Горизонтальный конвертер медно-никелевого штейна, страница 12

Регулирование температуры процесса достигается выполнением варки короткими холостыми продувками (с получением 1-2 ковшей шлака) в сочетании с загрузкой в конвертер значительного избытка кварцевого флюса. Этот избыток должен вдвое превышать количество флюса, требуемого для ошлакования закиси железа.

При продувке массы избыток кварцевого флюса отнимает тепло от расплава и, таким образом, является регулятором температуры. При этом способе понижения температуры шлаки получают холодными и вязкими. Содержание металлов в них велико, варочные шлаки 2 первых холостых продувок необходимо направлять в электропечь обеднения, шлаки последней холостой продувки (1-2 ковша) в обязательном порядке следует направлять в конвертер, в котором производится набор штейна.

Обеднение шлаков достигается обработкой из бедной массой в этом конвертере в течение 7-10 мин. и последующего отстаивания не менее 3-5 мин.

Расход воздуха при "варке" файнштейна должен поддерживаться не менее 8-9.5 нм³\c, давление дутья 0,08-0,1 МПа (0.8-1.0 атм). За 5-7 мин. до конца периода доводки файнштейна производится загрузка богатых холодных присадок весом до 5 т (скрап файнштйена), что приводит к образованию сухих шлаков и обеспечивает их отделение от файнштейна.

В результате "варки" файнштейна содержание железа в богатой массе снижается до 2.5-3.5%, что соответствует техническим условиям на файнштейн.

Готовность файнштейна определяется по цвету корочки богатой массы, остающейся на фурмовке. По мере снижения железа в массе она из черной становится темно-синей, затем на ней появляются желтые пятна.

Расчет материального баланса

1. Вещественный состав штейна.

По данным литературы принимаем, что цветные металлы находятся в штейне в виде Ni₃S₂, Cu₂S и СоS, железо – в виде свободного металла (абсолютное содержание 4 %), FeS и Fe₃O₄.

Расчеты ведем по стехиометрическим соотношениям элементов в соединениях. Для расчета массы Ni₃S₂ сначала находим массу серы в Ni₃S₂:

,

а затем находим массу Ni₃S₂:

Для расчета массы Сu₂S сначала находим массу серы в Cu₂S:

,

а затем находим массу Сu₂S:

.

Для расчета массы СоS сначала находим массу серы в CоS:

,

а затем находим массу СоS:

.

Для расчета массы FeS, сначала нужно найти массу серы в FeS, найдем ее как разность между массой общей серы и сумма соединений Ni₃S₂, Сu₂S и СоS:

,

затем рассчитываем массу FeS:

.

Для расчета массы Fe₃O₄ сначала рассчитаем массу железа в Fe₃O₄:

,

а затем массу кислорода:

и тогда масса Fe₃O₄:

.

Полученные результаты записываем в таблицу 2.

                                                                                                                          Таблица 2.

Вещественный состав медно-никелевого штейна, кг
Соединение	Элемент
	Ni	Cu	Co	Fe	S	O2	Прочие	Всего
Ni3S2	10,73				3,90691			14,64
Cu2S		7,6			1,90654			9,50654
CoS			0,58		0,31552			0,89552
FeS				36,1623	20,771			56,9334
Fe3O4				9,11765		3,48334		12,601
Fe(мет)				4				4
Прочие							1,42357	1,42357
Всего	10,73	7,6	0,58	49,28	26,9	3,48334	1,42357	100

2. Масса металлов в каждом продукте.

Распределение металлов по продуктам конвертирования в процентах принимаем поданным литературы и рассчитываем массу металлов в каждом продукте.

Рассчитаем массу Ni в каждом продукте:

,  ,

,   ;

Рассчитаем массу Сu в каждом продукте: