Сторінка
2

Системи технологій металургії і перспективи поліпшення її екологічних характеристик

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.

Відповідно до 705 kg витраченого на відновлення заліза монооксиду вуглецю на його утворення потрібно витратити коксу:

Ще 40 kg коксу разом з домішками (S, P) розчиняється в 1 тонні чавуну.

Витрата кисню повітря для отримання 70 kg СО становитиме:

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.

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.