2.2 Расчёт баланса твердых веществ в процессе металлизации

2.2.1 Расчёт материального баланса твёрдых материалов

Таблица 2-Химический состав окисленных окатышей (% по массе)

Fе	Fe2О3	FeO	SiO2	Al203	CaO	MgO	MnO	Р2О5	S
66,8	95,98	0,52	3,1	0,07	0,20	0,06	0,04	0,02	0,01

Определяем состав металлизованных окатышей.

Задаемся величиной степени металлизации h_мет (колеблется чаще всего в пределах 85 – 95 %).

Принято h_мет = 92 %.

Расчёт производим на 100 кг окисленных окатышей.

Определяем колличество металлического железа 66,8ּ 0,92 = 61,45кг Принято допущение об отсутствии трехвалентного железа:

(66,8-61,45) ּ (72/56) = 6,84кг.

Остается 3,1 кг SiO₂; 0,07кг Al₂0₃; 0,20кг CaO; 0,06 кг MgO; 0,04 кг MnO; 0,02кг Р₂О₅; 0,01кг S.

Мас­са металлизованных окатышей 71,79кг.

Таблица 3-Состав металлизованных окатышей, %

Fе	Feмет	FeO	SiO2	Al203	CaO	MgO	MnO	Р2О5	S
93,04	89,36	7,6	4,47	0,10	0,28	0,08	0,06	0,03	0,01

Расход окисленных окатышей на единицу металлизованного сырья

g = 100 / 71,79= 1,39кг/кг.

2.2.2 Расчёт баланса газообразных материалов

Таблица 4-Состав восстановительного газа, (% по объему)

СН4	СО	СО2	Н2	О2	N2
4,52	33,8	3,44	56,4	0,09	1,75

Степень использования восстановительной способности газа h_г. Принимаем h_СО = h_Н2 = h_г, колеблется чаще всего в интервале 0,3 - 0,4. В расчете принято h_г = 0,35.

Температура колошникового газа t_к.г изменяется в пре­делах 200 - 400 °С. Задаемся t_к.г = 300 °С. Температура восстановительного газа t_в.г зависит от условий процесса и изменяется от 700 до 1000 °С.

В расчете принято t_в.г = 850 °С. Теплоемкость компо­нентов восстановительного и колошникового газов приведена в табл. 4.

2.3 Определение расхода восстановительного газа

Расчет ведется на 100 кг металлизованных окатышей.

Таблица 5-Теплоёмкость газов Ср, кДж/(м³ּК)

Т, К	О2	N2	H2	CO	СО2	Н2О	СН4	С2Н6	С3Н8
273 373 473 573 673 773 873 973 1073 1173 1273 1373 1473 1573	1,305 1,317 1,334 1,355 1376 1,397 1,416 1,433 1,449 1,463 1,476 1,488 1,499 1,509	1,294 1,295 1,299 1,306 1,315 1,327 1,339 1,353 1,366 1,379 1,391 1,402 1,413 1,424	1,276 1,290 1,296 1,298 1,301 1,304 1,307 1,311 1,316 1,322 1,328 1,335 1,342 1,350	1,298 1,301 1,306 1,316 1,328 1,342 1,356 1,371 1,385 1,398 1,412 1,424 1,435 1,445	1,599 1,699 1,786 1,861 1,928 1,987 2,040 2,087 2,130 2,168 2,202 2,233 2,262 2,288	1,493 1,504 1,522 1,541 1,564 1,589 1,613 1,640 1,667 1,694 1,722 1,749 1,776 1,802	1,549 1,641 1,758 1,885 2,014 2,139 2,259 2,375 2,492 2,601 2,697 2,784 2,861 -	- 2,494 2,770 3,041 3,305 3,548 - - - - - - - -	- 3,506 3,962 4,364 4,757 5,088 - - - - - - - -

Количество газифицируемого кислорода шихты

При проведении процесса металлизации в шахтной печи в газовую фазу переходит кислород оксидов железа. Ввиду крайне незначительного количества примесей восстановле­нием других элементов пренебрегаем.

; (10)

где Fe₂o₃^ок.ок., FeO^ок.ок. - содержание соответствующих оксидов в окисленных окатышах в %;

FeO^м.о. - содержание FeO в металлизованных окатышах в %.

γ – расход окисленных окатышей на единицу металлизованного сырья в кг/кг.

кг ;

; (11)

где V_Ош – объем кислорода шихты в нм³;

М_Ош – масса кислорода шихты в кг;

М – молярная масса кислорода.

нм³.