 - ?Y,

где ?Y - сумма всех оксидов, указанных в таблице химического состава материала, %.

ХО=100-99,53=0,47%

Технический состав карагандинского кокса: зола (А) - 13,10 %; летучие (V) - 0,80 %;

сера (S) - 0,68 %; углерод (C) - 85,42 %; влага -3%.

Химический состав золы: SiO2 - 49,5%; Al2O3 - 28,30 %; CaO - 9,06 %; MgO - 1,20 %;

FeO - 12,94 %.

Таблица 1. Химический состав шихтовых материалов

Материал

Содержание, %

Fe

Mn

P

S

Fe2O3

FeO

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

Cн

ПмПП

Агломерат (Магнитогорский)

54,8

0,10

0,03

0,03

66,29

10,80

7,83

1,60

11,20

2,00

-

-

Окатыши (С/Сарбийские)

62,3

0,15

0,02

0,1

85,72

2,95

4,12

1,15

3,52

2,07

-

-

Смесь (Р) (80% агл., 20% ок)

56,3

0,11

0,028

0,044

70,176

9,23

7,088

1,51

9,664

2,014

-

-

Известняк (Ф) (Аккермановское)

0,35

-

-

-

0,5

-

1,70

0,05

54,0

0,70

-

42,53

Зола кокса (А) (Карагандинский)

9,29

-

-

-

-

11,94

49,5

28,3

9,06

1,2

-

-

б) Параметры доменной плавки

Количество кремния, углерода и серы, переходящих в чугун, на стадии расчета состава доменной шихты не может быть определено и принимается в соответствии с заданной маркой чугуна- П1.

Потери элементов от улетучивания и распределение их между чугуном и шлаком, %

Таблица 2

Химический элемент

Fe

Mn

S

P

V

Cr

Передельный чугун

Улетучивается, %

-

-

0-5

-

-

-

Переходит в чугун,%

(Принятые значения)

99,2 -99,9

зFe=99,8

50-70зMn=60

95-100

100

зP=100

70-80

90-98

Переходит в шлак,%

0,1 -0,8

30-50

0

20-30

2-10

2. Расчет состава доменной шихты

Рассчитать потребность в агломерате, известняке и коксе для выплавки чугуна марки П1; определить количество и состав шлака. Химический состав материалов приведен в табл.1. Содержание кремния в чугуне - 0,7 %. Основность шлака - 1,25. В соответствии с данными табл. 1 принимаем степень перехода марганца в чугун - 60%, фосфора - 100%; степень улетучивания серы - 5%.

2.1 Определяем содержание железа в чугуне

Feч = зFe• Feр• (100 - [Si] -[C] -[S]) / (зFe• Feр + зMn• Mnр + зP•Pр),

Feч = 0,998•56,3•(100 - 0,7 - 4,5 - 0,03)/( 0,998•56,3+0,6•0,11 +1,0•0,028) = 94,61 %,

где

зFe - доля железа шихты, переходящего в чугун, д. ед.

зMn, зP - степень перехода марганца и фосфора в чугун, д.ед.

Feр - содержание железа в ЖРМ

[Si], [C], [S], [Mn], [P] - содержание кремния ,углерода, серы, марганца и фосфора в чугуне соответственно, %.

2.2 Рассчитываем расход кокса

К = 434 + 5,21· (57,5 - Feр) + 52,1· ([Si] - 0,66) + 5,64 (А - 11,1) + 1,3 (Sк - 0,48),

К = 434 + 5,21· (57,5 -56,3) +52,1(0,70 - 0,66) + 5,64 (13,1 - 11,1) + 1,3 (0,68 - 0,48) = 453,876 кг/т чугуна

где А и Sк - содержание золы и серы в коксе, %

2.3 Решаем систему уравнений баланса железа и баланса основности

0,01· зFe · (Р·Feр + 0,01·К·А· Feз.к. + Ф· Feф) = 10·Feч

0,01·(Р· CaOр + 0,01·К·А · CaOк + Ф· CaOф)/{0,01·( Р· SiO + 0,01·К·А · SiO + Ф· SiO) - 21,4· [Si] } = Вш,

где Вш - основность (CaO/ SiO2) доменного шлака=1,25

0,01· 0,998 · (Р·56,3+ 0,01·453,876·13,1· 9,29 + Ф· 0,35) = 10·94,61

Р·56,3+Ф· 0,35 = 94247,24

Р = 1674,02 - 0,00622 Ф

0,01·(Р· 9,664 + 0,01·453,876·13,1·9,06 + Ф· 54) /{0,01·( Р· 11,94 + 0,01·453,876·13,1·49,5 + Ф· 1,7) - 21,4· 0,7 } = 1,25

