13. Упрощенный метод расчета материального и теплового балансов доменной печи
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:
| 1. Среднесуточная производительность, т . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 3300 |
| 2. Количество кокса, сжигаемого в 1 м3 полезного объема печи в сутки (интенсивность плавки), кг/м3 | 990 |
| 3. Относительный расход шихтовых материалов, кг/т чугуна (принят по расчету шихты): . . . . . . . . . . . | - |
| кокс (сухой). . . . . . . . . . . . . . . . . . | 600 |
| агломерат. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 1859,8 (≈1860) |
| известняк доломитизированный | 61,8 (≈62) |
| 4. Влажность дутья, г/м3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 20,0 |
| 5. Вынос колошниковой пыли, кг/т . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 60 |
| 6. Количество шлака, кг/т (принимается согласно расчету шихты) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 624 |
| 7. Состав колошникового газа: 13,0% СО2; 28,0% СО; 0,40% СН4; 2,0% Н2; 56,6% N2. . . . . . . . . . . . . . | - |
Химический состав шихтовых материалов принимаем таким же, что и при расчете шихты.
8. Химический состав чугуна (и шлака) принимаем тот же, что при расчете шихты: 93,6% Fe; 4,56% С; 0,2% Р; 1,08% Мn; 0,7% Si.
9. В коксе содержится, %:
В летучих кокса содержится: 0,3% СО2; 0,3% СО; 0,84% N и 0,06% СН4.
Определение количества газа на 1 кг чугуна
1. В 1 м3 колошникового газа сумма СО2 + СО + СН4 составляет
что в пересчете на углерод равно
где 22,4 - объем одной килограмм-молекулы газа, м3;
12 - атомная масса углерода.
2. Всего на 1 т чугуна вносится коксом нелетучего углерода
3. Переходит в чугун и колошниковую пыль углерода, кг:
где 0,075 - доля углерода в колошниковой пыли.
4. Всего в колошниковый газ переходит углерода
5. Образуется сухого газа, м3/кг чугуна:
или
6. Из кокса переходит влаги в колошниковый газ
Тогда влажного газа будет
или по объему 2,033 + 0,016 = 2,079 м3,
где 2,033 - количество сухого газа на 1 кг чугуна (из расчета).
Определение количества дутья
1. В сухом газе азота
2. Коксом азота вносится
0,600 · 0,0084 = 0,005 кг или 
3. Азота вносится дутьем
4. В 1 м3 дутья содержится влаги
или
Тогда азота будет
и кислорода
5. Количество влажного дутья будет равно
Таким образом, состав дутья будет следующим:
Всего 1,921 кг.
Полученные расчетные данные для наглядности материального баланса доменной плавки приводятся в следующем виде (на 1 кг чугуна):
| Поступило в печь, кг | - | Получено из печи, кг | - |
| Офлюсованного агломерата. . . . . . . | 1,860 | Чугуна. . . . . . . . . . . . | 1,000 |
| Доломитизированного известняка | 0,062 | Шлака. . . . . . . . . . . . . | 0,624 |
| Кокса влажного. . . . . . . . . . . . . . . . . | 0,612 | Газа влажного. . . . . . | 2,729 |
| Дутья влажного. . . . . . . . . . . . . . . . . | 1,921 | Колошниковой пыли | 0,060 |
| Всего . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 4,455 | Всего. . . . . . . . . . . . . . | 4,413 |
Полученная невязка в балансе 1,2% вполне допустима.
|
ПОИСК:
|
При использовании материалов сайта активная ссылка обязательна:
http://metallurgu.ru/ 'Библиотека по металлургии'