Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Января 2013 в 15:54, курсовая работа
Целью выполнения курсовой работы является закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении курса «Теория и технология доменного процесса» и формирование умений и навыков выполнения расчетов основных явлений доменной плавки, необходимых специалисту в области металлургии черных металлов.
Введение……………………………………………………………………………..3
Расчёт состава доменной шихты…………………………………………....….4
Оценка свойств доменного шлака……………………………………….…6
Расчёт расхода дутья……………………………………………………….....…8
Расчёт состава и выхода колошникового газа…………………………......….9
Составление материального баланса……………………………………....…11
Расчёт теплового баланса доменной плавки……………………………........12
Заключение………………………………………………………………………..16
Библиографический список………………………………………………...……17
Vкгсух=VN2пг+VCH4пг+VH2пг+VCOп
Полноту протекания восстановительных
процессов характеризуют
ηco=CO2/(CO+CO2)
Степень использования монооксида углерода составляет 0,3…0,5 %/%. По этим значениям можно оценить правильность выбора параметров комбинированного дутья и выполненных расчетов.
Результаты расчёта:
-Выход сухого колошникового газа составляет 1425,2 м3/т;
-Выход влажного колошникового газа составляет 1448,3 м3/т;
- ηco=0,29
4. Составление материального баланса доменного процесса
В таблицу материального баланса доменной плавки заносятся результаты расчета доменной шихты, расхода дутья, выхода продуктов плавки. Пример составления материального баланса приведен в приложении 4. Результаты расчета целесообразно представить также в графической форме. Приходная часть включает количество (в килограммах) железорудной части шихты (агломерат, окатыши, металлодобавки) флюсующих добавок, если они не входят в состав железорудной части; кокса; дутья и дутьевых добавок (газообразных, жидких,
твердых).
В расходной части фиксируется количество (в килограммах) продуктов плавки: чугуна, шлака, колошникового газа и пыли.
Невязка материального баланса позволяет оценить правильность подготовки исходных данных и выполненных расчетов.
Материальный баланс доменной плавки используется для сравнительной оценки расходных коэффициентов при разных технологиях доменной плавки и, совместно с анализом шлакового режима, позволяет выбрать оптимальные параметры доменного процесса: состав шихты, параметры комбинированного дутья.
5. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ
Тепловой баланс доменной плавки отражает тепловую работу печи в целом и позволяет определить распределение тепла между всеми процессами доменной плавки, определить теплопотребность процесса и тем самым расход твердого топлива – кокса, а также выполнить анализ тепловых процессов для разработки мероприятий по снижению удельного расхода кокса.
Расчет базируется на результатах расчета материального баланса, выполненных ранее.
Приходная часть теплового баланса
Приходная часть теплового баланса включает следующие статьи.
Расходная часть теплового баланса
Расходные статьи
теплового баланса
Тепловые потери печи
Удельные тепловые потери печи определяются состоянием кладки печи, системы охлаждения, зависят от размеров печи и ее производительности.
В соответствии с тепловым балансом печи тепловые потери ( Qп ,MДж/т) составляют разность между приходом тепла в доменную печь и затратами тепла на осуществление доменного процесса и могут быть рассчитаны по формуле:
Qп= Qг+ Qд+ Qпг+ Qагл- QFe- Qэл+ Qвлш+ Qвлд+ QППП+ Qч+ Qш+ Qкг. (34)
Тепловые потери составили 16,03%, норма тепловых потерь для печей большого объема составляет 15%.
Заключение.
В результате выполнения курсовой работы на тему «Балансовые расчёты доменной плавки» мною были проведены соответствующие вычисления позволяющие контролировать основность шлака путём изменения соотношения агломерат/окатыши при выводе из состава шихты флюсов.
Данная операция вполне оправдана и имеет место быть, но не стоит превышать отметку расхода окатышей в 40 кг/т чугуна, потому как это может повлечь за собой ряд последствий связанным с расстройством в работе доменной печи. Расчёты проводились под марку чугуна П2 соответствуя потребностям ОАО «НТМК».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
плавки (характеристика и методы подготовки) / Н. С. Шумаков,
А. Н. Дмитриев. Екатеринбург : УрО РАН, 2007. 392 с.
2. Коротич В. И. Теоретические основы технологий окускования
металлургического сырья. Агломерация / В. И. Коротич,
Ю. А. Фролов, Л. И. Каплун. Екатеринбург : ГОУ ВПО
УГТУ−УПИ, 2005. 417 с.
3. Металлургия чугуна : учебник для вузов / Е. Ф. Вегман [и др.].
М. : ИКЦ ≪Академкнига≫, 2004. 774 с.
4. Доменное производство. В 2 т. / под ред. Е. Ф. Вегмана. М. :
Металлургия, 1989. 496 с.
5. Товаровский И. Г. Анализ показателей и процессов доменной
плавки / И. Г. Товаровский, В. В. Севернюк, В. П. Лялюк.
Днепропетровск : Пороги, 2000. 420 с.
