Электрлі техника

3.5.3 Кварцты флюстың рационалдық құрамы

Кремнийлі кенді барлық күкірт мыс және темірмен СuFeS₂.

Халькопиритке байланысты мыс құрамын есептейміз:

63,5/64,2 х 0,3 = 0,29 кг

Халькопириттегі темір:

55,9/64,2 х 0,29 = 0,85

Халькопириттен қалған мыс 2,0 – 0,29 = 1,7 кг Сu₂О курпитімен байланысты.

Кульпиттегі оттегі:

16/127 х 1,7 = 0,21 кг

Курпит жалпы саны 1,7 + 0,21 – 1,91 кг.

Курпит жалпы саны 1,7 + 0,1 – 1,91 кг.

Халькопириттен қалған саны 3,5 – 0,26 = 3,24 кг.

Темір Fe₂O₃ 3Н₂О лимонитімен байланысы.

Оттегі саны Ғе₂О₃: 48/111,8 х 3,24 = 1,39 темірге байланысты.

Лимониттегі кристалдық ылғал:

54/11,8 х 3,24 = 1,56

Плиноземді Аl₂О₃ 2SiО₂ 2Н₂О каолинитіне байланысты деп қабылдасақ, каолинитте кремнезем 120/102,2 х 10 = 11,75 кг болады.

Каолиниттен қалған кремнизем мына құрамдағы кварц қалыбында болады: 72 – 11,75 = 60,25 кг.

СаО-ны СаСО₃ әк тасқа байланысты деп қабылдасақ, көмірқышқылы СаО байланысты болады:

44/56,1 х 2 = 1,57 кг

Әк тас жалпы саны 2 + 1,57 = 3,57 кг.

Есеп қорытындысында шығатын қышқыл кремнийлі кек құрамы 5.2.2 кестесінде келтірілген.

3.7 кесте. Кварцты флюстық рационалдық құрамы

3.5.4 Конвертірлі қож құрамын аынқтау

Практика мәліметтері негізінде конвертірлі қождағы мыс құрамы 2,5 пайыз деп қабылдасақ, сомасы SiO₂ + Р₃О₄ + ҒеО = 85%.

ҒеО = 85-% SiО₂ - % Fе3О₄.

SiО₂ құрамын қожда 24% қабылдаймыз, ал магнетит 17%.

Қождағы ҒеО құрамы: 85 – 24 – 17 = 44%.

Фаялит жалпы саны: 18,3 + 44 = 62,3 кг.

Бос кварц қалдықтары: 24 – 18,3 = 5,7 кг.

Сu₂S саны мыс бойынша: 159,1/127 х 2,5 = 3,13 кг.

Сu₂S құру үшін күкірт: 3,13 – 2,5 = 0,63 кг.

Қождағы FeS құрамын 4,43% деп қабылдаймыз.

3.8 кесте. Конвертірлі қождың рационалдық құрамы

Конвертірге үрдіс температурасын реттеу үшін тиелген суық материалдардың құрамы әр түрлі болады. Мысты штейндерді конвертірлеу кезінде суық айналымдар ретінде негізі қызмет ететіндер: ыстық штейн құрамы сияқты суық штейн, мысты отпен шақпақтау пешінен бай қождар, конвертірлеу үрдісінің айналым материалдары – қождан алынған салмақ шашырандылары, мұржа мен шаңдатқыштан алынған тұрып қалған қалдықтар, газөткіштен ауланған шаң және т.б.

Суық материалдардағы 50% мыс металды түрде, ал қалған 50 пайызы Сu₂S түрінде деп қабылдаймыз.

100 кг суық материалға есептегенде, ондағы металды мыс 6 кг және Cu₂S түріндегі мыс – 6 кг екендігі байқалады.

Жалпы саны Сu₂О 159,1/127 х 6 = 7,5 кг, онда күкірт 7,5 – 6 = 1,5 кг.

Қалған күкірт 7,5 – 1,5 = 6 кг.

