Подсос воздуха в продувочную камеру уменьшаемся также благодаря эжекции части воздуха (~ 10 000 м3/ч) из вертикального канала с подачей его в камеру нагрева шихты мимо продувочной камеры. Воздух, имеющий температуру 700-500С, отсасывают через охлаждаемую амбразуру 5 в стенки вертикального канала, соединенную с амбразурой 7 в своде печи между камерами футерованным воздухопроводом. Эжектируемый воздух подлетел в камеру нагрева шихты со скоростью 100 м/с и используется для сжигания топлива или дожигания оксида углерода, поступающего из камеры продувки.
Для уменьшения эжектирующего действия струй воздуха в конструкции отдува предусмотрены сопла, подающие воздух, направленный против движения потока подсасываемого воздуха. Струи из этих отверстий создают завесу на входе в амбразуру, тем самым сокращая присос воздуха уменьшения эффективности отдува.
При уменьшении количества подсасываемого в продувочную камеру воздуха уменьшается общее количество дыма, поступающего d камеру нагрева. Это позволяет оборудовать печь пережимом между ваннами с установкой с каждой стороны эжекторов. При этом возможно обеспечение независимого регулирования давления под сводом печи в каждой камере, что имеет большое значение для улучшения тепловой работы печи и обеспечивает хорошие условии для полного дожигания горючих составляющих дыма, поступающих в камеру нагрева.
Рис. 38-6. Устройство для отсоса дымовых газов, выбивающихся из рабочего пространства печи: 1-коллектор; 2-зонт; 3-коллектор сжатого воздуха; 4-воздушная струя.
Большие трудности вызывает уплотнение проема завалочных окон при открытой; заслонке. Если окно находится под разряжением, то через него засасывается 30000-40000воздуха в час. Для обеспечения возможности работы печи при повышенном давлении под сводом предусмотрены устройства, отсасывающие выбивающийся дым (рис. З8-6) со сбросом eго в борова или в резервную газоочистку. Наличие резервной газоочистки приводит к удорожанию строительства печи.
2. Примерный расчет двухванной сталеплавильной печи
2.1Топливный расчет
Рассчитать двухванную печь, емкостью ванн по G= 250т каждая, принимая общую продолжительность плавки равной -1440 с (0,4 ч), из которых: выпуск и заправка–1440с (0,4 ч); завалка и прогрев –4680 с (1,3 ч); заливка чугуна и плавление –4680 (1,3 ч); доводка – 3600 с (1,0 ч).
Продувка ванн проводится техническим кислородом. Недостаток тепла от дожигания СО в «холодной» ванне компенсируется подачей природного газа. Расчет сталеплавильной печи включает: 1) расчет материального баланса; 2) расчет теплового баланса; 3) расчет расхода топлива (природного газа) по периодам плавки.
2.2 Материальный баланс
Расчет шихты проводят на 100 кг металлической садки, причем плавку условно делят на два периода: I период от завалки до полного расплавления, II период- от расплавления до раскисления стали.
I период
Найдем средний состав шихты, учитывая, что в 100 кг металлической шихты содержится .65 кг чугуна и 35 кг скрапа (см, выше).
Угар примесей определим как разность между содержанием примеси в шихте, и стали после расплавления. Примем, что при продувке ванны техническим кислородом 10% S окисляется до SO2, а угар железа в дым принят равным 1 % (по 0,5 % в каждом периоде).
С 2,505-1,30 = 1,205 кг
Si. 0,650 кг
Мn 0,760-0,04 =0,720 кг
Р 0,144 – 0,015-0,129 кг
S 0, 0465 – 0, 03 – 0, 00465=0,012 кг
Fе (в дым) 0,500 кг
Всего 3,216 кг
Теперь можно определить расход кислорода и количество образовавшихся оксидов (вторая колонка цифр молекулярная масса кислорода в продукте; третья – молекулярная масса примеси):
|
Масса образовавшихся оксидов, кг 1,205+1,607=2,812 0,65+0,743=1,393 0,76+0,221=0,981 0,144+0,186=0,330 0,5+0,214=0,714 0,0465+0,0465=0,093 |
Расход кислорода, кг
С-СО 1,205-16:12=] ,607
Si->SiO2 0,65-32:28=0,743
Мn-MnO 0,76-16:55^0,221
Р-Р2О6 0,144-80:62-0,186
Fe в дым-Fе2О3 0, 5-48:112=0,214
S-SO2 0, 0465-32:32-0, 0465 3,0175
Для расчета состава и количества шлака следует сделать следующие допущения.
При завалке со скрапом вносится 2 % загрязнений типа глины, имеющей состав: 52 % SiO2; 25 % А1гО3; 23 % Н2О. Таким образом, загрязнениями вносится, кг:
SiO 35.0, 02.0, 52-0,364
Al 35-0, 02.0, 25-0, 1575
H35-0, 02.0, 23-0,161
0,6826 кг.