0,052Ф - 0,005Р = 1,267

0,052Ф - 8,3701 + 0,0000311 Ф = 1,267

0,0520311Ф = 9,6371

Ф = 185,22

Р = 1672,87

Таблица 3 - Расход ЖРМ, флюса и кокса, кг/т чугуна

Расход ЖРМ - Р

Расход флюса (известняка) - Ф

Расход кокса - К

1672,87

185,22

453,876

3.Расчет состава доменного шлака

3.1 Определяем приход оксидов компонентов шихты в шлак (кг/т чугуна)

Мх = 0,01• (Р•Хр + Ф•Хф +0,01•К•А•Хз.к),

где Мх - количество CaO (MgO, Al2O3), переходящего в шлак, кг/ т чугуна;

Хр, Хф, Хз.к - содержание CaO (MgO, Al2O3) в ЖРМ, флюсе и золе кокса соответственно,%.

Оксид кремния частично восстанавливается в чугун. Поэтому его масса в шлаке составляет:

МSiO2 = 0,01• (Р•SiO + Ф• SiO +0,01•К•А• SiO2з.к) - 21,4•[Si] ,

где МSiO2 - количество SiO2, переходящего в шлак, кг/ т чугуна;

SiO, SiO, SiO2з.к - содержание SiO2 в ЖРМ, флюсе и золе кокса соответственно,%.

Масса оксидов железа, марганца (ванадия и хрома в случае их наличия в шихте) в шлаке определяется их количеством, вносимым в печь с шихтой, и степенью перехода в шлак:

МFeO = 0,01• (Р•Feр + Ф• Feф +0,01•К•А• Feз.к) • (1 - зFe) • (56 + 16) / 56

МMnO = 0,01• (Р•Mnр + Ф• Mnф +0,01•К•А• Mnз.к) • (1 - зMn) • (55 + 16) / 55

где МFeO, МMnO - количество FeO и MnO, переходящих в шлак, кг/ т чугуна.

МCaO = 0,01• (1672,87•9,664+ 185,22•54,0+0,01·453,876•13,1·9,06) = 267,07;

МMgO = 0,01• (1672,87•2,014+ 185,22•0,7 +59,46·1,2) =35,7;

МAl2O3 = 0,01• (1672,87•1,51+ 185,22•0,05 +59,46·28,3) = 42,18;

МSiO2 = 0,01• (1672,87•7,088 + 185,22• 1,7 +59,46· 49,5) - 21,4•0,7 =136,17

СаО/ SiO2 = 1,25, что соответствует заданному

МFeO = 0,01• (1672,87•56,3+ 185,22•0,35 +59,46·9,29) • (1 - 0,998) • (56 + 16) / 56 = 2,43

МMnO = 0,01• (1672,87•0,11+185,22· 0 + 59,46·0) • (1 - 0,6) • (55 + 16) / 55 =0,95

3.2 Рассчитываем массу серы, поступающей в печь с шихтой и распределяющейся между чугуном и шлаком (Мs, кг/т чугуна):

Мs = 0,01• (Р•Sр + Ф•Sф +К•Sк)•(1-лs),

где Sр, Sф, Sк - содержание серы в ЖРМ, флюсе и коксе соответственно,%.

лs - степень улетучивания серы, д. ед.

Мs = 0,01• (1672,87•0,068 + 185,22•0 +0)•(1-0,05) = 0,569 кг/т чугуна

3.3 Принимаем содержание серы в чугуне 0,03 % или 0,3 кг/т чугуна. Масса серы, переходящей в шлак, составит

Мsш = Мs - 0,3 кг/т чугуна

Мsш = 0,569 - 0,3 = 0,269 кг/т чугуна

Принимаем, что вся сера в шлаке находится в виде сульфатов (в основном в виде сульфата кальция) и ее доля может быть учтена в виде SO3. Масса SO3 в шлаке составляет:

МSO3ш = Мsш• (32 + 3•16) /32 , кг/т чугуна

МSO3ш = 0,269• (32 + 3•16) /32 = 0,6725 кг/т чугуна

3.4 Определяем выход шлака

Выход шлака (Ш, кг/т чугуна) определяется как сумма масс всех оксидов, переходящих в шлак:

Ш = ? Мi = МCaO + МMgO + МAl2O3 + МSiO2 + МFeO + МMnO + МSO

Ш = 267,07+35,7+42,18+136,17+2,43+0,95+0,6725 = 485,1725 кг/т чугуна

Результаты расчета заносим в таблицу 4.