Қалған күкірт ҒеS-те темірмен байланысты екендігін қабылдап анықтайтынымыз:

ҒеS : 88/3271 х 6 = 16,5 кг, онда темір 16,5 – 6,0 = 10,5 кг.

Бос кремнеземнің жалпы кремнезем құрамына қатынасы 1 : 4. Онда суық материалдардағы бос кремнезем:

1/4 х 17,0 = 4,2 кг.

2ҒеО SiО₂ : 17 – 4,2 = 12,8 кг кремнезем байланысты.

ҒеО жалпы саны фаялитке байланысты:

143,8/60 х 12,8 = 30,9 кг.

ҒеО-дағы темір:

55,9/71,9 х 30,9 = 24 кг.

Магнетитте қалған темір 44 – 10,5 - 24 = 9,5 кг.

Магнетит саны:

231,7/167,7 х 9,5 = 13,1 кг.

3.5.6 Алғашқы кезеңдегі үрдістің технологиялық есебі

3.5.6.1 Конвертірлі қож және кремнилі кеннің саны

Барлық есептер 100кг ыстық штейнге жүргізіледі.

 кг – 100 кг ыстық штейнде пайда болатын конвертірлі қож саны деп белгілейін.

 кг – кремнилі кеннің қажетті саны.

Темір конвертірге түседі, кг:

100 кг ыстық штейннен 32.

16 кг суық материалдардан 16 х 0,44 = 7,04.

Кремнилі кеннің  кг-нан 0,035 .

Жалпы түсетін темір (39,04 + 0,035 ).

 кг қождағы темір саны 0,4932 х кг. Темірді қожға толық бөлгенде теңдік бірдей болуы қажет: 39,04 + 0,035  = 0,4932 .

Кремний қышқылы конвертерге түседі, кг:

 кг кремний кеннен 0,72 

16 кг суық материалдардан 16 х 0,17 = 2,72.

Жалпы (2,27 = 0,72 ) түседі.

SiО₂ жалпы саны конвертірлі қож кг-да 0,24 х кг.

Барлық кремний қышқылының конвертірлі қожға толық өткенде шығуы тиіс.

Тура теңдік: 2,72 + 0,72  = 0,24 .

Теңдікті шешкенде, анықтайтынымыз  = 80,82 кг;  = 23,16 кг

Штейнмен және суық материалдармен конвертерге 30,03 + 16 х 0,165 = 32,67 кг FeS түседі. Кремнилі кенмен 23,16 х 0,0086 = 0,2 кг халькопирит түседі.

Конвертерде халькопирит төменгі реакция бойынша бөлінеді:

2CuFeS₂ = Cu₂S + Cu₂S + 2FeS + S

Нәтижесінде реакциядан пайда болатыны:

0,2/367 х 159,1 = 0,087 Cu₂S

0,2/367 х 175,8 = 0,095 FeS

0,2/367 х 32 = 0,017 S

Бөлінуді есептегенде үрдіске 32,67 + 0,095 = 32,76 кг FeS енгізіледі.

FeS бөлігі қожға штейн бөлшектері ретінде төменгі мөлшерде жіберіледі:

80,82 х 0,0443 = 3,58 кг.

23,16 кг кремнилі кенге түсетіні 23,16 х 0,01910 = 0,44 кг Cu₂О

23,16 x 0,0463 = 1,07 кг Fe₂O₃

Бұл қышқылдар FeS пен мына реакция бойынша араласады деп қабылдаймыз.

FeS + Cu₂O = FeO + Cu₂S

FeS + 3Fe₂O₃ = 7FeO + SO₂

1. 
   реакцияда FeS мына мөлшерде қатысады: 0,44/143,2 х 87,91 = 0,27 кг.
   

