Использование в доменной шихте металлсодержащих добавок из шлаковых отвалов (стр. 5 из 14)
Основность шлака:
, (2.37) 
.Количество серы в шлаке:
а) вносится серы материалами шихты:
МS шихты = Мр.с.∙[S]шихте + Мкокса∙[S]кокса, (2.38)
МS шихты = 1708,89 ∙ 0,00046+450,0 ∙ 0,0137 =6,95 кг;
б) принимаем, что в шлак переходит 85% серы:
МS шлака = МS шихты∙0,85, (2.39)
МS шлака = 6,95∙0,85 = 5,91 кг.
Количество МnО в шлаке:
а) поступает в печь марганца:
МMn = Мр.с.∙[Mn]р.с. + Мз.к.∙[Mn]з.к., (2.40)
МMn = 1154 ∙ 0,00241+542 ∙ 0,00046+46,8 ∙ 0,0071=3,06кг.
б) степень восстановления марганца в зависимости от химического состава чугуна составляет 45–78%.
Степень восстановления марганца составляет:
, (2.41) 
в) в шлак (в виде МnО) переходит марганца шихтовых материалов:
МMn в шлак = МMn – MMn чугуна – МMn в газ, (2.42)
МMn в шлак = 3,06 – 1,4 = 1,66 кг;
г) количество МnО в шлаке:
, (2.43) 
Количество FeO в шлаке:
, (2.44) 
Химический состав шлака предоставлен в таблице 2.12.
Таблица 2.12 – Химический состав шлака
| Компоненты шлака | Колличество | |
| кг | % | |
| SiO2 | 145,07 | 43,00 |
| Al2O3 | 20,87 | 6,47 |
| CaO | 149,73 | 43,60 |
| MgO | 22,24 | 5,43 |
| MnO | 2,14 | 0,40 |
| FeO | 1,83 | 0,41 |
| S | 5,91 | 0,69 |
| Итого | 347,79 | 100,00 |
Пересчитываем полученный состав шлака на три компонента (СаО, SiO2 и Аl2О3), наносим этот состав шлака на соответствующие диаграммы (плавкости, вязкости и температур плавления) и проверяем физические свойства шлака.
Проверка содержания серы в чугуне:
МS в чугуне = МS шихты∙hS в чугун, (2.45)
МS в чугуне = 6,95 ∙ 0,09 = 0,620 кг или 0,03%.
Содержание серы не выходит за допустимые пределы (в чугуне 0,03%).
Проверка содержания фосфора в чугуне:
МР в чугуне = Мр.с.∙[P]р.с. + Мз.к.∙[P]з.к., (2.46) МР в чугуне=1154 ∙ 0,00022+542 ∙ 0,00017+46,8 ∙ 0,00327=0,4кг или 0,03%.
Содержание фосфора не выходит за допустимые пределы (в чугуне 0,04%).
Окончательный состав чугуна приведен в таблице 2.13.
Таблица 2.13 – Химический состав полученного чугуна
| Содержание элемента, % | |||||
| Si | Mn | P | C | S | Fe |
| 0,55 | 0,14 | 0,03 | 2,85 | 0,03 | 96,40 |
Расход влажного (2% Н2О) кокса с учётом выноса составит:
, (2.47) 
Расход шихтовых материалов предоставлен в таблице 2.14.
Таблица 2.14 – Расход шихтовых материалов
| Материалы | Без выноса и влаги | С выносом влажных |
| Кокс | 450,0 | 468,0 |
| Рудная смесь | 1674,69 | 1708,89 |
| Итого | 2124,69 | 2176,89 |
Количество влаги шихтовых материалов и пыли, выносимых из доменной печи:
Мвыноса = 2176,89 – 2124,69 = 52,2 кг. (2.48)
Расчетный состав доменной шихты , чугуна и шлака без использования металлоконцентрата предоставлен в таблице 2.15
.
Таблица 2.15 – Расчетный состав доменной шихты, чугуна и шлака без металлоконцетрата на 1 тонну чугуна
| Наименование | Вносит шихта, т | |||||||||
| материала | Fe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO | TiO2 | P | Cr2O3 | S |
| агломерат ОХМК | 0,610 | 0,10 | 0,013 | 0,136 | 0,021 | 0,003 | 0,00 | 0,0003 | 0,00 | 0,00 |
| окатыши Лебединские | 0,330 | 0,036 | 0,00 | 0,01 | 0,00 | 0,000 | 0,001 | 0,000 | 0,0003 | 0,000 |
| кокс (зола) | 0,00 | 0,02 | 0,007 | 0,003 | 0,001 | 0,000 | 0,00 | 0,0001 | 0,00 | 0,006 |
| СУММА | 0,964 | 0,156 | 0,02 | 0,149 | 0,022 | 0,003 | 0,001 | 0,0004 | 0,0003 | 0,006 |
| Состав чугуна, %: | Si | 0,55 | Расход | кг/т | т | |||||
| Mn | 0,14 | материалов | чугуна | всего | ||||||
| S | 0,03 | агломерат ОХМК | 1154 | 1,154 | ||||||
| PCr | 0,040,03 | окатыши Лебединские | 542 | 0,542 | ||||||
| Выход чугуна с подачи, т | 1,0 | кокс (зола) | 468 | 0,468 | ||||||
| Расход SiO2 в чугун, т | 0,01 | |||||||||
| Переходит SiO2 в шлак, т | 0,15 | |||||||||
| Сумма окислов шлака, т | 0,34 | |||||||||
| Выход шлака с подачи, т | 0,32 | Показатели работы доменной печи: | ||||||||
| Выход шлака, кг/т чугуна | 318 | Содержание железа в металлошихте, % 57,40 | ||||||||