Шихтовый материал |
Расход, кг/т |
Химический состав, % |
||||||||||||||||||||||
Fe |
Mn |
P |
V |
Ti |
S |
FeO |
Fe2O3 |
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
MgO |
MnO |
FeS |
SO3 |
P2O5 |
V2O5 |
TiO2 |
ППП / С,Л |
XO |
Влага |
Всего | |||
Окатыши ЛебГОК |
40 |
65,38 |
0,18 |
0,01 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
16,35 |
75,24 |
2,44 |
4,88 |
0,53 |
0,24 |
0,23 |
0,09 |
0,00 |
0,03 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
-0,01 |
0,00 |
100,00 | |
Агломерат НТМК |
60 |
56,70 |
0,001 |
13,10 |
66,44 |
6,60 |
5,20 |
1,20 |
7,45 |
0,00 |
0,00 |
0 |
0 |
100,00 | ||||||||||
ЖРМ |
1588,6 |
60,17 |
0,07 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
14,40 |
69,96 |
4,94 |
5,07 |
0,93 |
4,57 |
0,09 |
0,03 |
0,00 |
0,01 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
100,00 | |
известняк |
1,5 |
0,52 |
0,00 |
0,01 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,74 |
54,77 |
0,54 |
0,44 |
0,30 |
0,00 |
0,00 |
0,02 |
0,03 |
0,00 |
0,00 |
43,16 |
0,00 |
2,00 |
100,00 | |
кокс |
397,5 |
0,00 |
0,580 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
3,50 |
100,00 | |||||
зола |
10 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 | |
Итого поступило, кг/т |
955,91 |
1,12 |
0,08 |
0,00 |
0,00 |
2,32 |
228,73 |
1111,44 |
79,19 |
80,55 |
14,81 |
72,55 |
1,44 |
0,55 |
0,02 |
0,18 |
0,00 |
0,00 |
0,63 |
-0,06 |
13,94 |
1604 | ||
Улетучилось, кг/т |
0,058 |
|||||||||||||||||||||||
Перешло (восстановилось) в чугун, кг/т |
954,953 |
0,671 |
0,076 |
0,3 |
4,00 |
40,00 |
1000 | |||||||||||||||||
Перешло в шлак, кг/т |
0,956 |
0,447 |
0,000 |
0,000 |
0,000 |
1,967 |
1,23 |
0,00 |
79,19 |
71,99 |
14,81 |
72,55 |
0,58 |
4,92 |
0,00 |
245,27 | ||||||||
Состав чугуна, % |
95,50 |
0,50 |
0,200 |
0,030 |
||||||||||||||||||||
Состав шлака, % |
0,39 |
0,18 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,80 |
0,50 |
0,00 |
32,29 |
29,35 |
6,04 |
29,58 |
0,24 |
0,00 |
2,00 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
||||||
67,67919 |
||||||||||||||||||||||||
Состав чугуна, [Si] % |
0,4 |
Степень перехода элеменов в чугун, % |
||||||||||||||||||||||
[S] |
0,03 |
Fe |
Mn |
P |
V |
Ti |
||||||||||||||||||
[C] |
4 |
99,90 |
60,00 |
100,00 |
||||||||||||||||||||
Основность шлака, %/% |
1,10 |
Степень улетучивания серы, % |
2,5 |
|||||||||||||||||||||
Удельный расход кокса, кг/т |
397,50 |
394,53 |
Вынос колошниковой пыли, % |
1,5 |
||||||||||||||||||||
Параметр |
Обозна-чение |
Шихтовый материал |
||||||||||||||||||||||
ЖРМ |
известняк |
кокс |
||||||||||||||||||||||
Выход чугуна |
e |
0,629 |
0,005 |
0,000 |
||||||||||||||||||||
Избыток недостаток оснований |
RO |
-0,642 |
54,176 |
0,000 |
||||||||||||||||||||
Система уравнений |
|
||||||||||||||||||
Матрица коэффициентов системы |
Решение системы уравнений |
||||||||||||||||||
ЖРМ |
известняк |
кокс |
Чугун |
||||||||||||||||
e |
0,629 |
0,005 |
0,000 |
1,000 |
Расход ЖРМ т/т чугуна |
1,589 |
1,5885 |
-0,0002 |
0 |
||||||||||
RO |
-0,642 |
54,176 |
0,000 |
-0,942 |
Расход известняк т/т чугуна |
0,001 |
0,0188 |
0,0185 |
0 |
||||||||||
кокс |
0,000 |
0,000 |
1,000 |
0,398 |
Расход кокс т/т чугуна |
0,398 |
0 |
0 |
1 |
||||||||||
Удельный расход шихтовых материалов, кг/т чугуна |
|
||||||||||||||||||
Сухие материалы |
С учетом выноса колошниковой пыли |
С учетом влажности материалов |
|||||||||||||||||
ЖРМ |
1588,6 |
1612,4 |
1588,6 |
||||||||||||||||
известняк |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
||||||||||||||||
