Реконструкция до­менной печи № 1 в доменном цехе ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат", страница 5

Полученный шлак обладает достаточной обессеривающей способностью, так как её уровень находится в рекомендуемых И.С. Куликовым пределах (30 - 60 %).

Вязкость. Вязкость шлаков обычно определяют по диаграммам Мак - Кеффери при температурах 1773 и 1673 К. Однако для условий ОАО “ЗСМК” характерно повышенное содержание магнезии и глинозёма в шлаке, что и подтверждается данным расчётом. В данном случае для определения вязкости шлака необходимо пользоваться четверными диаграммами CaO-MgO-SiO₂-Al₂O₃. Вязкость шлака при температуре 1773 К - 0,4 Па ·с, 1673 К - 0,8 Па ·с.

Вязкость шлака коксовой плавки при температуре 1773 К колеблется от 0,20 до 0,80 Па ·с, т. е. полученный шлак не препятствует нормальной работе печи.

В рассчитанной доменной шихте средневзвешенное содержание железа составляет 54,31%. При замене агломерата ОАО “ЗСМК” на частично металлизованный и стабилизированный агломерат средневзвешенное содержание железа возрастает до 57,77%, а содержание фракции – 5мм снижается с 14 до 11 %. Химический состав ЧМА приведен в таблице 1.

Уменьшение расхода кокса в результате увеличения содержания железа в шихте с 54,31 до 57,77%:

от 54,31 до 55 % равно минус 0,83 %;

от 55 до 57,77 % равно минус 2,77 %,

где минус 0,83; минус 2,77; - проценты уменьшения расхода кокса на каждый 1 % в соответ­ствующих пределах содержания железа.

Снижение расхода кокса в результате уменьшения мелкой фракции в железорудной части шихты составит 1,2 % или 5,08 кг. В результате расход кокса уменьшится на 4,8 % или на 20,3 кг и составит 402,7 кг/т чугуна. В расчете примем расход кокса 403 кг/т чугуна.

1.3.4 Определение удельного расхода шихтовых материалов при использовании частично металлизованного агломерата

Аналогично первому расчету, для определения расхода ЧМА и конверторного шлака составляем два уравнения: первое - по балансу железа и марганца в чугуне, второе - по основности шлака (  ). Принимаем, что для получения 100 кг чугуна необходимо X кг, ЧМА и Y кг конверторного шлака.

           +

           +,     

где   Fe, Mn - содержание железа и марганца в чугуне, %;

h_Fе, h_Mn - степень перехода железа и марганца в чугун, доли ед.;

Fe_x, Fey, Fep, Feo, Feзк, Mn_x, Mny, Mnp, Mn_o, Мп_зк - содержание железа и марганца в ЧМА, конвертерном шлаке, краснокаменской руде, окатышах КачГОКа и золе кокса, %;

А - содержание золы в коксе, %;

X, Y, Р, О, К - расходы ЧМА, конвертерного шлака, краснокаменской руды, окатышей КачГОКа и кокса, кг.

Отсюда первое уравнение по балансу Fe и Мп в чугуне выглядит следующим обра­зом

[Fe]+[Mn]=0.998 ·+

+0,600·,

Уравнение по основности (CaO/SiO₂ = В) доменного шлака в общем виде запишется

B=

где - (CaO)x, (CaO)_y, (CaO)_p, (CaO)_o, (CaO)_3.K., (SiO₂)_x, (SiO₂)_y, (SiO₂)_P, (SiO₂)_o, (SiO₂)_3.K. -содержание извести и кремнезёма в ЧМА, конверторном шлаке, краснокаменской руде, ока­тышах КачГОКа и золе кокса;

(SiO₂)_[Si] - количество кремнезёма, расходуемого на восстановление кремния чугуна, определяется из выражения

(Si0₂)_[Si] = [Si] • 60/28,

где [Si] - содержание кремния в чугуне, %;

60 - молекулярная масса кремнезёма;

28 - атомная масса кремния.

Уравнение по основности шлака представлено ниже

1,0=.

Решая систему из двух уравнений с двумя неизвестными, определяем X и Y:

Х= 130,03кг; Y = 3,31 кг.

Для проверки произведённых расчётов составляем балансовую таблицу 5, в которой определяем количество элементов и окислов, вносимых составляющими шихты, количество и состав шлака, состав чугуна.

1.3.5 Определение физико-химических свойств шлака при использовании ЧМА

Полученный шлак проверяется на плавкость, вязкость и обессеривающую способ­ность.

Пересчитываем состав шлака с фактического на четыре и три компонента (таблица 6).

Температура кристаллизации.

По диаграмме состояния системы. СаО - MgO – SiO₂ – Аl₂Оз находим температуру начала кристаллизации (плавления) шлака - температуру ликвидуса (t_e): при 10 % Аl₂Оз t_e = 1450 К и при 15 % А1₂O₃ t_e= 1550 К. Для шлака с содержанием 15,13 % А1₂O₃ получаем t_e = 1463 К.

Обессеривающая способность шлака. В связи с отсутствием зависимостей, дающих точное представление о распределении серы между чугуном и шлаком, обессеривание чугу­на полученным шлаком оцениваем по различным методикам.

По эмпирической формуле А.Н. Рамма для получения чугуна с 0,02 % S содержание оснований в шлаке

RОтр=50-0,25 · (Al₂O₃)+3 · (S)-=        

= 50-0,25 ·14,65+0,3 · 0,47-=44,87%

Таблица 5 - Проверка расчёта доменной шихты при использовании ЧМА