Реферат Расчет оптимального состава шихты доменной плавки. Расчет себестоимости чугуна
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Введение
Доменная печь – непрерывно действующий агрегат шахтного типа, течение процесса в котором основано на противопотоке шихтовых материалов и горячих газов. Несмотря на кратковременность пребывания газов в печи тепловой коэффициент их полезного действия составляет 85-87% и является одним из лучших для металлургических объектов.
Особенность современного доменного производства в мировой практике – значительное увеличение единичной мощности агрегатов с одновременным совершенствованием конструкций и оборудования как самих доменных печей, так и их вспомогательных сооружений.
В России построены печи полезным объёмом 5034-5580
Профиль доменной печи
Профиль доменной печи, ограничивающий её рабочее пространство, так называемый «полезный объём», является важнейшей частью конструкции печей. В зависимости от его очертаний доменная печь может быть склонна к периферийному или осевому ходу, к неустойчивости заданного режима и даже к настылеобразованию. Поэтому исключительно важно создание так называемого «рационального» профиля, обеспечивающего стабильный ровный ход и максимальное использование восстановительной способности газа.
Основные размеры профиля и его составные части
Профиль рабочего пространства доменной печи представлен на рис.1. Профиль подразделяется на составные части. Горн (нижняя цилиндрическая часть печи) в свою очередь делится на верхний и нижний, или, соответственно, на фурменную зону и металлоприёмник. Подину металлоприёмника называют лещадью. Часть металлоприёмника ниже подошвы чугунной лётки называется зумпф, или «мёртвый» слой. Эта зона постоянно заполняется жидкими продуктами плавки, защищает лещадь от воздействия процессов, происходящих в горне. Высота «мёртвого» слоя в высоту горна не входит.
Между наиболее широкой цилиндрической частью профиля – распаром и горном находятся заплечики, представляющие собой усечённый конус, обращённый широким основанием к распару. Выше распара находятся шахта, имеющая форму усечённого конуса, и цилиндрический колошник.
Основные размеры профиля: полезная и полная высота печи, высота отдельных его частей (горна, заплечиков, распара, шахты, колошника) и их диаметры. Основные размеры указанных частей профиля определяют рабочее пространство печи, т.е. так называемый её полезный объём
Отношения полезной высоты и диаметра колошника к диаметру распара, а также диаметра распара к диаметру горна определяют конфигурацию профиля, в том числе углы наклона шахты
Рис.1
Расстояние между стенкой колошника и кромкой большого конуса называют колошниковым зазором. Он определяется формулой Рамма и Леонидова:
Где
Основные химические процессы в доменной печи — горение топлива и восстановление Fe, Si, Mn и др. элементов. Часть кокса расходуется на процессы восстановления, но основное количество опускается в горн и сгорает вместе с вдуваемым топливом у фурм. Газы с t 1600—2300°С, содержащие 35—45% CO, 1—12% H2 и 45—65% N2, поднимаясь по печи, нагревают опускающуюся шихту, при этом CO и H2 частично окисляются до CO2 и H2O. Газы, выходящие из печи, имеют t 150—300°С.
Горение у фурм. У фурм доменной печи возникают очаги горения, называемые окислительными зонами, в которых вихревое движение газов приводит к циркуляции кусков кокса. Горение кокса развивается на поверхности контакта твёрдой и газообразной фаз. При этом кислород соединяется с углеродом в сложные комплексы СхОу, которые затем распадаются. В упрощённом виде суммарный процесс горения углерода твёрдого топлива у фурм сводится к экзотермической реакции 2C + O2 = 2CO. При вдувании природного газа или мазута, в которых главной составляющей являются углеводороды (например, метан), протекает реакция с выделением CO и H2; при этом поглощается значительная часть тепла, выделяемого при сжигании С, а следовательно, понижается температура горения у фурм. Во избежание этого необходимо повышать температуру дутья и обогащать его кислородом. Положительное влияние вдувания углеводородных топлив — в повышении концентрации водорода в газе и улучшении благодаря этому его восстановительной способности.
