Технологический расчёт доменной плавки

Министерство  образования и науки

Российской  Федерации

 

ГОУ ВПО  Липецкий государственный технический университет

 

Кафедра металлургии

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По курсу «Теория  и технология доменного процесса»

По теме «Технологический расчёт доменной плавки»

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы УОЗЧМ-11 Еремеев А. А.

Проверил                                                     Дудина В. А.                         
                                                 Задание

Рассчитать состав доменной шихты, материально-теплового баланса для следующих условий: центр России , доменная печь V=5000м³, при условии, что агломерата-80%, окатышей 20%,а содержание железа в железорудной части составляет не менее 58% температура дутья 1100С^о, кол-во кислорода 26-28%, влажность дутья естественная, выплавляем передельно высококачественный чугун.

 

Содержание 

Исходные данные
1.1 Исходные условия плавки
1.2 Составление балансового  уравнения по выходу чугуна
1.3. Уравнение по балансу  основных и кислых оксидов
1.4 Составление уравнения теплового баланса
1.5 Решение балансовых  уравнений
Поверочные  таблицы чугуна и шлака
1.6. Свойства шлака
2. Расчёт состава и  количества колошникового газа
3. Материальный баланс  доменной плавки
4. Тепловой баланс  доменной плавки.
5. Основные элементы технологии доменной плавки на печи объмом 5000 м3.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ

 

Исходные данные

1. Доменная печь V=5000М³

2. Агломерат – аглофабрика ОАО «НЛМК»

Таблица 1

Химический состав агломерата

Компонент	Feобщ	Mn	P	S	FeO	Fe2O3	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	MnO
%, масс	58,26	0,07	0,022	0,01	11,95	69,95	7,61	8,35	1,32	0,65	0,09	1,1

 

3. Окатыши – Лебединский ГОК

Таблица 2

Химический состав окатышей

Компонент

Feобщ

Mn

P

S

FeO

Fe2O3

SiO2

CaO

MgO

Al2O3

MnO

P2O5

SO3

%, масс

65,26

1,92

91,10

5,40

0,51

0,44

0,21

0,03

0,176

 

4. Флюс – конверторный  шлак

Таблица 3

Химический состав флюса

Компонент

Feобщ

Mn

P

S

FeO

Fe2O3

SiO2

CaO

MgO

Al2O3

MnO

P2O5

SO3

%, масс

19,6

0,058

17,0

7,7

22,2

37,8

6,5

2,8

6,1

 

5. Кокс – из углей  Кузнецкого угольного бассейна

Таблица 4

Химический состав кокса

Компонент

Feобщ

P

S

FeO

Fe2O3

SiO2

CaO

MgO

Al2O3

P2O5

SO3

С

%, масс

0,03

0,45

85,55

 

6. Марка чугуна –  ПВК-1

 

 

 

 

Таблица 5

Химический состав шихтовых материалов

Материал	Feобщ	Mn	P	S	FeO	Fe2O3	SiO2	CaO	MgO
Агломерат (80%)	57,4	0,3	-	0,014	14,3	66,05	6,7	8,7	2,5
Окатыши (20%)	59,33	-	0,014	0,009	0,76	84,31	9,8	4,6	0,37
Железорудная смесь	57,79	0,24	0,011	0,013	11,55	69,70	7,32	7,88	2,07
Флюс	17,17	5,8	0,87	0,20	14,88	7,786	13,69	51,28	1,99
Кокс	-	0,013	0,11	0,5	-	8,67	51,86	5,78	1,65

 

Продолжение таблицы 5

Материал	Al2O3	MnO	P2O5	SO3	С	п.п.п.		f
Агломерат (80%)	1,3	0,387	-	0,035	–	–	100,00	–
Окатыши (20%)	0,1	-	0,032	0,023	–	–	100,00	–
Железорудная смесь	1,06	0,309	0,006	0,032	–	–	100,00	–
Флюс	0,495	7,419	1,974	0,496	–	–	100,00	–
Кокс	29,03	0,113	0,98	1,83	86,89	-	100,00	1,0

 

1.1.2 Коэффициенты распределения  элементов

При выплавке конвертерного  чугуна рекомендуется принять коэффициенты распределения элементов между  чугуном, шлаком и газом

Таблица 6

Распределение элементов (в долях еденицы)

Элемент	Чугун η	Шлак μ	Газ λ
Железо	0,998	0,002	0	1,0
Марганец	0,600	0,400	0	1,0
Фосфор	1,000	0	0	1,0
Сера	0,040	0,920	0,040	1,0

 

1.1.3. Состав чугуна. Содержание в чугуне кремния (в зависимости от указанного в задании способа передела чугуна в сталь) и серы (в зависимости от содержания серы в коксе) принимается в соответствии с ГОСТ 805-69.

Содержание в чугуне фосфора и марганца рассчитать по балансовым уравнениям:

Здесь – содержание фосфора, марганца и железа в чугуне, % принимаем =94%;

– количество фосфора, вносимого коксом, флюсом и другими добавками, принимаем = 0,02%;

– содержание железа и марганца в железорудной смеси, %;

– коэффициент перехода марганца в чугун.

Содержание углерода в передельном чугуне принимаем = 4,7%.

                                         

Состав чугуна, %: Si=0,5; Mn=0,06; P=0,06; S=0,02; С=4,7; Fe=94,66.

1.1.4. Основность доменного  шлака. Основность шлака по соотношению в нём принимается в зависимости от содержания серы в коксе. Принимаем основность равной 1,05.

1.1.5. Температура горячего дутья  принимаем в пределах 1100-1400⁰С, принимаем T_дут=1150⁰С.

1.1.6. Содержание кислорода в дутье – 0,25 .

1.1.7. Расход природного  газа в зависимости от степени  обогащения дутья кислородом можно принять в пределах 80 – 150 чугуна, т.е.  0,3–0,6 . Расход газа принимаем 110

Таблица 7

Состав природного газа, %

93,5	4,0	1,0	0,5	0,8	0,2	100

 

1.1.8 Количество газов,  выделяющихся из кокса находим  по таблице

Таблица 8

Состав летучих веществ  кокса и содержание их в коксе

Состав газа	СО2	СО	СН4	Н2	N2	∑
% (вес)	13,2	24,1	0,9	39,5	22,3	100
кг/100 кг кокса	0,11	0,22	0,01	0,35	0,20	0,90

 

1.1.9 Влажность дутья  принимаем равной 1,0%

1.1.10 Степень прямого восстановления  =0,55

1.1.11 Температуру колошникового  газа для комбинированного дутья  содержащего не более 45 % кислорода, можно рассчитать по эмпирической формуле

Здесь – температура колошника при применении обычного атмосферного дутья . Принимаем =230 °C.

П – расход вдуваемого топлива, м³/кг чугуна

Е – характеристика вдуваемого топлива, определяется по формуле

Для природного газа принимаем E=2.

                °C

1.1.12 Теплосодержание  чугуна и шлака. Теплосодержание  зависит от сорта выплавляемого чугуна и принято равным: а) для передельного чугуна ( ) – 1260 кДж/кг; б) для шлака ( )– 1880 кДж/кг 

1.1.13  Тепловые потери  = 840 кДж/кг чугуна

1.2 Составление балансового уравнения  по выходу чугуна