Обычно скрап окислен {~1 %), т. е. со скрапом попадает 0,35 кг окалины в виде FeОз. Вместе с чугуном из миксера попадает некоторое количество шлака, которое для данного расчета примем равным 0,5 кг следующего состава: 46 % СаО; 8 % А12О3; 6 % MgO; 2 % S.
В шлак поступает некоторое количество материала футеровки, износ которой принимаем равным, кг:
|
I период 1,3 0,1 |
|
II период 0,4 0,1 |
|
За плавку 1.7 0,2 |
Доломит обожженный Мэгнезитохромит .
Согласно технологии производства стали, после заливки чугуна скачивают 5–6 % шлака. Принимаем, что в рассматриваемом случае скачивают 6 % шлака (6 кг) состава, %: 21 SiO2; 3,5 А12О3; 4 MnO; S MgO; 25 СаО; 4 P2O-3; 0,3 S; 0,1 Cr2O3; 27,6 FeO; 6,5 Fe2O3.
Со скачиваемым шлаком уходит, кг:
SiO2 ... 6, 0-0,210 = 1,260
А12О3... 6,0-0,035-0,210
МnО ... 6,0-0,040 -0,240
MgO…60-0,080 = 0,480
CaO …6, 0-0,250-1,500
Р2О5…6,0-0,040 = 0,240
S ... 6, 0-0,003 = 0,018...
Сг2О3…6,0-0,001 =0,006
FeO ... 6, 0.0,276 = 1,656
Fe2O3 ... 6, 0-0,065 =0,39
6,00 кг
Co скачиваемым шлаком теряется 1,5:0,53=2, 83 кг известняка (0,53 содержание СаО в 1 кг известняка).
Обозначая расход известняка за х., будем считать общий расход известняка равным (2,83+х) кг с учетом потерь со скачиваемым шлаком. Теперь находим:
Поступление , кг, из:
металлической шихты 1,393
доломита 1,3-0,02=0,026
магнезитохромита 0,1-0,06=0,006
загрязнений скрапа 0,364
миксерного шлака 0,5-0,38=0,19
известняка 2,83+х)0,02=0,0566+0,02х
2,036+0,02х
Поступление А1ЭО3, кг; из;
Доломита 1,3-0,02=0,026
Магнезитохромита 0,01-0,04=0,004
загрязнений скрапа 0,1575
миксерного шлака 0,5-0,08=0,040
известняка (2,83+х)0,003=0,0085+0,003х
---------------------------------------------------
0,236+0,003х
Поступление СаО, кг, из:
Доломита 1,3-0,55=0,715
магнезитохромита 0,1-0,02=0,002
миксерного шлака 0,5-0,46=0,23
известняка (2,83+х)0,53= 1,5+0,53х
2,447+0,53х
Поступление РзО5, кг; из:
металлической шихты . . . 0,330
известняка........ (2,83+х)0,007=0,002+0,0007х
0,332+0,0007х
Принимая по практическим данным, что в шлаке содержится 16 % FeO и 6 % Fe2O3, составим с учетом скачивания шлака, формулу количества его в конце 1 периода, кг: SiO2 ... 2,036+ 0,02х-1,260 = 0,776+ 0,02х
А12О3 ... 0,236 + 0,003 – 0,210 = 0,026 + 0,003х
МnО ...0,981–0,240 = 0,741
MgO ... 0,6206 + 0,02х – 0,48 =0,1406 + 0,02х
СаО ... 2,447 + 0,53х– 1,50 = 0,947 + 0,53х
Р2О6 ... 0,332 + 0,0007х –0,24 = 0,092 + 0,0007х
S ... 0,111+0,001х –0,018 = 0,093 + 0,001х
Сг2О3 … 0,012 – 0,006 = 0,006
FeO ,..0,16шл
Fe2O3 …0,16шл
Lшл = 0,22Lшл + 2,8216 + 0,5747х или
LШП = 3,617 + 0,737х.
Полагая, что основность шлака в конце I периода должна быть равна 2,6, получим уравнение для определения расхода известняка
В =
откуда
0,947 + 0,53х = 2,0176 + 0,052х или х = 2,24 кг.
Теперь можно найти количество шлака LШЛ - 3,617 + 0,737-2,24 = 5,987 кг. Окончательный состав и количество шлака:
Составляющие
Масса, кг
Содержание, %
SiO2
0,9328
15,58
А12О3
0,0371
0,62
МnО
0,8421
14,06
MgO
0,2107
3,52
СаО
2,4254
40,52
РА
0,1063
1,78
S
0,1081
1,82
Сг2О3
0,0068
0,10
FeO
0,9579
16,00
Fe2O3
0,3592
Lшл,=5,9870
Суммарный расход известняка равен 2,83+2,24 = 5,07 кг. Общее количество шлака 6+5,987 = 11,987 кг.
Составим баланс железа на 1 период плавки (табл, 42).
Количество окислившегося железа равно 0,232+1,949 = = 2,181 кг.
Расход кислорода на окисление железа до Fe2O3 0,232X Х48: 112 = 0,099 кг; до FeO 1,949-16:56 = 0,557 кг.