Восстановление железа и др. элементов. В доменной печи Cu, As, Р, подобно Fe, восстанавливаясь, почти полностью переходят в чугун. Полностью восстанавливается и Zn, который затем возгоняется, переходит в газы и отлагается в порах кладки, вызывая её разрушение. Те элементы, которые образуют более прочные соединения с кислородом, чем Fe, восстанавливаются частично или совсем не восстанавливаются: V восстанавливается на 75—90%, Mn на 40—75%, Si и Ti в небольших количествах, Al, Mg и Ca не восстанавливаются.
Восстановление поступающих в доменную печь окислов Fe2O3 и Fe3O4 происходит путём последовательного отщепления кислорода по реакциям:
3Fe2O3 + CO (H2) = 2Fe3O4 + CO2 (H2O),
Fe3O4 + CO (H2) = 3FeO + CO2 (H2O).
Закись железа FeO восстанавливается до Fe газами (косвенное восстановление) и углеродом (прямое восстановление).
FeO + CO (H2) = Fe + CO2 (H2O),
FeO + C = Fe + CO.
Высшие окислы марганца MnO2, Mn2O3 и Mn3O4 восстанавливаются газами с выделением тепла. В дальнейшем MnO восстанавливается до Mn только углеродом с затратой тепла примерно в 2 раза большей, чем при восстановлении Fe. Si также восстанавливается только С при высоких температурах по эндотермической реакции:
SiO2 + 2C + Fe = FeSi + 2CO.
Степень восстановления Si и Mn зависит в основном от расхода кокса; на каждый процент повышения содержания Si в чугуне расход кокса увеличивается на 5—7%, что увеличивает количество горячих газов в печи, вызывая перегрев шахты. Обогащение дутья кислородом, обеспечивая высокий нагрев горна, уменьшает количество образующихся газов, а следовательно, и температуру в шахте печи.
Сера в доменном процессе. S вносится в доменную печь в основном коксом и переходит в газы в виде паров (SO2, H2S и др.), но большая часть остаётся в шихте (в виде FeS и CaS); при этом FeS растворяется в чугуне. Для удаления S из чугуна необходимо перевести её в соединения, нерастворимые в чугуне, например в CaS:
FeS + CaO = CaS + FeO.
Это достигается образованием в доменной печи жидкоподвижных шлаков с повышенным содержанием СаО. Восстановительная среда благоприятно влияет на этот процесс, т.к. снижает содержание FeO в шлаке. Степень обессеривания достаточно высока, и только в некоторых случаях чугун дополнительно обессеривается вне доменной печи различными реагентами.
Образование чугуна и шлака. Восстановленное в доменной печи Fe частично науглероживается в твёрдом, а затем в жидком состояниях. Содержание C в чугуне зависит от температуры чугуна и его состава. Шлак состоит из невосстановившихся окислов SiO2, AI2O3 и СаО (90—95%), MgO (2—10%), FeO (0,1—0,4%), MnO (0,3—3%), а также 1,5—2,5% S (главным образом в виде CaS).
Для характеристики шлаков пользуются обычно показателем основности CaO/SiO2 или (СаО + MgO)/SiO2. Основность CaO/SiO2 для разных условий плавки колеблется в пределах 0,95—1,35%. При выплавке чугуна на коксе с повышенным содержанием S (донецкий кокс) работают на шлаках с верхним пределом основности и стремятся обеспечить содержание MgO в шлаке 6—8% и более, улучшая его жидкоподвижность.
1.
Исходные данные.
1) Показатели работы доменной печи №4 ОАО «Мечел» объемом 1386м3.
dгорна = 8200
dраспара = 9300
dколошника = 6500
d0(большого конуса засыпного аппарата) = 4800
Н (полная высота) = 31225
Но (полезная высота) = 27300
hгорна = 3200
hзаплечиков= 3200
hшахты= 16000
hраспара = 2000
hколошника = 2900
hмертвого слоя = 3200
∆hмм (расстояние между чугуном и шлаковыми летками) = 1500
i (расстояние между чугунной леткой и осью воздушных фурм) = 2800
n (число фурм) = 16
α (угол наклона шахты) = 84о59’52”
β (угол наклона заплечиков) = 80о14’51”
dколошника/D = 0,79
D/ dгорна = 1,13
Но/ D = 2,62
Выплавляемый чугун марки Л2 гр. 2 кл. Б кат. 3 (по ГОСТ 805-80)
Массовая доля, %
Si: 2,8-3,2
Mn: 0,3-0,5
P: ≤ 0,12
S: 0,04
C = 4,66 – 0,27(Si) – 0,32(P) + 0,03(Mn) = 3,82
1.1) Железорудная часть аглошихты: Агломерат Мечел 1
Окатыши Костамукшские
1.2) Марганцевая руда: Никопольская руда
1.3) Флюс: Барсуковский известняк
1.4) Кокс: Кокс Мечел
1.5) Дополнительное топливо: Природный газ Ставропольского месторождения
1.6) Условия плавки:
Температура дутья, оС 1140
Давление на колошнике, кПа 240
1.7) Состав дутья:
Содержание кислорода, % (объемн) 25
Влажность дутья, % (объемн) 0,8
Расход дополнительного топлива, м3/т чугуна 55
1.8) Химический состав, % (масс.)
| Наименование | Химический состав, % (масс.) | ||||||||
| FeOоб | FeO | CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | SO3 | P2O5 | MnO | |
| Агломерат Мечел 1 | 52,890 | 19,000 | 12,806 | 0,850 | 9,450 | 2,700 | 0,098 | 0,207 | 0,443 |
| Наименование | Химический состав, % (масс.) | ||||||||
| FeOоб | FeO | CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | SO3 | P2O5 | MnO | |
| Окатыши Костамукшские | 61,500 | 1,900 | 3,300 | 0,200 | 8,154 | 0,400 | 0,204 | 0,046 | 0,050 |
| Наименование | Химический состав, % (масс.) | ||||||||||
| Fe2O3 | CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | SO3 | P2O5 | H2Oгд | H2Oгг | MnO | MnO2 | |
| Никопольская руда | 5,0 | 2,0 | 0,3 | 20,0 | 6,0 | 0,0 | 0,5 | 6,0 | 19,0 | 0,0 | 60,2 |
Флюс:
| Наименование | Химический состав, % (масс.) | |||||||
| Fe2O3 | CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | SO3 | P2O5 | СО2 | |
| Барсуковский известняк | 5,0 | 2,0 | 0,3 | 20,0 | 6,0 | 0,0 | 0,5 | 6,0 |
Дополнительное топливо:
| Наименование | Химический состав, % (объемн.) | |||||
| CH4 | C2H6 | C3H8 | C4H10 | N2 | CO2 | |
| Природный газ Ставропольского месторождения | 98,7 | 0,32 | 0,12 | 0,06 | 0,7 | 0,1 |
| Наименование | Технический анализ, % (масс.) | ||||
| Зола | Сера | Летучие | Углерод | Влага | |
| Кокс Мечел | 13,84 | 1,02 | 0,54 | 84,60 | 2,60 |
| Наименование | Химический состав золы, % (масс.) | ||||||
| Fe2O3 | CaO | MgO | SiO2 | Al2O3 | SO3 | P2O5 | |
| Кокс Мечел | 11,3 | 5,2 | 2,2 | 50,8 | 25,8 | 3,14 | 1,56 |
Коэффициенты перехода в чугун
| Fe | Ti | Ba | Sb | Mn | V | Zn | Cu | P | Ni | Sr | Co | Cr | As | Pb |
| 0,998 | 0,500 | 0,300 | 0,900 | 0,700 | 0,850 | 0,100 | 1,000 | 1,000 | 0,850 | 0,950 | 0,700 | 0,920 | 0,990 | 0,990 |
Коэффициенты перехода в газ
| S | Mn | Щелочей |
| 0,100 | 0,050 | 0,250 |
Содержание
Fe
2
O
3
в агломерате:
Содержание
Fe2O3
в окатышах:
Состав летучих:
35% - Н2,
25% СО,
25% N2,
15% CO2.
Н2 = 0,189
СО = 0,135
N2 = 0,135
CO2 = 0,081
Влажность дутья:
2.