Таблица 4 - Выход и химический состав шлака

Компонент

CaO

MgO

Al2O3

SiO2

FeO

MnO

SO3

Всего

Приход в шлак, кг/т чугуна

267,07

35,07

42,18

136,17

2,43

0,95

0,6725

485,17

Содержание, %

55,16

7,23

8,7

28,07

0,5

0,2

0,14

100,0

4.Расчет состава чугуна

Содержание железа в чугуне определено ранее по уравнению и составляет 946,7 кг/т чугуна

4.1 Рассчитываем содержание марганца и фосфора в чугуне

МMn = 0,01• (Р•Mnр + Ф• Mnф +0,01•К•А• Mnз.к) • зMn, кг/т чугуна

Mn = 0,01• (1672,87•0,11+ 0 + 0) • 0,6 = 0,10 кг/т чугуна;

МР = 0,01• (Р•Рр + Ф• Рф +0,01•К•А• Рз.к) , кг/т чугуна

МР = 0,01• (1672,87•0,028 + 0 +0)=0,06 , кг/т чугуна

4.2 Содержание кремния соответствует принятому в расчете:

МSi = 10•[Si], кг/т чугуна

Si = 10•[Si] = 10•0,7 = 7 кг/т чугуна

Уточняем содержание серы в чугуне.

При основности шлака 1,25 и содержании кремния в чугуне 0,7 % величина коэффициента распределения серы в соответствии с рис.1 составляет Ls = 16

Уточненное содержание серы в металле составит:

МS0 = Мs / (1 + Ш• Ls ), кг/т чугуна

S = 0,569 / (1 + 0,48417• 16 ) = 0,06 кг/ т чугуна

где Ш - выход шлака, т/т чугуна

Содержание углерода в чугуне равно:

Сч = 1000 - [Fe] - [Si] -[S] - [Mn] - [P] = 1000 -946,1-0,06-0,1-7-0,06=53,78 кг/т чугуна

Результаты расчета состава чугуна занести в табл.3.3.

Таблица3.3 - Расчетный химический состав чугуна

Содержание элементов

Si

Mn

P

S

C

Fe

Кг/т чугуна

7

0,10

0,06

0,06

53,78

946,1

Масс. %

0,7

0,01

0,006

0,006

5,38

94,61

Вывод

химический шихта чугун

Расчетный состав чугуна соответствует заданной марке П1, относится к 1 группе по содержанию марганца (<= 0,5), классуА по содержанию фосфора (не более 0,1) и 1 категории по содержанию серы ( не более 0,01

Расчетный состав шлака удовлетворяет требованиям доменной плавки по содержанию MgO (не более 10 %).

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчет шихты доменной печи. Средневзвешенный состав рудной смеси. Выбор состава чугуна и шлака. Оценка физических и физико-химических свойств шлака. Заплечики и распар, шахта и колошник. Профиль и горн доменной печи, показатели, характеризующие ее работу.

    курсовая работа [465,5 K], добавлен 30.04.2011

  • Конструкция и принцип работы доменной печи. Расчет шихты на 1 тонну чугуна, состава и количества колошникового газа и количества дутья. Определение материального и теплового балансов доменной плавки. Расчет профиля доменной печи (полезная высота и объем).

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.05.2011

  • Расчет окисления СО в СО2 в процессе непрямого восстановления железа и примесей. Определение шихты на 1 тонну чугуна, состава и количества колошникового газа и количества дутья. Теплосодержание чугуна по М.А. Павлову. Анализ диссоциации оксидов железа.

    контрольная работа [18,1 K], добавлен 06.12.2013

  • Качественный и количественный состав чугуна. Схема доменного процесса как совокупности механических, физических и физико-химических явлений в работающей доменной печи. Продукты доменной плавки. Основные отличия чугуна от стали. Схемы микроструктур чугуна.

    реферат [768,1 K], добавлен 26.11.2012

  • Технология получения чугуна из железных руд путем их переработки в доменных печах. Расчет состава и количества колошникового газа и количества дутья. Материальный баланс доменной плавки, приход и расход тепла горения углерода кокса и природного газа.

    курсовая работа [303,9 K], добавлен 30.12.2014

  • Свойства и особенности переработки сталеплавильных шлаков. Расчет доменной шихты. Влияние содержания метеллоконцентрата в доменной шихте на показатели доменной плавки. Организация и экономика производства. Охрана жизнедеятельности и окружающей среды.

    дипломная работа [337,7 K], добавлен 01.11.2010

  • Характеристика расчета шихты аналитическим путем. Методы определения количества шихтовых материалов, обеспечивающих получение жидкого чугуна заданного химического состава и определенных механических свойств. Особенности технических условий на отливку.

    практическая работа [24,7 K], добавлен 26.01.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.