| Состав шлака, %: | SiO2 | 43,0 | Вынос колошниковой пыли, кг/т 31 | |||||||
| Al2O3FeO | 6,470,41 | Дутье: расход, м³/мин 1950 давление, ати 1,9 | ||||||||
| CaO | 43,6 | температура, ºС 1050 | ||||||||
| MgO | 5,43 | Содержание кислорода в дутье, % 22,5 | ||||||||
| MnOS | 0,400,69 | Колошниковый газ: давление, ати 1,05 температура, ºС 180 | ||||||||
| Основность шихты, | CaO/SiO2 | 0,94 | КИПО 0,564 | |||||||
| Основность шлака: | CaO/SiO2 | 1,01 | Производительность, т/сут 1785 | |||||||
| Температура плавления шлака, оС | 1340 | Рудная нагрузка, т/т | 3,22 | |||||||
Таблица 2.16 - Расчетный состав доменной шихты, чугуна и шлака без металлоконцетрата в подачу
| Наименование | Вносит шихта, т | |||||||||
| материала | Fe | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | MnO | TiO2 | P | Cr2O3 | S |
| агломерат ОХМК | 8,01 | 1,32 | 0,172 | 1,795 | 0,277 | 0,04 | 0,00 | 0,0004 | 0,00 | 0,00 |
| окатыши Лебединские | 4,61 | 0,475 | 0,01 | 0,132 | 0,03 | 0,003 | 0,013 | 0,000 | 0,004 | 0,001 |
| кокс (зола) | 0,06 | 0,264 | 0,092 | 0,04 | 0,013 | 0,00 | 0,00 | 0,0001 | 0,00 | 0,079 |
| СУММА | 12,69 | 2,059 | 0,264 | 1,967 | 0,293 | 0,043 | 0,013 | 0,005 | 0,004 | 0,079 |
| Состав чугуна, %: | Si | 0,55 | Расход | кг/т | т | |||||
| Mn | 0,14 | материалов | чугуна | всего | ||||||
| S | 0,03 | агломерат ОХМК | 1154 | 13,0 | ||||||
| PCr | 0,040,03 | окатыши Лебединские | 542 | 7,0 | ||||||
| Выход чугуна с подачи, т | 13,2 | кокс (зола) | 468 | 6,2 | ||||||
| Расход SiO2 в чугун, т | 0,16 | |||||||||
| Переходит SiO2 в шлак, т | 1,93 | |||||||||
| Сумма окислов шлака, т | 4,49 | |||||||||
| Выход шлака с подачи, т | 4,58 | Показатели работы доменной печи: | ||||||||
| Выход шлака, кг/т чугуна | 346 | Содержание железа в металлошихте, % 57,40 | ||||||||
| Состав шлака, %: | SiO2 | 43,0 | Вынос колошниковой пыли, кг/т 31 | |||||||
| Al2O3 | 6,47 | Дутье: расход, м³/мин 1950 | ||||||||
| CaO | 43,6 | давление, ати 1,9 | ||||||||
| MgO | 6,52 | температура, ºС 1050 | ||||||||
| FeO | 0,44 | Содержание кислорода в дутье, % 22,5 | ||||||||
| MnOS | 0,400,61 | Колошниковый газ: давление, ати 1,05 температура, ºС 180 | ||||||||
| Основность шихты, | CaO/SiO2 | 0,94 | КИПО 0,564 | |||||||
| Основность шлака: | CaO/SiO2 | 1,01 | Производительность, т/сут 1785 | |||||||
| Температура плавления шлака, оС | 1340 | Рудная нагрузка, т/т 3,22 | ||||||||
3 Влияние содержания металлоконцетрата в доменной шихте на показатели доменной плавки
Для улучшение стабильности чугуна и повышения качества изложниц, снижение затрат возможно за счет использования дешевого местного сырья - металлоконцентрата. Предлагаемый способ использования металлоконцентрата в доменной шихте приводит к снижению себестоимости чугуна, уменьшению расхода кокса, повышение содержания марганца и хрома в чугуне. Влияние содержания металлоконцетрата в доменной шихте на показатели доменной плавки представлены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Влияние содержания металлоконцетрата в доменной шихте на показатели доменной плавки
| Показателидоменнойплавки | Содержание металоконцетрата, кг/т чугуна | |||||||
| 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 311 | |
| Производитель-ность, т/сут | 1785 | 1779 | 1774 | 1768 | 1763 | 1757 | 1752 | 1751 |
| КИПО | 0,564 | 0,566 | 0,568 | 0,570 | 0,571 | 0,573 | 0,575 | 0,575 |
| Кокс, кг/т | 468 | 466 | 464 | 461 | 458 | 455 | 452 | 451 |
| Выход шлака, кг/т | 318 | 328 | 337 | 347 | 357 | 367 | 377 | 378 |
| Себестоимость,руб | 9351 | 9281 | 9211 | 9141 | 9070 | 9000 | 8930 | 8914 |
| Основность | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
| [Mn], % | 0,09 | 0,17 | 0,24 | 0,32 | 0,40 | 0,48 | 0,56 | 0,57 |
| [Cr], % | 0,03 | 0,06 | 0,10 | 0,13 | 0,16 | 0,19 | 0,22 | 0,23 |
| Feобщ, % | 57,40 | 57,23 | 57,05 | 56,89 | 56,71 | 56,53 | 56,36 | 56,32 |
3.1 Качественные характеристики металлоконцентрата