- •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
2.8 Определение содержания фосфора в металле
Значение коэффициента распределения фосфора между шлаком и металлом в конце продувки при температуре, близкой к 1600°С для различных содержаний СаО и FeO может быть определено из уравнения на основании данных таблицы 12, составленной на основе обработки большого количества производственных данных.
Таблица 12 – Коэффициент распределения фосфора при различном содержании в шлаке СаО и SFeO
СаО, % |
SFeO, % | |||||||
12,0 |
14,0 |
16,0 |
18,0 |
20,0 |
22,0 |
24,0 |
26,0 | |
45 |
85 |
100 |
115 |
130 |
145 |
160 |
175 |
190 |
50 |
95 |
110 |
125 |
140 |
155 |
170 |
185 |
200 |
55 |
105 |
120 |
135 |
150 |
165 |
180 |
195 |
210 |
7,5 × (%FeO) + 2 × (%CaO) - 95 = . (2.16)
В данном расчете: (%CaO) = 47,931% и (%FeO) = 18,70%:
7,5 × 18,70 + 2 × 47,931 - 95 = 141,112.
Отсюда (%P2O5) = 141,112[%P].
Балансовое уравнение распределения фосфора между шлаком и металлом имеет вид:
åPш = , (2.17)
где åPш – количество фосфора, вносимого всеми шихтовыми материалами, кг;
[%P]к – содержание фосфора в металле в конце продувки, %;
Мм – принятый выход жидкого металла, кг;
Мшл – количество конечного шлака, кг.
Вносится фосфора åPш:
металлической шихтой 0,141 кг;
агломератом = 0,00066 кг,
миксерным шлаком = 0,00044 кг,
_______________________________________
итого: åPш = 0,143 кг,
где 0,76 и 0,5 – расход агломерата и миксерного шлака, кг;
0,2 и 0,2 – содержание P2O5 в агломерате и миксерном шлаке, %.
Подставляя известные значения в балансовое уравнение, получим:
0,142 = [%P]к × 0,92 + 141,3[%P]к × ,
отсюда [%P]к = = 0,016%.
2.9 Определение содержания серы в металле
Считается, что вся сера шихты распределяется между шлаком и металлом, так как удаление серы в газовую фазу имеет сравнительно слабое развитие (2-4% от общего количества серы шихты).
Значение коэффициента распределения серы между шлаком и металлом может быть определено по формуле А.Н. Морозова:
hS = = [0,5 + 2,25n × (åFeO)] ×
× [1 + ], (2.18)
где n(CaO)¢ = nCaO - 2nSiO2 - 3nP2O5 - n(Al2O3), (2.19)
n(åFeO) = = 0,26 n(CaO) = = 0,856
n(MnO) = = 0,086 2nSiO2 = = 0,499
n(Al2O3) = = 0,027 3nP2O5 = = 0,049
Тогда (CaO)¢ = 0,856 - 0,499 - 0,049 - 0,027 = 0,281.
Коэффициент распределения серы hS между шлаком и металлом будет равен:
hS = (0,499 + 2,25 × 0,26) × (1 + ) = 6,669,
тогда (%S) = hS × [%S] = 6,669 × [%S]к.
Балансовое уравнение распределения серы имеет вид:
åSш = =
= . (2.21)
Вносится серы åSш:
металлошихтой 0,026 кг;
известью = 0,00249 кг;
миксерным шлаком = 0,001 кг;
алюминиевой выбойкой = 0,00048 кг
_______________________________________
итого: åSш = 0,02979 кг,
где 6,221; 0,5 и 0,6 – количество извести, миксерного шлака и алюминиевой выбойки, соответственно, кг;
0,04; 0,2 и 0,08 – содержание серы в извести, миксерном шлаке и выбойке.
Подставляя известные величины в балансовое уравнение, получим:
0,02979 = [%S]к × 0,92 + 6,669 × [%S]к × ,
отсюда [%S]к = = 0,017%.