Первый расчет
Результаты расчета:
Расход материалов
| Железорудные материалы | кг/т | % |
| Агломерат | 1235,484 | 70 |
| Окатыши | 452,918 | 25 |
| Марганцевая руда | 88,249 | 5 |
| Известняк | 0 | 0 |
| Рудная смесь | 1764,977 | 100 |
| Топливо и добавки | кг/т (м3/т) | ТоС |
| Кокс | 457,154 | 0,0 |
| Природный газ | 56,410 | 20,0 |
| Мелочь загруженная, % | 20,0 |
| Мелочь образовавшаяся, % | 10,0 |
| Fe шихты, % | 52,5 |
| Степень мет., % | 0,0 |
Параметры дутья
| Расход, м3/мин | ТоС | Р, кПа | Влажность, г/м3 | Кислород, % | Т фурменных газов, оС | Т теоретическая, оС |
| 1913,538 | 1140 | 350,557 | 6,430 | 25,000 | 2375,160 | 2373,106 |
| Кинетическая энергия дутья, кг м/с | |
| Фактическая | 3788,142 |
| Расчетная по формуле Некрасова | 4409,660 |
| Скорость дутья (фактическая), м/с | 167,680 |
Параметры колошникового газа, %
| Р, кПа | Т, оС | Состав, % | Выход газа м3/т | Калории мДж/м3 | Тмакс. прод. гороС | |||
| СО | СО2 | Н2 | N2 | |||||
| 240 | 185,9 | 24,66 | 18,10 | 3,40 | 54,07 | 2381 | 3,46 | 1483,1 |
Химический состав чугуна, %
| Mn | P | S | C | Si |
| 2,562 | 0,196 | 0,017 | 3,820 | 3,000 |
Из полученных расчетов видно, что P и Mn не попадают в заданные пределы, следовательно, в следующем опыте необходимо снизить их содержание.
Химический состав шлака
| FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO | S | ||
| 0,560 | 35,058 | 14,710 | 41,625 | 3,161 | 3,377 | 1,509 | ||
| Выход шлака, кг/т | 428,801 | |||||||
| Основность CaO/SiO2 | 1,187 | |||||||
| (CaO + MgO)/(SiO2 + Al2O3) | 0,900 | |||||||
| (CaO + MgO)/SiO2 | 1,277 | |||||||
Тепловой баланс плавки
| Приход тепла | |||
| Тепло загруженной шихты | Тепло дутья и добавок | Разность тепла экзо и эндо термических реакций | |
| МДж/т, % | 64,855 | 2669,560 | 3137,149 |
| 1,079 | 45,466 | 53,430 | |
| Расход тепла | ||||
| Тепло чугуна | Тепло шлака | Тепло газа | Потери тепла | |
| МДж/т, % | 1449,900 | 1022,124 | 542,939 | 2856,601 |
| 24,694 | 17,408 | 9,247 | 48,651 | |
| Сумма тепла 6202,738 | ||||
Показатели работы печи
| Производительность, т/сутки | 1643,873 |
| Балансовая производительность, кг/м3 | 0,597 |
| Конечная суммарная степень использования газа, % | 42,572 |
| Степень приблизительного восстановления FeO к равновесию, % | 97,786 |
| Степень прямого восстановления, % | 16,003 |
Распределение рудной нагрузки
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 1,000 | 1,050 | 1,100 | 1,050 | 1,050 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 0,950 | 0,800 |
Удельные показатели плавки
| Удельный расход условного топлива, кг/т 684,607 | На 1 м2 горна т/сутки, м2 | На 1 м2 эквивалентного сечения т/сутки, м2 | На 1 м3 полезного объема, т/сутки, м3 |
| Удельная производительность | 31,128 | 31,088 | 1,186 |
| Производительность плавки | |||
| По коксу | 19,939 | 19,913 | 0,760 |
| По углероду | 16,329 | | 0,622 |
| По руде | 53,940 | | 2,093 |
3.
