2. Коэффициенты распределения элементов

При выплавке передельного высококачественного чугуна принимаем следующие коэффициенты распределения элементов между чугуном, шлаком и газом

Таблица 7

Распределение элементов (в долях единицы)

Элемент	Чугун η	Шлак μ	Газ λ	Σ
Fe	0,998	0,002	0	1,0
Mn	0,6	0,40	0	1,0
P	1,0	0	0	1,0
S	0,040	0,920	0,040	1,0

3. Состав чугуна

Содержание в чугуне кремния и серы принимаем: Si=0,9 %, S=0,020 %.

Содержание в чугуне фосфора и марганца рассчитываем по балансовым уравнениям:

, (11)

, (12)

где Р_Ч, Mn_Ч, Fe_Ч – содержание фосфора, марганца и железа в чугуне, %, принимаем Fe_Ч=94 %;

Р_кфд – количество фосфора вносимого коксом, флюсом и др. добавками, принимаем Р_кфд=0,02 %;

Fe_р.с., Mn_р.с. – содержание железа и марганца в железорудной смеси, %;

η_Mn – коэффициент перехода марганца в чугун.

Содержание углерода принимаем С_Ч=4,6 %

Таблица 8

Состав чугуна, %

Si	Mn	P	S	C	Fe
0,9	0,083	0,034	0,020	4,6	94,363

4. Основность доменного шлака

По соотношению принимаем В=1,05 по содержанию серы в коксе (0,47 %).

5. Температура горячего дутья

Принимаем равной 1800 ºС (t_Д=1800 ºС).

6. Содержание кислорода в дутье

Принимаем 28 % (ω=0,28).

7. Расход природного газа

Принимаем равным 100 м³/т чугуна (П=0,10 м³/кг чугуна). Принимаем, что природный газ состоит из 100 % СН₄.

8. Количество газов выделяющихся из кокса

Таблица 9

Состав летучих веществ кокса и содержание газа в коксе

Состав газа	СО2	СО	СН4	Н2	N2	Σ
% (масс.)	13,2	24,1	0,9	39,5	22,3	100,0
кг/100 кг кокса	0,111	0,202	0,008	0,332	0,187	0,840

9. Влажность дутья

Принимаем равной 1,0 % (φ=0,01).

10. Степень прямого восстановления

При работе печи на обычном атмосферном дутье принимаем r_d,o=0,55.

11. Температура колошникового газа

Температуру колошникового газа находим по эмпирической формуле (12)

где t_k⁰ – температура колошника при применении обычного атмосферного дутья (ω=0,21; П'=0), принимаем t_k⁰=200 ºС;

Е – характеристика вдуваемого топлива, для природного газа Е=2,0.

12. Теплосодержание чугуна и шлака

Принимаем равным:

а) для чугуна Q_Ч=1260 кДж/кг;

б) для шлака Q_Ш=1880 кДж/кг.

13. Тепловые потери

Z=840 кДж/кг чугуна.

2. СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСОВОГО УРАВНЕНИЯ ПО ВЫХОДУ ЧУГУНА

Выход чугуна из компонентов шихты определяется по формуле:

А∙е_А+Ф∙е_Ф+К∙е_К=100 (13)

где А, Ф, К – расход железорудных материалов, флюса, кокса, кг/кг материала;

е – выход чугуна, характеризует количество чугуна (кг), образующегося при проплавке 1 кг данного материала:

(14)

где Fe, Mn, P – содержание железа, марганца, фосфора в данном материале, %;

η_Fe, η_Mn, η_P – коэффициенты перехода железа, марганца, фосфора в чугун, доли единицы;

[Si], [S], [C] – содержание кремния, серы, углерода в чугуне, %.

Подставив данные таблицы 10 в уравнение (13) получаем:

0,643∙А+0,192∙Ф+0,014∙К=100 (15)

Таблица 10

Выход чугуна, кг/кг материала

Показатели	Агломерат	Флюс	Кокс
Fe∙ηFe	60,69	15,576	1,284
Mn∙ηMn	0,053	2,447	-
P∙ηP	0,009	0,096	-
Σ	60,752	18,149	1,284
В=[Si]+[S]+[C]	5,520	5,520	5,520
	0,643	0,192	0,014