Содержание.

 

Цель работы

    Целью выполнения курсовой работы является закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении курса «Экстракция черных металлов из природного и техногенного сырья» и формирование умений и навыков выполнения технологических расчетов процессов подготовки железных руд к плавке и производства чугуна, необходимых специалисту в области металлургии черных металлов.

    Современная технология доменной плавки предполагает использование предварительно подготовленных железорудных материалов. Ведение, анализ и планирование процессов подготовки руд к плавке и выплавки чугуна невозможно без расчета шихт и количественной оценки показателей процессов.

    Поэтому задачами курсовой работы является изучение методик расчета шихт для окускования железорудного сырья, доменной шихты, показателей процессов и приобретение навыков их использования для выбора сырьевой базы и оценки возможности и эффективности процессов при заданных сырьевых условиях. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1. Расчет  состава шихт для  окускования железорудного  сырья.

1. Исходные  данные.

     Исходными данными для расчета являются руды и концентраты  Стойленского месторождения. Химические составы шихтовых материалов (прил. 1).   Необходимо получить агломерат основностью 1,3 и содержанием железа 56. Для получения офлюсованного материала добавляют известняк (прил. 1). А так же в качестве твердого топлива используют коксик (прил. 1). В расчетах приняты следующие данные:

1. расход коксика - 3,5
2. вынос пыли 2,0
3. степень удаления серы зависит от вида соединения серы: известняк (сульф. сера)-0,6, железорудного сырья (сульфидная сера) – 0,95 и коксик (орг.сера) – 0,9
4. степень окисленности железа зависит от способа окускования (агломерат) и типа руды (красный железняк).

2. Расчет  шихты.

 

 
 
 

                                1.1 

    Множитель определяет выход окускованного железорудного материала из 1 тонны I –компонента шихты:

                                                                                                             1.2 

Изменение массы  шихтового материала определяется физико-химическими процессами, протекающими при окусковании:

                          1.3

3. Расчет  состава агломерата.

    При расчете состава агломерата происходит изменение количества FeO и :

; , и удаляется сера.

Химические составы  приведены в таблице (прил.1).

4. Зависимость содержания железа в офлюсованном железорудном материале от его основности.

      Данная методика была получена  для оценки зависимости содержания железа от основности.

2. Расчет  доменной шихты.

1. Исходные  данные.

    Основными железорудными компонентами доменной шихты являются агломират Стойленского месторождения и окатыши Соколовско -  Сарбайского горно - обогатительного комбината (прил. 2). Необходимо получить шлак основностью 1,10. В качестве твердого топлива используем кокс (прил. 2).  В расчетах приняты следующие данные:

1. Степень перехода элементов в чугун: Fe- 99,90%; Mn-70%; P- 100%; V- 80%; Ti- 5%; степень улетучивания серы – 5,0; вынос калашниковой пыли – 2,0.
2. Удельный расход кокса 420,0 кг/т.

2. Расчет  шихты.

 
 

                          1.4 

Результаты расчета  характеристик шихтовых материалов (прил. 2):

1. Выход чугуна для железорудного материала, известняка и кокса.
2. Избыток и недостаток оснований ЖРМ, известняка и кокса.

 

Удельные расходы шихтовых материалов:

1. сухих материалов
1. ЖРМ -1544,3
2. Известняк – 41,9
3. Кокс - 420
2. с учетом колошниковой пыли

2.1 ЖРМ –  1575,2

2.2 Известняк  – 42,7

2.3 Кокс –  428,4

3. с учетом влажности

3.1 ЖРМ - 1575,2

3.2 Известняк  – 42,7

3.3 Кокс –  428,4

3. Расчет  состава чугуна и шлака.

Состав чугуна %:  [S]=0,06; [C]= 4,2; [Si]= 0,2.

Состав шлака (прил. 2).

    Для  расчета состава чугуна и шлака  используются материальные балансы  элементов оксидов.

4. Оценка  свойств шлака.

    Вязкость  шлака, пуаз (прил. 2). Оценкой свойств шлака является вязкость температура плавления и десульфурирующая способность.

3. Расчет  расхода дутья.

1. Баланс  кислорода.

    Количество  кислорода  сжимаемого на фурмах:

        

                                                                           1.5

2. Расчет углерода кокса, сжигаемого на фурмах.

    Количество  углерода, сжигаемого на  фурмах, определяется как количество углерода, вносимое с коксом за исключением углерода, расходуемого на прямое восстановление, десульфурацию, разложение гидратной влаги и влаги дутья, образование метана, а так же части углерода, растворенной в чугуне:

      1.6

3. Расход  дутья.

    Определив потребность в кислороде, рассчитан  расход влажного дутья:

;                                                                                                     1.7

Расход сухого дутья:

; 1.8

    Рассчитав долю воздуха, можно оценить расходы  сухого воздуха и технического кислорода:

 1.9 

    2.0

4. Расчет  выхода и состава  колошникового газа.

1. Баланс  азота 

    Весь  азот переходит в колошниковый газ  и, следовательно, с колошниковым газом  из печи уносится азота: , где количество азота в колошниковом газе.

2. Баланс метана

    С колошниковым газом из доменной печи метан уносится в количестве:                                                                                                                         2.1

3) Баланс водорода 

    Всего с колошниковым газом из печи уносится водорода в количестве:                                                                                                2.2

4)Баланс диоксида  углерода

    Всего углекислого газа в доменной печи образуется в количестве:                                                                                                              2.3

5) Баланс монооксида  углерода

    Всего с колошниковым газом из печи СО уносится в количестве:                                                                                    2.4

5.   Материальный баланс доменной плавки.

    Материальный  баланс доменной плавки отображен в  приложении 5.

 

Вывод:

    Выполнен  расчет агломерационной и доменной шихты для получения чугуна марки П1 из руд Стойленского месторождения.

    Определен требуемый  расход дутья.

    Выбранная технология позволяет получить чугун  заданного состава.  

 

Библиографический список.

1. Разработка и оформление дипломных и курсовых проектов: Методические указания / В.Ф. Мысик, Е.Ю. Лозовая. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ – УПИ, 2004, 47 с.
2. Технологические расчеты процессов получения чугуна: Учебное пособие / Электронная версия
3. Сырье для черной металлургии: Справочное издание: В 2- х т./ Т. 1 Сырьевая база и производство окускованного сырья ( сырьё, технологии, оборудование) / М.Г.Ладыгичев и др. – М.; Машиностроение -1, 2001. -896 с.
4. Металлургия чугуна: Учебник для вузов. 3-е изд. перер. и доп./ Под ред. Ю.С. Юсфина М.: ИКЦ «Академ – книга», 2004-774 с. ил.