Второй расчет
Результаты расчета:
Расход материалов
| Железорудные материалы | кг/т | % |
| Агломерат | 1146,567 | 64 |
| Окатыши | 519,538 | 29 |
| Марганцевая руда | 0 | 0 |
| Известняк | 125,406 | 7 |
| Рудная смесь | 1791,512 | 100 |
| Топливо и добавки | кг/т (м3/т) | ТоС |
| Кокс | 456,789 | 0,0 |
| Природный газ | 56,410 | 20,0 |
| Мелочь загруженная, % | 20,0 |
| Мелочь образовавшаяся, % | 10,0 |
| Fe шихты, % | 52,5 |
| Степень мет., % | 0,0 |
Параметры дутья
| Расход, м3/мин | ТоС | Р, кПа | Влажность, г/м3 | Кислород, % | Т фурменных газов, оС | Т теоретическая, оС |
| 1932,785 | 1140 | 349,109 | 6,430 | 25,000 | 2331,469 | 2339,659 |
| Кинетическая энергия дутья, кг м/с | |
| Фактическая | 3930,934 |
| Расчетная по формуле Некрасова | 4409,660 |
| Скорость дутья (фактическая), м/с | 170,022 |
Параметры колошникового газа, %
| Р, кПа | Т, оС | Состав, % | Выход газа м3/т | Калории мДж/м3 | Тмакс. прод. гороС | |||
| СО | СО2 | Н2 | N2 | |||||
| 240 | 196,9 | 24,56 | 17,98 | 3,31 | 54,14 | 2476 | 3,46 | 1485,0 |
Химический состав чугуна, %
| Mn | P | S | C | Si |
| 1,242 | 0,190 | 0,014 | 3,820 | 3,000 |
Из полученных расчетов видно, что Mn и P не попадают в заданные пределы, следовательно в следующем опыте необходимо снизить их содержание.
Химический состав шлака
| FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO | S | ||
| 0,546 | 32,527 | 13,811 | 47,136 | 3,153 | 1,312 | 1,514 | ||
| Выход шлака, кг/т | 455,898 | |||||||
| Основность CaO/SiO2 | 1,449 | |||||||
| (CaO + MgO)/(SiO2 + Al2O3) | 1,085 | |||||||
| (CaO + MgO)/SiO2 | 1,546 | |||||||
Тепловой баланс плавки
| Приход тепла | |||
| Тепло загруженной шихты | Тепло дутья и добавок | Разность тепла экзо и эндо термических реакций | |
| МДж/т, % | 66,033 | 2782,288 | 3215,794 |
| 1,089 | 45,881 | 53,030 | |
| Расход тепла | ||||
| Тепло чугуна | Тепло шлака | Тепло газа | Потери тепла | |
| МДж/т, % | 1449,900 | 1062,905 | 603,770 | 2947,540 |
| МДж/т, % | 23,910 | 17,528 | 9,956 | 48,606 |
| Сумма тепла 6064,115 | ||||
Показатели работы печи
| Производительность, т/сутки | 1593,156 |
| Балансовая производительность, кг/м3 | 0,572 |
| Конечная суммарная степень использования газа, % | 42,263 |
| Степень приблизительного восстановления FeO к равновесию, % | 97,786 |
| Степень прямого восстановления, % | 12,061 |
Распределение рудной нагрузки
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 1,000 | 1,050 | 1,100 | 1,050 | 1,050 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 0,950 | 0,800 |
Удельные показатели плавки
| Удельный расход условного топлива, кг/т 707,512 | На 1 м2 горна т/сутки, м2 | На 1 м2 эквивалентного сечения т/сутки, м2 | На 1 м3 полезного объема, т/сутки, м3 |
| Удельная производительность | 30,168 | 30,129 | 1,149 |
| Производительность плавки | |||
| По коксу | 20,042 | 20,016 | 0,764 |
| По углероду | 16,475 | | 0,628 |
| По руде | 54,046 | | 2,059 |
4.
Третий расчет
Результаты расчета:
Расход материалов
| Железорудные материалы | кг/т | % |
| Агломерат | 1231,937 | 68 |
| Окатыши | 507,268 | 28 |
| Марганцевая руда | 0 | 0 |
| Известняк | 72,467 | 4 |
| Рудная смесь | 1811,672 | 100 |
| Топливо и добавки | кг/т (м3/т) | ТоС |
| Кокс | 457,892 | 0,0 |
| Природный газ | 56,410 | 20,0 |
| Мелочь загруженная, % | 20,0 |
| Мелочь образовавшаяся, % | 10,0 |
| Fe шихты, % | 52,4 |
| Степень мет., % | 0,0 |
Параметры дутья
| Расход, м3/мин | ТоС | Р, кПа | Влажность, г/м3 | Кислород, % | Т фурменных газов, оС | Т теоретическая, оС |
| 1945,402 | 1140 | 348,425 | 6,430 | 25,000 | 2304,100 | 2318,716 |
| Кинетическая энергия дутья, кг м/с | |
| Фактическая | 4020,734 |
| Расчетная по формуле Некрасова | 4409,660 |
| Скорость дутья (фактическая), м/с | 171,436 |
Параметры колошникового газа, %
| Р, кПа | Т, оС | Состав, % | Выход газа м3/т | Калории мДж/м3 | Тмакс. прод. гороС | |||
| СО | СО2 | Н2 | N2 | |||||
| 240 | 204,8 | 24,66 | 17,89 | 3,25 | 54,20 | 2542 | 3,47 | 1486,3 |
Химический состав чугуна, %
| Mn | P | S | C | Si |
| 0,312 | 0,185 | 0,013 | 3,820 | 3,000 |
Из полученных расчетов видно, что P не попадает в заданные пределы, следовательно, в следующем опыте необходимо снизить его содержание.
