Сторінка
2
Витрати коксу на 1 t чавуну визначимо, виходячи з таких міркувань. Відновлення заліза в домні відбувається завдяки взаємодії триоксиду дизаліза (гематиту) з монооксидом вуглецю, який утворився в нижній зоні домни за взаємодії коксу з киснем, що надходить з повітрям крізь фурми (2С + О2 = 2СО).
Контактуючи з триоксидом дизаліза, монооксид вуглецю відбирає кисень від заліза, вивільняючи його і перетворюючись на діоксид. Виконаємо розрахунок витрат СО на 1 t чавуну (940 kg Fe) за рівнянням Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3 CO2.
| СО |
SiO2 | |
|
3 × 28 — 2 × 56 | хСО = (3 × 28 × 940)/(2 × 56) = 705 kg оксиду вуглецю | |
|
хСО — 940 kg | ||
Відповідно до 705 kg витраченого на відновлення заліза монооксиду вуглецю на його утворення потрібно витратити коксу:
| С |
СO | |
|
2 × 12 — 2 × 28 | хС = (2 × 12 × 705)/(2 × 28) = 302 kg коксу | |
|
хС — 705 kg | ||
Ще 40 kg коксу разом з домішками (S, P) розчиняється в 1 тонні чавуну.
Витрата кисню повітря для отримання 70 kg СО становитиме:
| О2 |
СO | |
|
32 — 2 × 28 | хО = (32 × 705)/(2 × 28) = 403 kg кисню | |
|
хО — 705 kg | ||
Оскільки вміст кисню в повітрі становить 23 % (мас), то масу повітря визначимо 
, а об’єм 1752 : 1,29 = 1358 m3 (де 1,29 — густина повітря kg/m3). Увесь азот повітря 1752 – 403 = 1349 kg пройде через домну незмінним.
Для одержання 1 t коксу теоретично необхідно в коксохімічному виробництві завантажити в коксові батареї близько 1,5 t вугілля, отже, на 302 kg коксу, що витрачається на 1 t чавуну, потрібно 1,5 × 302 = = 453 kg вугілля. Токсичні продукти його коксування становлять на 1 t коксу ~ 150 kg.
Зведемо отримані розрахункові дані для доменного процесу у форму матеріального балансу на 1 t чавуну, водночас перевіримо точність розрахунків.
| Витрачено, kg |
Одержано, kg | |
|
1. Руда |
— 1570 |
1. Чавун (1 t) |
|
(Fe2O3 + домішки SiO2 та ін.) | ||
|
2. Кокс (С + домішки S, P) |
— |
2. СО2 + NnOm + SO2 |
|
3. Флюс (СаСО3) |
— 366 |
3. N2 1340 |
|
4. Повітря (О2 + N2) |
— 1752 |
4. Шлак 430 |
|
Усього |
4030 |
Усього 4038 |
Незбалансованість у 8 kg (0,2 %) несуттєва і є наслідком того, що ми не рахували, що частина домішок руди (відновлені до елементів Si i Mn, а також S i P) увійде до складу чавуну (близько 20 kg), а це дещо зменшить кількість шлаку.
Отже, ми виконали схематичні розрахунки для теоретично обгрунтованих процесів і одержали дані щодо витрат сировини і відходів виробництва 1 t чавуну. Це мінімально необхідні витрати вихідної сировини і мінімально можливі (теоретично) відходи без урахування необхідних витрат коксу для нагріву домни і компенсації теплових втрат і доцільного надлишку СО за відновлення заліза та інтенсифікації всього процесу. У реальному доменному процесі витрати сировини, отже і відходи, значно більші. Наведена на рис. 59 схема матеріальних потоків наближається до показників реального процесу.
Завантажити реферат