- •Материальный и тепловой баланс
- •Содержание
- •1 Металлургические технологии переработки твердых бытовых отходов
- •2 Расчет материального баланса конвертерной плавки c использованием твердых бытовых отходов
- •2.1 Исходные данные
- •2.2 Расчет технологических параметров периода нагрева лома
- •2.3 Определение среднего состава металлошихты и количества примесей, окисляющихся к концу продувки
- •2.4 Определение расхода извести
- •2.5 Определение содержания окислов железа в шлаке
- •2.6 Предварительное определение количества и состава шлака в конце продувки
- •2.7 Определение состава металла в конце продувки
- •2.8 Определение содержания фосфора в металле
- •2.9 Определение содержания серы в металле
- •2.10 Определение угара примесей чугуна и количества образовавшихся окислов
- •С учетом извести и миксерного шлака серы поступило в шлак:
- •2.11 Уточнение количества и состава конечного шлака
- •2.12 Баланс окислов железа в шлаке
- •2.13 Расчет расхода технического кислорода
- •2.14 Расчет количества и состава газов, выходящих из горловины конвертера
- •2.15 Определение количества жидкого металла в конце продувки
- •3 Расчет теплового баланса конвертерной плавки с использованием твердых бытовых отходов
- •3.1 Исходные данные для расчета теплового баланса
- •3.2 Общий приход тепла на плавку
- •3.2.1 Приход тепла от использования угля и тбо на прогреве лома
- •3.2.2 Физическое тепло жидкого чугуна
- •3.2.3 Химическое тепло металлошихты
- •3.2.4 Химическое тепло реакций шлакообразования
- •3.2.5 Физическое тепло миксерного шлака
- •3.2.6 Общий приход тепла на плавку
- •3.3 Расход тепла
- •3.3.1 Физическое тепло стали Физическое тепло стали , может быть определено по уравнению:
- •3.3.2 Физическое тепло шлака
- •3.3.3 Тепло, уносимое отходящими газами
- •3.3.4 Тепло, уносимое выбросами металла
- •3.3.5 Тепло, уносимое пылью отходящих газов
- •3.3.6 Тепло диссоциации извести
- •Список литературы
- •Материальный и тепловой баланс конвертерной плавки с использованием твердых бытовых отходов
- •654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
2.10 Определение угара примесей чугуна и количества образовавшихся окислов
Состав метала перед раскислением:
[С]к = 0,15% [%Mn]к = 0,21 [Si]к = следы
[%Р]к = 0,016 [%S]к = 0,017
Количество примесей, оставшихся в металле:
углерода 0,15 × 0,92 = 0,138 кг;
марганца 0,21 × 0,92 = 0,193 кг;
кремния [Si]к = следы;
фосфора 0,016 × 0,92 = 0,015 кг;
серы 0,017 × 0,92 = 0,015 кг,
где 0,92 – принятый выход жидкого металла.
Следовательно, за операцию примесей удаляется:
углерода = 3,851-0,138=3,713 кг.
Сгорает до СО: 3,713 · 0,9 = 3,342 кг;
СО2 3,713 · 0,1 = 0,371 кг;
марганца 0,560 - 0,193 = 0,367 кг;
кремния 0,480 - следы = 0,480 кг;
фосфора 0,141 - 0,015 = 0,126 кг;
серы 0,026 - 0,015 = 0,01 кг.
С учетом извести и миксерного шлака серы поступило в шлак:
0,015 + 0,00249 + 0,001 = 0,0138 кг.
В таблице 13 приводится расчет количества кислорода для окисления указанных примесей и выхода окислов.
Таблица 13 – Количество кислорода и образовавшихся окислов
Элемент, окисел |
Количество окислившегося элемента, кг |
Потребное количество кислорода, кг |
Количество образовавшегося окисла, кг |
Металло-завалка [C]®{CO} [C]®{CO2} |
3,713 ∙ 0,9 = 3,342 |
4,456 |
3,342 + 4,456 = 7,798 |
3,713 ∙ 0,1 = 0,371 |
0,990 |
0,371 + 0,990 = 1,362 | |
[Mn]®(МnO) |
0,367 |
0,107 |
0,367 + 0,107 = 0,474 |
[Si]®(SiO2) |
0,480 |
0,549 |
0,480 + 0,549 = 1,029 |
[P]®(P2O5) |
0,126 |
0,163 |
0,126 + 0,164 = 0,290 |
[Fe]®(Fe2O3)пыль |
0,600 |
0,257 |
0,600 + 0,257 = 0,857 |
Итого |
5,287 + 0,1* = = 5,297 |
6,522 |
- |
* 0,1 – количество серы удаленной из металла |
2.11 Уточнение количества и состава конечного шлака
Полученные данные о составе металла в конце продувки позволяют уточнить состав и количество шлака в этот момент плавки. С этой целью необходимо внести соответствующие коррективы в таблицу 10, в частности, в статью, учитывающую количество окислов, образовавшихся в результате горения примесей металла, и переход серы.
В таблице 13 приводится расчет этого уточненного количества образующихся окислов и расход кислорода на горение элементов. Как видно, в отличие от таблицы 10, изменились только величины поступивших в шлак из металла МnО, Р2О3 и S, поэтому новая сумма шлакообразующих без окислов железа составит:
Мок = 10,315 - (0,545 + 0,292 + 0,012) +
+ (0,474 + 0,290 + 0,01) = 10,240.
Отсюда уточненное количество шлака в конце продувки:
кг.
На основе таблиц 10 и 13 уточненный состав конечного шлака:
CaO = × 6,123 = 48,283%; SiO2 = × 1,913 = 15,088%;
MnO = × 0,71 = 5,6%; P2O5 = × 0,292 = 2,304%;
MgO = × 0,629 = 4,956%; Al2O3 = × 0,352 = 2,777%;
CaF2 = × 0,206 = 1,628%; S = × 0,014 = 0,113%;
FeO = 13,75%; Fe2O3 = 5,5%;
____________________________________________________
Итого: 100,000%
При этом основность шлака: .
Коэффициенты распределения:
марганца == 26,71;
фосфора == 142,147;
серы == 6,718.