Химический состав шлака
| FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO | S | ||
| 0,546 | 32,527 | 13,811 | 47,136 | 3,153 | 1,312 | 1,514 | ||
| Выход шлака, кг/т | 458,007 | |||||||
| Основность CaO/SiO2 | 1,645 | |||||||
| (CaO + MgO)/(SiO2 + Al2O3) | 1,223 | |||||||
| (CaO + MgO)/SiO2 | 1,747 | |||||||
Тепловой баланс плавки
| Приход тепла | |||
| Тепло загруженной шихты | Тепло дутья и добавок | Разность тепла экзо и эндо термических реакций | |
| МДж/т, % | 66,935 | 2861,759 | 3274,044 |
| 1,079 | 46,137 | 52,782 | |
| Расход тепла | ||||
| Тепло чугуна | Тепло шлака | Тепло газа | Потери тепла | |
| МДж/т, % | 1449,900 | 1091,814 | 648,982 | 3012,042 |
| МДж/т, % | 23,375 | 17,602 | 10,463 | 48,560 |
| Сумма тепла 6202,738 | ||||
Показатели работы печи
| Производительность, т/сутки | 1559,039 |
| Балансовая производительность, кг/м3 | 0,556 |
| Конечная суммарная степень использования газа, % | 42,047 |
| Степень приблизительного восстановления FeO к равновесию, % | 97,786 |
| Степень прямого восстановления, % | 9,385 |
Распределение рудной нагрузки
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 1,000 | 1,050 | 1,100 | 1,050 | 1,050 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 0,950 | 0,800 |
Удельные показатели плавки
| Удельный расход условного топлива, кг/т 719,931 | На 1 м2 горна т/сутки, м2 | На 1 м2 эквивалентного сечения т/сутки, м2 | На 1 м3 полезного объема, т/сутки, м3 |
| Удельная производительность | 29,522 | 29,484 | 1,125 |
| Производительность плавки | |||
| По коксу | 19,994 | 19,965 | 0,762 |
| По углероду | 16,565 | | 0,631 |
| По руде | 53,484 | | 2,038 |
5.
Четвертый расчет
Результаты расчета:
Расход материалов
| Железорудные материалы | кг/т | % |
| Агломерат | 1212,933 | 69 |
| Окатыши | 457,047 | 26 |
| Марганцевая руда | 0 | 0 |
| Известняк | 87,894 | 5 |
| Рудная смесь | 1757,874 | 100 |
| Топливо и добавки | кг/т (м3/т) | ТоС |
| Кокс | 454,459 | 0,0 |
| Природный газ | 56,410 | 20,0 |
| Мелочь загруженная, % | 20,0 |
| Мелочь образовавшаяся, % | 10,0 |
| Fe шихты, % | 52,6 |
| Степень мет., % | 0,0 |
Параметры дутья
| Расход, м3/мин | ТоС | Р, кПа | Влажность, г/м3 | Кислород, % | Т фурменных газов, оС | Т теоретическая, оС |
| 1989,538 | 1140 | 312,557 | 6,430 | 25,000 | 2301,160 | 2315,106 |
| Кинетическая энергия дутья, кг м/с | |
| Фактическая | 4345,142 |
| Расчетная по формуле Некрасова | 4382,660 |
| Скорость дутья (фактическая), м/с | 167,680 |
Параметры колошникового газа, %
| Р, кПа | Т, оС | Состав, % | Выход газа м3/т | Калории мДж/м3 | Тмакс. прод. гороС | |||
| СО | СО2 | Н2 | N2 | |||||
| 240 | 199,5 | 24,76 | 19,45 | 3,54 | 54,21 | 2458 | 3,64 | 1498,7 |
Химический состав чугуна, %
| Mn | P | S | C | Si |
| 0,379 | 0,118 | 0,012 | 3,820 | 3,000 |
Из полученных расчетов видно, что S, P и Mn попадают в заданные пределы
Химический состав шлака
| FeO | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO | S | ||
