Материал: Промышленность и окружающая среда.

4.5.23.3. Расчет параметров производства чугуна

Расчет необходимого количества агломерата проводится по специаль­ ной программе, основанной на методике Рамма-Похвиснева, где в качестве исходных используются данные по химическому составу агломерата (табл. 4.14), техническому анализу кокса и химическому составу получаемо­ гочугуна (табл. П 2.4), основности шлака, а также такие параметры работы доменной печи, как температура и влажность дутья, содержание кислорода

внем, температура продуктов плавки, степень развития процессов непрямо­ го восстановления (см. табл. П 2.4). В результате расчета определяются хи­ мические составы получаемых продуктов плавки и расходные коэффициен­ ты шихтовых материалов. Результаты расчета доменной шихты приведены

втабл. 4.15-4.18.

Таблица 4.14

Химический состав агломерата

Расход кокса составляет 482 кг/т чугуна, агломерата - 1475 кг/Т чугуна, выход шлака - 185,8 кг/т чугуна, количество образующегося пря этом ко­

лошникового газа 2261 кг или 1621 м3/т чугуна.

Затем можно рассчитать удельный расход агломерата в расчете на 1 т железа в прокате:

859,8-0,9487 + 859,8/1000 (185,8-0,00657-56/72+ 15-0,48 + 2-0.48) _ 0,642

= 1283,8 кг/т Fe проката,

где 0,9487 - массовая доля железа в чугуне (см. табл. 4.9); 185,8 - количест­ во доменного шлака, кг/т чугуна (см. табл. 4.18); 0,00657 - массовая доля FeO в доменном шлаке (см. табл. 4.16); 15 и 2 - количество утилизируемой и не­ уловленной колошниковой пыли, кг/т чугуна (см. табл. П 2.4); 0,48 - массо­ вая доля железа в колошниковой пыли (см. табл. П 2.4); 859,8 - количество жидкого чугуна, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.5); 0,642 и 56/72 - доля железа в агломерате и FeO соответственно (см. 4.5.2.3.2).

4.5.2.4. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КОНЦЕНТРАТА

Определив расход агломерата, рассчитаем количество концентрата, не­ обходимое для его производства:

1283,8-0,642 + (5-0,40-1283,8-15-0,48-859,8-1054,3-0,844(5 + 15) 0,6958

количество безвозвратных потерь пыли на АГП, кг/т агломерата (табл. П 2.5); 0,40 - массовая доля железа в агломерационной пыли, масс.% (см. табл. П 2.5); 15 и 0,48 —количество утилизируемой колошниковой пы­ ли и массовая доля железа в ней (см. табл. П 2.4); (5+15) —количество ути­ лизируемой окалины и шламов в МНЛЗ, кг/т слябов (см. табл. П 2.2); 5 и 0,567 —количество утилизируемой окалины и массовая доля железа в ней (см. табл. П 2.1); 1054,3 —расход слябов МНЛЗ, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.1); 0,844 - доля железа в окалине и шламах МНЛЗ (см. табл. П 2.2); 1030,6 - ко­ личество производимого проката, кг/т Fe проката (См. 4.5.2.1); 0,6958 - мас­ совая доля железа в концентрате (см. 4 .5 .2 .3 .1 ).

С учетом потерь железорудного концентрата при транспортировке его потребуется:

где 4 доля потерь железорудного концентрата при транспортировке,

масс.% (см. табл. П 2.9); 1149,3 —расход железорудного концентрата, кг/т Fe проката.

Таким образом, потери железорудного концентрата составят 47,9 кг/т Fe проката.

Как уже было рассчитано ранее (см. 4.5.2.3.1), для получения 1 т концен­ трата необходимо 2732,2 т руды. При этом с учетом безвозвратных потерь спылью потребуется:

1197,2-0,6958 + 1,7322 1197,2 0,1269 + 5-1197,2/1000 0,6958 ^

0,3351

= 3283,4 кг руды/т Fe проката,

где 0,6958 - массовая доля железа в концентрате (см. 4.5.2.3.1); 1,7322 - ко­ личество образующихся при обогащении хвостов, т/т концентрата (см. 4.5.2.3.1); 0,1269 - массовая доля железа в хвостах (см. 4.5.2.3.1); 5 - коли­ чество неуловленной пыли на ГОК, кг/т концентрата (см. табл. П 2.6); 1197,2 - расход железорудного концентрата с учетом его потерь при транс­ портировке, кг/т Fe проката; 0,3351 - массовая доля железа в исходной ру­ де (см. табл. 4.8).

4.5.2.5: РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА УГОЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА

Общее количество кокса, необходимого для потребностей доменного (см. табл. 4.18) и агломерационного производств, составляет 491,1 кг/т Fe проката. Задаваясь химическим составом получаемого кокса (см. табл. П 2.4) и выходом годного при коксовании, можно рассчитать количе­ ство и состав исходного угольного концентрата и образующейся при этом попутной продукции (табл. 4.19). В нашем случае получаемый кокс содер­ жит (в масс.%): 86,41 углерода, 1,01 летучих, 0,68 серы и 11,90 золы. То же

Таблица 4.19

Количество и состав компонентов при обогащении угля и производстве кокса

самое в кг/т Fe проката составит:

491.1 • 0,68/100 = 3,3 - серы;

491.1 11,90/100 = 58,4-золы .

