3.Пример расчета шихты

Рассчитать потребность в агломерате (для упрощения в этом примере принято 100 % в шихте. В вашем расчете агломерат и окатыши!), известняке и коксе для выплавки чугуна марки П1; определить количество и состав шлака. Химический состав материалов приведен в табл.2.1. Содержание кремния в чугуне – 0,8 %. Основность шлака – 1,15. В соответствии с данными табл. 2.2. принимаем степень перехода марганца в чугун – 60 %, фосфора – 100 %; степень улетучивания серы – 5 %.

3.1.Расчет состава шихты

1. Определяем содержание железа в чугуне

Fe_ч = η_Fe∙ Fe_р∙ (100 – [Si] -[C] -[S]) / (η_Fe∙ Fe_р + η_Mn∙ Mn_р + η_P∙P_р),

Fe_ч = 0,998∙55,5∙(100 – 0,8 – 4,5 -0,03)/( 0,998∙55,5 +0,6∙0,2 +1,0∙0,07) = 94,346 %.

2. Рассчитываем расход кокса

К = 434 + 5,21· (57,5 - Fe_р) + 52,1· ([Si] – 0,66) + 5,64 (А – 11,1) + 1,3 (S_к – 0,48),

К = 434 + 5,21· (57,5 -55,5) +52,1(0,80 – 0,66) + 5,64 (11,05 – 11,1) + 1,3 (0,42 – 0,48) = = 451,35 кг/т чугуна.

3. Решаем систему уравнений баланса железа и баланса основности

0,01· η_Fe · (Р·Fe_р + 0,01·К·А· Fe_з.к. + Ф· Fe_ф) = 10·Fe_ч

0,01·(Р· CaO_р + 0,01·К·А · CaO_з.к + Ф· CaO_ф)/{0,01·( Р· SiO_2р + 0,01·К·А · SiO_2з.к + + Ф· SiO_2ф) – 21,4· [Si] } = В_ш,

0,01· 0,998 · (Р·55,5+ 0,01·451,35·11,05· 9,78 + Ф· 0,38) = 10·94,346,

0,555Р + 0,0038 Ф = 940,47.

Р = 1694,54 - 0,00685Ф.

0,01·(Р· 6,4 + 49,874 · 5 + Ф· 54) /{0,01·( Р· 9,2 + 49,874 · 54,1 + Ф· 0,79) – 21,4· 0,8 } = = 1,15.

0,064Р + 2,494 + 0,54Ф = 0,106Р +31,029 + 0,009Ф – 19,688,

0,531Ф – 0,042Р = 8,847.

0,531Ф – 71,17 + 0,0002Ф = 8,847

0,531Ф = 80,017

Ф = 150,69,

Р = 1693,97.

Таблица 3.1 – Расход ЖРМ, флюса и кокса, кг/т чугуна

Расход ЖРМ (агломерата) - Р	Расход флюса (известняка) - Ф	Расход кокса - К
1693,97	150,69	451,35

3.2.Расчет состава доменного шлака

1. Определяем приход оксидов компонентов шихты в шлак (кг/т чугуна)

М_CaO = 0,01∙ (1693,97∙6,4+ 150,69∙54 +49,874∙5) = 192,28;

М_MgO = 0,01∙ (1693,97∙5,5+ 150,69∙0,78 +49,874∙2,3) = 95,49;

М_Al2O3 = 0,01∙ (1693,97∙0,6+ 150,69∙0,12 +49,874∙26,02) = 23,32;

М_SiO2 = 0,01∙ (1693,97∙9,2 + 150,69∙ 0,79 +49,874∙ 54,1) – 21,4∙0,8 = 166,9;

СаО/ SiO₂ = 1,15, что соответствует заданному;

М_FeO = 0,01∙ (1693,97∙55,5+ 150,69∙0,38 +49,874∙9,78) ∙ (1 – 0,998) ∙ (56 + 16) / 56 = 2,43;

М_MnO = 0,01∙ (1693,97∙0,2+ 0 + 0) ∙ (1 – 0,6) ∙ (55 + 16) / 55 = 1,75.

2. Рассчитываем массу серы, поступающей в печь с шихтой и распределяющейся между чугуном и шлаком (М_s, кг/т чугуна):

М_s = 0,01∙ (1693,97∙0,012 + 150,69∙0,052 +451,35∙0,42)∙(1-0,05) = 2,0685.

3. Принимаем содержание серы в чугуне 0,03 % или 0,3 кг/т чугуна. Масса серы, переходящей в шлак, составит:

М_{sш =} 2,0685 – 0,3 = 1,7685.

Масса SO₃ в шлаке составляет:

М_{SO3ш =} 1,7685∙ (32 + 3∙16) /32 = 4,42.

4. Определяем выход шлака:

Ш = 192,28 + 95,49 + 23,32 + 166,9 + 2,43 + 1,75+ 4,42 = 486,59 кг/т чугуна.

5. Результаты расчета заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Выход и химический состав шлака

Компонент	CaO	MgO	Al2O3	SiO2	FeO	MnO	SO3	Всего
Приход в шлак, кг/т чугуна	192,28	95,49	23,32	166,9	2,43	1,75	4,42	486,59
Содержание, %	39,5	19,6	4,8	34,3	0,5	0,4	0,9	100,0