| 0,576 | 35,064 | 15,795 | 45,786 | 4,134 | 3,667 | 1,587 | ||
| Выход шлака, кг/т | 437,009 | |||||||
| Основность CaO/SiO2 | 1,675 | |||||||
| (CaO + MgO)/(SiO2 + Al2O3) | 0,998 | |||||||
| (CaO + MgO)/SiO2 | 1,265 | |||||||
Тепловой баланс плавки
| Приход тепла | |||
| Тепло загруженной шихты | Тепло дутья и добавок | Разность тепла экзо и эндо термических реакций | |
| МДж/т, % | 66,760 | 2679,89 | 3165,95 |
| 1,904 | 45,720 | 54,760 | |
| Расход тепла | ||||
| Тепло чугуна | Тепло шлака | Тепло газа | Потери тепла | |
| МДж/т, % | 1449,900 | 1026,789 | 510,04 | 2842,097 |
| 24,694 | 16,879 | 9,123 | 45,347 | |
| Сумма тепла 5924,869 | ||||
Показатели работы печи
| Производительность, т/сутки | 1598,873 |
| Балансовая производительность, кг/м3 | 0,587 |
| Конечная суммарная степень использования газа, % | 42,598 |
| Степень приблизительного восстановления FeO к равновесию, % | 97,721 |
| Степень прямого восстановления, % | 16,870 |
Распределение рудной нагрузки
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 1,000 | 1,050 | 1,100 | 1,050 | 1,050 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 0,950 | 0,800 |
Удельные показатели плавки
| Удельный расход условного топлива, кг/т 684,607 | На 1 м2 горна т/сутки, м2 | На 1 м2 эквивалентного сечения т/сутки, м2 | На 1 м3 полезного объема, т/сутки, м3 |
| Удельная производительность | 29,676 | 29,990 | 1,138 |
| Производительность плавки | |||
| По коксу | 20,156 | 20,657 | 0,774 |
| По углероду | 18,090 | | 0,677 |
| По руде | 55,327 | | 2,076 |
6.
Расчет себестоимости полученной продукции:
| Определение себестоимости 1т. чугуна 1 вариант) 1. Металлошихта | ||||||
| | количество, кг/т | Цена, руб/т | СУММА | |||
| Агломерат | 1,235484 | 2100 | 2547,159 | |||
| Окатыши | 0,452918 | 2500 | 1142,618 | |||
| Марганцевая руда | 0,088249 | 1100 | 0 | |||
| Флюс | 0 | 530 | 46,58382 | |||
| ИТОГО | 1,764977 | --- | 3736,361 | |||
| 2. Топливо и добавки | ||||||
| Кокс | 0,457154 | 7300 | 3317,551 | |||
| Природный газ | 0,056410 | 1600 | 902,56 | |||
| ИТОГО | 0,513564 | --- | 4220,111 | |||
| 3. Дутьё | ||||||
| Дутьё | 1,913538 | 90 | 179,0584 | |||
| ИТОГО | 1,913538 | --- | 179,0584 | |||
| Цеховая себестоимость: | 8135,53 | |||||
| 4. Побочная продукция | ||||||
| Выход шлака | 0, 428801 | 3 | -1,311027 | |||
| ИТОГО | 0, 428801 | | -1,311027 | |||
| Заводская себестоимость: | 8134,219 | |||||
| Определение себестоимости 1т. чугуна (2 вариант) 1. Металлошихта | ||||||
| | количество, кг/т | Цена, руб/т | СУММА | |||
| Агломерат | 1,146567 | 2100 | 2407,791 | |||
| Окатыши | 0,519538 | 2500 | 1298,845 | |||
| Марганцевая руда | 0 | 1100 | 0 | |||
| Флюс | 0,125406 | 530 | 66,46518 | |||
| ИТОГО | 1,791512 | --- | 3773,101 | |||
| 2. Топливо и добавки | ||||||
| Кокс | 0,456789 | 7300 | 3334,56 | |||
| Природный газ | 0,56410 | 1600 | 902,56 | |||
| ИТОГО | 0,564701 | --- | 4237,12 | |||
| 3. Дутьё | ||||||
| Дутьё | 1,932785 | 90 | 173,9507 | |||