В ходе коксования из угольного концентрата помимо летучих компонен­ тов удаляется 3 кг серы и 5 кг углерода на 1 тонну получаемого кокса (см. табл. П 2.7). Количество углерода и серы в исходном угольном концентрате (в кг) складывается из их массы в коксе и массы, удаляемой вместе с летучими:

424.3 + 5 • 491,1/1000 = 426,8 кг углерода/т Fe проката;

3.3 + 3 • 491,1/1000 = 4,8 кг серы/т Fe проката.

Количество летучих веществ, удаляемых в процессе коксования:

4911

---- :— 491,1 = 146,7 кг /т Fe проката, 0,77

где 0,77 - выход кокса из концентрата углей для коксования, т кокса/т угольного концентрата (см. табл. П 2.7).

Учитывая, что масса золы в ходе коксования остается неизменной, так как минеральная часть полностью переходит в кокс (58,4 кг/т Fe проката), находим количество летучих и золы в угольном концентрате:

5,0 + 146,7 = 151,7 кг летучих/т Fe проката; 58,4 кг золы/т Fe проката. Далее, суммируя найденные ранее массы углерода, серы, летучих и зо­

лы, находим количество угольного концентрата для коксования: 426,8 + 4,8 + 151,7 + 58,4 = 641,7 кг/т железа проката.

По разнице масс компонентов в исходном концентрате и получаемом коксе рассчитывается потеря массы и состав удаленных летучих компонен­ тов при коксовании.

Потеря массы угольного концентрата: 641,7 - 491,1 = 150,6 кг/т Fe проката.

Состав удаленных компонентов (в масс.%):

5 • 491,1/1000/150,6 • 100 = 1,63 - углерода;

146,7/150,6 • 100 = 97,39 - летучих;

3 • 491,1/1000/150,6 • 100 = 0,98 - серы,

где 5 - количество углерода, удаляемого с летучими компонентами, кг/т ко­ кса (см. табл. П 2.7); 491,1 —общая потребность в коксе, кг/т Fe проката; 150,6 —потеря массы угольного концентрата в ходе коксования, кг/т Fe про­ ката; 146,7 —количество удаленных летучих компонентов, кг/т Fe проката; 3 —количество серы, удаляемой с летучими компонентами, кг/т кокса (см. табл. П 2.7).

Задаваясь выходом угольного концентрата при обогащении (85%), рас­ считывается количество угля, идущего на обогащение:

Таблица 4 2 0

Пооутная продукция коксохимического производства

15,06 —100 • 150,6/1000, где 150,6 —масса летучих компонентов, удаляемых в ходе коксования.

Масса хвостов углеобогащения, определяемая по разнице между коли­ чеством угля и концентрата, составит 113,2 кг/т Fe проката. При заданном содержании углерода в хвостах обогащения (12%, табл. П 2.8) его количе­ ство составит: 113,2 12/100 = 13,6 кг/т Fe проката. Масса углерода в ис­ ходном угле складывается из суммы масс углерода в угольном концентра­ те и хвостах углеобогащения: 426,8 + 13,6 = 440,4 кг/т Fe проката. Предпо­ лагая, что при обогащении углей сера и летучие распределяются между концентратом и хвостами пропорционально углероду, рассчитывается их количество в исходном угле. Таким образом, количество летучих в хво­ стах составит:

«151,7 = 4,7 кг/TFe проката,

440.4

где 13,6 и 440,4 - массы углерода в хвостах углеобогащения и в исходном уг­ ле, кг/т Fe проката; 151,7 - масса летучих в угольном концентрате, кг/г Fe проката.

Аналогично для серы:

где 13,6 и 440,4 - массы углерода в хвостах углеобогащения и в исходном уг­ ле, кг/т Fe проката; 4,8 - масса серы в угольном концентрате, кг/т Fe проката.

Масса золы, переходящей в хвосты, рассчитывается по разности ме­ жду общей массой хвостов и массами остальных компонентов —углерода, серы и летучих: 113,2 - 13,6 - 4,7 - 0,1 = 94,8 кг/т Fe проката. Результаты расчета количества и состава компонентов при обогащении угля приве­ дены в табл. 4.19.

С учетом того, что в летучих компонентах, удаляемых в процессе ко­ ксования, помимо коксового газа содержатся смолы, бензол, аммиак, се­ роводород, циан и прочие улавливаемые компоненты, для определения количества коксового газа необходимо задаться их массой (табл. 4.20). Как видно из данных табл. 4 .2 0 , в нашем случае она составляет 23,95 кг/т Fe проката. Вычитая эту величину из массы летучих компонентов угля и разделив на плотность коксового газа (0,45, см. табл. П 2.7), получаем объем образующегося коксового газа: (150,6 —23,95)/0,45 = 281,5 м3/т Fe проката.