4. Расчет количества дутья
Количество дутья определяется из баланса кислорода, необходимого для сжигания углерода кокса, доходящего до фурм, а также – углерода природного газа.
4.1. Расчет углерода кокса, сгорающего на фурмах
а) Содержание нелетучего углерода в коксе:
%
б) Кокс вносит в доменную печь нелетучего углерода:
,
кг/100 кг чугуна.
в) Растворяется
углерода в чугуне: С
,
кг/ 100 кг чугуна.
г) Расходуется углерода на восстановление кремния по реакции
SiO2 + 2C = 2CO + Si:
,
кг /100 кг чугуна,
где 12 и 28 – атомные массы C и Si.
д) Расходуется углерода на восстановление марганца по реакции
MnO +C=Mn + CO:
,
кг/100 кг чугуна,
где 12 и 55 – атомные массы С и Mn.
е) Расходуется углерода на прямое восстановление железа по реакции
FeO + C = Fe + CO:
,
кг/100 кг чугуна,
где 12 и 56 – атомные массы С и Fe.
ж) Расходом углерода кокса на восстановление фосфора пренебрегаем.
з) Количество углерода кокса, сгорающего у фурм:
Cфк
=
,
кг/100 кг чугуна.
4.2. Расчет потребного расхода дутья
а) Требуется кислорода для сжигания углерода кокса по реакции
2С + О2 = 2СО:
,
м3/100
кг чугуна.
б) На сжигание углерода углеводородов 1м3 природного газа с образованием СО требуется кислорода дутья:
м3/м3
газа.
в)
Требуется кислорода для сжигания в
фурменных очагах углерода природного
газа: 
,
м3/100
кг чугуна.
г)
Содержание кислорода (свободного и
связанного в Н20)
во влажном дутье: 
,
%.
д) Расход дутья:
м3/100
кг чугуна.
5. Расчет количества и состава колошникового газа
5.1.Расчет количества водорода в колошниковом газе
а) Образуется водорода при неполном горении в доменной печи природного газа:
,
м3/100
кг чугуна.
б) Образуется водорода из влаги дутья по реакции: Н2О + С = Н2 + СО:
м3/100
кг чугуна.
в) Водород летучих веществ кокса:
м3/100
кг чугуна.
г) Водород органической массы кокса:
м3/100
кг чугуна.
д) Принимаем, что на реакции косвенного восстановления расходуется 1/3 часть образующегося в доменной печи водорода.
е) Всего в колошниковом газе водорода:
,
м3/100
кг чугуна.
5.2. Расчет количества со2 в колошниковом газе
Основной источник СО2 в доменном газе – это восстановление оксидов железа с помощью СО. Высшие оксиды железа ( Fe2O3 и Fe3O4) восстанавливаются до FeО полностью по реакциям косвенного восстановления. Для удобства вычислений будем условно считать, что на этой стадии косвенное восстановление оксидов железа идет исключительно с участием СО, а водород участвует как восстановитель только лишь на стадии восстановления FeO до Fe. Такое допущение не изменяет результатов расчета.
В данных о химическом составе агломерата и окатышей обычно указывают общее содержание Fe и содержание FeO. Естественно, ни металлического железа, ни FeO в свободном состоянии в железорудных материалах нет. Указываемое количество FeO входит в состав других соединений, например, Fe3O4= Fe2O3FeO, но для расчётного анализа процессов восстановления будем условно считать это FeO свободным оксидом. Все остальное железо будем считать находящимся в виде Fe2O3.
а) Всего Fe2O3 в шихте:
,
кг/100 кг чугуна,
где 56 - атомная масса железа,
72 и 160 – молекулярные массы FeO и Fe2O3.
б) Количество СО2, образующегося при восстановлении Fe2O3 до FeO по реакции
Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2:
м3/100
кг чугуна.
в) Восстанавливается железа из FeO косвенным путем:
кг/100 кг чугуна.
г) Из этого количества восстанавливается железа водородом по реакции
FeO+H2=Fe+H2O
кг/100 кг чугуна.
д) Восстанавливается железа по реакции
FeO+CO=Fe+CO2 :
кг/100 кг чугуна.
При этом образуется СО2:
м3/100
кг чугуна.
е) Всего образуется СО2 при восстановлении оксидов железа:
м3/ 100 кг чугуна.
ж) СО2 летучих веществ кокса:
м3/100
кг чугуна.
з) Количество СО2 в колошниковом газе:
.