| ИТОГО | 1,932785 | --- | 173,9507 | |||
| Цеховая себестоимость: | 8184,171 | |||||
| 4. Побочная продукция | ||||||
| Выход шлака | 0,455898 | 3 | -1,367694 | |||
| ИТОГО | 0,455898 | | -1,367694 | |||
| Заводская себестоимость: | 8182,804 | |||||
| Определение себестоимости 1т. чугуна (3 вариант) 1. Металлошихта | ||||||
| | количество, кг/т | Цена, руб/т | СУММА | |||
| Агломерат | 1,231937 | 2100 | 2587,068 | |||
| Окатыши | 0,507268 | 2500 | 1268,17 | |||
| Марганцевая руда | 0 | 1100 | 0 | |||
| Флюс | 0,72467 | 530 | 384,0751 | |||
| ИТОГО | 1,811672 | --- | 4239,313 | |||
| 2. Топливо и добавки | ||||||
| Кокс | 0,457892 | 7300 | 3342,612 | |||
| Природный газ | 0,56410 | 1600 | 902,56 | |||
| ИТОГО | 1,021992 | --- | 4245,172 | |||
| 3. Дутьё | ||||||
| Дутьё | 1,945402 | 90 | 175,0862 | |||
| ИТОГО | 1,945402 | --- | 175,0862 | |||
| Цеховая себестоимость: | 8659,571 | |||||
| 4. Побочная продукция | ||||||
| Выход шлака | 0,458007 | 3 | -1,374021 | |||
| ИТОГО | 0,458007 | | -1,374021 | |||
| Заводская себестоимость: | 8658,197 | |||||
| Определение себестоимости 1т. чугуна (4 вариант) 1. Металлошихта | |||||
| | количество, кг/т | Цена, руб/т | СУММА | ||
| Агломерат | 1,212933 | 2100 | 2594,516 | ||
| Окатыши | 0,457047 | 2500 | 1132,295 | ||
| Марганцевая руда | 0 | 1100 | 97,0739 | ||
| Флюс | 0,087894 | 530 | 0 | ||
| ИТОГО | 1,757874 | --- | 3823,885 | ||
| 2. Топливо и добавки | |||||
| Кокс | 0,454459 | 7300 | 3337,224 | ||
| Природный газ | 0,56410 | 1600 | 902,56 | ||
| ИТОГО | 1,018559 | --- | 4239,784 | ||
| 3. Дутьё | |||||
| Дутьё | 1,989538 | 90 | 172,2184 | ||
| ИТОГО | 1,989538 | --- | 172,2184 | ||
| Цеховая себестоимость: | 7423,584 | ||||
| 4. Побочная продукция | |||||
| Выход шлака | 0,437009 | 3 | -1,286403 | ||
| ИТОГО | 0,437009 | | -1,286403 | ||
| Заводская себестоимость: | 8062,382597 | ||||
Вывод
Для получения чугуна, соответствующему ГОСТу, изменяется состав компонентов шихты. Уменьшение окатышей приводит к снижению содержания S. Сокращение добавления марганцевой руды снижает содержание Mn в чугуне. Флюс (известняк) влияет на основность шлака и на содержание MgO.
Для 4 варианта, который в данной работе беру за конечный вариант, снизилась подача топлива (кокса). Из-за недостатка тепла была увеличена подача дутья, из-за чего происходит увеличение давления дутья. Уменьшился выход шлака, что увеличило заводскую себестоимость полученного чугуна. Производительность выросла по всем показателям. Уменьшился расход условного топлива. Уменьшился выход колошникового газа, что означает уменьшение выноса пыли и уменьшение выделения тепла.
Полученный, «идеальный», вариант соответствует ГОСТу по содержанию S в нем.
Библиографический список:
1. Воскобойников В.Г. Общая металлургия чугуна: учебник для вузов / В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, А.М. Якушев. - 6-е изд., доп. и перераб. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 768 с.