кокс |
397,5 |
403,5 |
411,4 |
||||||||||||||||
Всего |
1987,6 |
2017,4 |
2001,5 |
||||||||||||||||
Пересчет состава шлака на 3х компанентную систему |
|||||||||||||||||||
CaO |
SiO2 |
Al2O3 |
|||||||||||||||||
47,71 |
43,37 |
8,92 |
|||||||||||||||||
Основность шлака, %/% |
1,10 |
||||||||||||||||||
Выход шлака, кг/т чугуна |
245,27 |
||||||||||||||||||
Вязкость шлака, пуаз |
|||||||||||||||||||
при t= |
1400С |
16 |
0,08066976 |
||||||||||||||||
при t= |
1500С |
5,5 |
-0,1305555 |
||||||||||||||||
Коэффициенты политермы вязкости шлака |
|||||||||||||||||||
A= |
3,03782 |
||||||||||||||||||
B= |
-0,00211 |
||||||||||||||||||
Политерма вязкости шлака |
|||||||||||||||||||
t, С |
Вязкость, пуаз |
||||||||||||||||||
1350 |
34,3 |
0,186282 |
|||||||||||||||||
1375 |
22,9 |
0,133476 |
|||||||||||||||||
1400 |
16,0 |
0,08067 |
|||||||||||||||||
1425 |
11,6 |
0,027863 |
|||||||||||||||||
1450 |
8,8 |
-0,02494 |
|||||||||||||||||
1475 |
6,9 |
-0,07775 |
|||||||||||||||||
1500 |
5,5 |
-0,13056 |
|||||||||||||||||
1525 |
4,5 |
-0,18336 |
|||||||||||||||||
1550 |
3,8 |
-0,23617 |
|||||||||||||||||
Температура плавления шлака |
|||||||||||||||||||
(вязкость= 25 пуаз) |
1369 |
||||||||||||||||||
Коэффициент распределения серы между шлаком и чугуном |
|||||||||||||||||||
при заданных условиях: |
|||||||||||||||||||
B= |
1,10 |
||||||||||||||||||
[Si]= |
0,4 |
||||||||||||||||||
составляет |
|||||||||||||||||||
LS= |
22 |
||||||||||||||||||
Оценка [S] |
|||||||||||||||||||
[S]расч= |
0,035 |
||||||||||||||||||
[S]зд= |
0,030 |
ппе | |||||||||||||||||
|
|||||||
Расход кокса, кг/т чугуна |
397,5 |
Содержание углерода в коксе, % |
86,65 | ||||
Степень прямого восстановления |
0,3 |
||||||
Состав чугуна, % |
Fe |
Mn |
P |
Si |
Ti |
V |
C |
95,50 |
0,50 |
0,20 |
0,40 |
0,00 |
0,00 |
4,00 | |
Выход шлака, кг/т чугуна |
245,3 |
Содержание серы в шлаке, % |
0,80 | ||||
Количество гидратной влаги, поступившей с шихтовыми материалами, кг/т |
-0,2 |
Степень разложения гидратной влаги углеродом, % |
15,00 | ||||
Доля углерода, идущего на образование метана, % |
0,80 |
||||||
Расчет количества углерода кокса, сжигаемого на фурмах, кг/т чугуна |
|||||||
Источник, процесс |
Обозначение |
Значение |
|||||
Поступление с коксом |
GKC |
344,4 |
|||||
Расход на прямое восстановление |
GKПВ |
67,84 |
|||||
Расход на десульфурацию чугуна |
GKS |
0,74 |
|||||
Расход на разложение гидратной влаги |
GKH2O |
9,29 |
|||||
Расход на образование метана |
GKCH4 |
0,00 |
|||||
Растворение в чугуне |
GKЧУГ |
40 |
|||||
Количество углерода кокса, сжигаемого на фурмах |
GKФ |
226,56 |
|||||
Количество кислорода, необходимого для сжигания углерода кокса, м3/т чугуна |
VO2K |
211,45 |
|||||
Расход, м3/т чугуна |
Химический состав, % |
||||||
СН4 |
C2H6 |
C3H8 |
CO2 |
N2 |
|||
|
Природный газ |
50,0 |
95,4 |
0,6 |
0,2 |
0,8 |
3,0 |
|
Количество кислорода, необходимого для конверсии природного газа, м3/т чугуна |
VO2ПГ |
24,1 |
|||||
Потребность процесса в кислороде, м3/т чугуна |
VO2 |
235,5533215 |
|||||
Влажность дутья, г/м3 |
H2O |
9 |
|||||
м3/м3 |
j |
0,0112 |
|||||
Содержание кислорода в дутье, % |
O2 |
23 |
|||||
м3/м3 |
w |
0,23 |
|||||
Расход влажного дутья, м3/т чугуна |
VДВЛ |
1010,85 |
|||||
Количество влаги, м3/т чугуна |
VН2О |
11,32 |
|||||
Расход сухого дутья, м3/т чугуна |
VДСУХ |
999,53 |
|||||
Содержание кислорода в |
99,0 |
||||||
Расход сухого воздуха, м3/т чугуна |
VВСУХ |
973,9 |
0,974359 |
||||
Расход технического кислорода, м3/т чугуна |
VO2ТЕХН |
25,6 |
|||||