Реконструкция до­менной печи № 1 в доменном цехе ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат", страница 8

СО                                41,36                  21,11

СН₄                               0,31                   0,20

Н₂                                 14,25                  9,34

N₂                                 69,84                  45,79

Итого                           152,03                100,00

                        Объём дутья представлен ниже:

Vд = О₂ + N₂ + Н₂ = 27,44 + 69,47 + 1,17 = 98,08 м³ или

Vд = 27,44 : 0,2807 = 97,98 м³.

1.3.8 Материальный баланс доменной плавки

Масса кислорода дутья 38,37 кг. Масса азота дутья 86,84 кг. Масса влаги дутья 0,94 кг.

Масса природного газа 7,91 кг.

Масса сухого колошникового газа Мк.г. = 193,10 кг.

В колошниковый газ, краснокаменской рудой и коксом вносит­ся влаги

41,39-40,7 = 0,69 кг; 4,44-4,35 = 0,09 кг;

Вынос колошниковой пыли

340,26 • 0,005 = 1,70.

Образуется влаги при восстановлении железа водородом

9,40 • 18 : 22,4 = 7,55 кг.

Всего влаги будет в колошниковом газе

0,69 + 0,09 + 7,55 = 8,33 кг.

Проверку материального баланса производим составлением таблицы 8.

    Таблица 8 - Материальный баланс доменной плавки                                    В килограммах

Поступило в печь		Получено из печи
ЧМА	130,03	Чугун	100,00
Руда краснокаменская	4,44	Шлак	37,13
Окатыши КачГОКа	27,0	Колошниковый газ	191,1
Конвертерный шлак	3,31	Влага	8,33
Кокс	41,39	Колошниковая пыль	1,70
Природный газ	7,91
Дутьё:
кислород	38,37
азот	86,84
водяной пар	0,94
Итого	340,26	Итого	340,20

Невязка баланса

(340,26 - 340,20) : 340,26 •100 = 0,01 %, что находится в пределах допустимой ошибки.

1.3.9 Тепловой баланс доменной плавки

1.3.9.1 Приход тепла

Приход тепла от горения углерода

Тепловой баланс доменной плавки составляется на 1 кг чугуна.

            По расчёту состава колошникового газа на 100 кг чугуна у фурм сгорает 23,527 кг углерода кокса или 0,23527 кг на 1 кг чугуна. Следовательно, от горения углерода кокса у фурм по реакции 2С + О₂ = 2СО выделилось тепла

            q_co = 0,23527 • 9828,06 = 2312,25 кДж,

где 9828,06 – тепловой эффект реакции неполного горения углерода кокса, кДж/кг С.

            При окислении углерода в окись углерода в процессах прямого восстановления расходуется 6,887 кг С. Тепла выделяется.

            q'со = 0,06887 • 9828 = 676,85 кДж,                                                                                            

где 0,06887 – расход углерода кокса на прямое восстановление элементов, кг/кг чугуна.

            При окислении окиси углерода в двуокись по реакциям косвенного восстановления образуется 26,68 м³ СО₃. Тепла выделяется

            qсо₂ = 0,2668 • 12692 = 3386,23 кДж,

где 0,2668 – количество СО₂, образующиеся при косвенном восстановлении окислов железа, м³/кг чугуна;

12692 – суммарный тепловой эффект реакции косвенного восстановления окислов железа, кДж/м³.

            Всего выделяется тепла от горения углерода кокса в СО и СО₂

            q1 = qсо + q'co + qco₂ = 2312,25 + 676,85 + 3386,23 = 6375,33 кДж.

Тепло, вносимое нагретым дутьём

            Влажного дутья вносится 98,08 м³. При содержании в дутье 0,86% влаги сухого дутья будет 98,08 • 0,9914 = 97,24 м³.

            Вносится тепла при температуре дутья 1300⁰С qд = 1791,68 кДж. Тепла с влагой поступает qв = 19,49 кДж. Тепло, расходуемое на расположение влаги дутья qр = 94,66 кДж.

            Всего тепла вносится дутьём

            q₂ = qд + qв + qр = 1791,68 + 19,49 – 94,66 = 1716,51 кДж.

             Тепло от окисления водорода кислородом шихты

При образовании водяного пара по реакции Н₂ + 1/2О₂ = Н₂О выделяется тепла:

q₃ = 0,0940 • 11269 = 1059,29 кДж.

Тепло, вносимое сырыми материалами

Тепло, вносимое сырыми материалами, составляет  q₄ = 57,52 кДж.

Тепло от горения природного газа

Тепло, выделяемое при горении природного газа q₅ = 211,1 кДж.

Общий приход тепла:

Q общ = q₁ + q₂ + qз + q₄ +q₅ ⁼ 6375,33 + 1716,51 + 1059,29 + 57,52 + 211,1 =9419,75 кДж.

1.3.9.2  Расход тепла

Расход тепла на диссоциацию окислов Расход тепла на диссоциацию.

- оливина по уравнению CaO •  FeO  • SiO₂ — CaO + Fe + ¹/₂  O₂ +SiO₂     14,7 кДж;

- фаялита по уравнению (FеО)₂ •  SiO₂ — 2Fe + О₂ +SiO₂     30,98 кДж;

- магнезиовюстита по уравнению (Mg, Fe)O — MgO + Fe + ¹/₂ O₂     1242,67 кДж;

- окиси железа по уравнению Fе₂O₃ — 2Fe + 1,5О₂     1836,4 кДж;

- магнетита по уравнению Fe₃O₄ — 3Fe + 2O₂     2428,88 кДж;

- кремнезёма по уравнению SiO₂ — Si + О₂     187,06 кДж;

- фосфата кальция по уравнению З(СаО) Р₂О₅ — ЗСаО + 2Р + 2,5О₂     73,48 кДж,

 - силиката марганца по уравнению МпО • SiO₂ — Мn + ¹/₂О₂ + SiO₂     42,25 кДж,                   

Потерями тепла при диссоциации сернистых и сернокислотных соединений в виду малых величин пренебрегаем.

Всего на диссоциацию окислов расходуется тепла

q₁= 14,7 + 30,98 + 1242,67 + 1836,4 + 2428,88 + 187,06 + 73,48 + 42,25 = 5855,76 кДж. Унос тепла чугуном

Теплосодержание передельного чугуна (iч) составляет 1218-1302 кДж/кг. Принима­ем i_Ч=1260 кДж/кг. Тепла уносится

q₂ = m_ч  • i_Ч = 1 • 1260 = 1260 кДж,           где m_ч - масса чугуна (m_ч =1 кг).

Унос тепла шлаком

Теплосодержание шлака (i_Ш) при выплавке передельного чугуна составляет 1764 -1890 кДж/кг. Принимаем i_m = 1850 кДж/кг.                                                                                              

Тепла уносится шлаком

q₃ = m_ш • i_Ш = 0,3713 × 1850 =686,91 кДж,