- •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
2.3 Определение среднего состава металлошихты и количества примесей, окисляющихся к концу продувки
Количество примесей, внесенных металлической шихтой, приведено в таблице 8.
На основе предварительно принимаемого состава металла перед раскислением и среднего состава металлической завалки определяется количество примесей, окислившихся за время продувки. Так как расчет ведется на 100 кг металлической завалки, а состав металла перед раскислением дан в процентах, отнесенных к жидкой стали, то необходимо внести поправку на изменение количества металла за время продувки (выход жидкого металла к моменту раскисления). Тогда количество окислившихся примесей за время продувки определится величинами, представленными в таблице 9.
2.4 Определение расхода извести
Для определения расхода извести задается необходимая основность шлака в конце продувки, которая в зависимости от состава чугуна обычно колеблется в пределах 3,0-4,5. В данном расчете основность может быть принята равной Вк = 3,2.
Расчет количества вносимого SiO2 и СaО всеми шихтовыми материалами (кроме извести) и футеровкой конвертера приводится в таблице 10.
На основе данных таблицы 10 для получения принимаемой основности конечного шлака () необходимо иметь в последнемCaO:
МСаO = åSiO2 × Вк = 1,837 × 3,2 = 5,878 кг. (2.7)
Шихтовыми материалами вносится СaО – 0,587 кг, следовательно, присадкой извести необходимо внести окиси кальция:
МСаO = 5,878 - 0,586 = 5,292 кг.
Таблица 8 – Количество внесенных примесей
Наименование материала |
Содержание элементов в металлошихте, % (кг) | ||||
C |
Mn |
Si |
P |
S | |
Чугун |
= 3,08 |
= 0,35 |
= 0,42 |
= 0,133 |
= 0,014 |
Скрап |
= 0,084 |
= 0,210 |
= 0,060 |
= 0,008 |
= 0,010 |
Алюминиевая выбойка |
50,42·0,6= 0,303 |
- |
- |
- |
- |
Коксовый остаток* |
(66 · 0,65 + + 42,6 · 0,8) / 100 × ×0,5 = 0,385 |
|
|
|
(0,5 · 0,45 + + 0,2 · 0,8) / 100 × × 0,5 = 0,002 |
Итого: |
3,851 |
0,560 |
0,480 |
0,141 |
0,026 |
* - коксовый остаток складывается из 50% углерода и серы угля и ТБО. |
Таблица 9 – Количество окислившихся примесей
Примеси |
C |
Mn |
Si |
P |
S |
Содержание примесей в шихте |
3,851 |
0,560 |
0,480 |
0,141 |
0,026 |
Остается в металле |
= 0,138 |
= 0,138 |
следы |
= 0,014 |
= 0,014 |
Удаляется за время продувки |
3,713 |
0,422 |
0,480 |
0,128 |
0,012 |
Таблица 10 – Количество вносимых SiO2 и СаО
Источники |
Расход материала на 100 кг шихты, кг1) |
Вносится, кг | |
SiO2 |
CaO | ||
Окисление металлошихты |
0,482) |
= 1,029 |
- |
Марганцевый агломерат |
0,7603) |
= 0,152 |
= 0,023 |
ИМФ |
0,900 |
= 0,054 |
= 0,495 |
Футеровка |
0,200 |
= 0,006 |
= 0,012 |
Миксерный шлак |
0,500 |
= 0,273 |
= 0,038 |
Загрязнение стального скрапа |
0,400 |
= 0,272 |
= 0,012 |
Зола угла |
0,450 |
= 0,034 |
= 0,001 |
Зола ТБО |
0,800 |
= 0,017 |
= 0,006 |
Итого |
4,490 |
SSiO2 = 1,837 |
SCaO = 0,586 |
1) расход материала (см. таблицу 2); 7,3; 7,15 и т.д. – содержание SiO2 и CaO в агломерате и других материалов (см. таблицу 3) 2) окисляется кремния из металлошихты, кг (см. таблицу 8) 3) количество агломерата за вычетом пятипроцентного выноса (0,8 × 0,05 = 0,04 кг) |
Флюсующая способность извести (Физв) определяется по формуле:
. (2.8)
Тогда расход извести для обеспечения заданной основности шлака:
кг. (2.9)
Однако часть извести будет выноситься из конвертера отходящими газами. Количество выдуваемой извести обычно равно 5-10% от ее расхода и зависит от интенсивности продувки, фракционного состава извести, конструкции применяемой фурмы, размеров конвертера, режима присадок сыпучих, дутьевого режима плавки и т.д. В расчете принято, что потери извести с отходящими газами составляют 5%, а агломерата – 2%.
Тогда расход извести на плавку:
кг,
из них выносится
6,548 - 6,221 = 0,327 кг.
Тогда расход агломерата на плавку:
кг,
из них выносится
0,776 - 0,76 = 0,0016 кг.