1. 
   реакция нәтижесінде пайда болатыны: 0,44/143,2 х 71,9 = 0,22 кг (оның ішінде 0,17 Fe)
   

Реакцияда (2) FeS мына мөлшерде қатысады:

1,07/479,1 х 503,3 = 1,12 кг. - FeO ( оның ішінде 0,17 Fe)

1,07/479,1 х 64 = 0,14 кг. - SO₂

Шлактармен және қышқылдау реакциясынан жоғалтқан кезде жоғарғы 2 тотықтырғыш оттегі есебінен штейіннен FeS мына мөлшерде шығарылады:

3,58 + 0,27 + 0,2 = 4,05 кг FeS

Қалған күкіртті темірді үрлегіш оттегімен мына мөлшерде қышқылдау қажет:

32,67 + 0,095 – 4,05 = 28,7 кг

(18,26 Fe және 10,44 S)
3.5.6.3 Темір мен күкіртті тотықтыру

Конвертірлі қожда магнетит түріндегі темір болады 80,82 х 0,123 = 9,94 кг. Ыстық темір штейнімен магнетит түрінде 12,89 кг енгізіледі.

Магнетит түрінде суық темір материалдарымен 16 х 0,095 = 1,52 кг түседі.

Бұрынғы үрдіске магнетит түріндегі темір 12,89 + 1,52 = 14,41 кг түседі. Үрлегіш оттегімен темір 14,41 – 9,94 = 4,47 кг магнетитке дейін тотығады.

Конвертірлі қож құрамында FeO 16 – 0,24 = 3,84 кг түріндегі темір болады.

Оның үстіне темір FeO дейін (1) және (2) 0,17 + 0,87 = 1,04 кг реакциясы бойынша тотығады.

Темірді 3Fe + 2O₂ =2Fe₂O4 (3) реакциясы бойынша тотықтыру үшін оттегі мөлшері

32/111,8 х 22,76 = 6,51 кг құрайды.

Конвертірлеудің алғашқы кезеңінде 10,44 кг S күкіртті темір тотығады. Оның үстіне халькопиритті бөлу нәтижесінде пайда болатын кәдімгі күкірт 0,017 кг болады. Яғни, барлығы 10,457 кг күкірт тотығады.

Зерттеу мәліметтері негізінде конвертірлі газдар құрамы бойынша SO₃ дейін тотығатын күкірт мөлшерінің қатысы 6 : 1 құрайды деп қабылдаймыз.

SO₂ дейін тотығушы күкірт 10,457/7 х 6 = 8,96 кг.

SO₃ дейін тотығушы күкірт 10,457/7 х 1 = 1,5 кг.

Барлығы темірді және күкіртті тотықтыруға оттегінің теориялық шығыны 3,25 + 8,96 = 11,21 құрайды

Барлығы темірмен күкірттің құрамына қажетті оттегі:

8,21 + 11,21 = 18,42 кг

Бұл практика мәліметтері негізінде конвертер ваннасымен оттегін пайдалануды қабылдап, қажетті оттегі мөлшерін табамыз:

18,42/0,95 = 20,44

Оттегі артықтығы 20,44 – 18,42 = 2,02 кг

Ауада оттегінің құрамы әі пайыз болған кезде « кезеңде:

20,4/0,23 = 88,88 немесе 88,88/1,29 = 68,9 ауа беру қажет.

Ауамен 88,88 – 20,44 = 68,44 кг азот беріледі.

« кезеңде конвертірге 23,16 кг кремнилі кен тиелу, ондағы ылғалдық

23,16 х 0,0551 = 1.18 кг мөлшері газға бөлінеді

Газға кеннен кеткен көмірқышқылының аз мөлшеріне жүгінеміз.

3.10 кесте – Алғашқы кезеңдегі газдың құрамы мен саны

3.5.6.4 Ақ маттың саны

Ақ матты Cu₂S, металды мыс және көптеген металдар қосындысын құрайды.

Конвертерге Cu₂S-тің түсуі, кг:

100 кг ыстық штейннен 50,08 кг

16 кг суық материалдардан 16 х 0,075 =1,2 кг

Барлығы: 51,28 кг

CuFeS₂-ні бөлу нәтижесінде конвертерде 0,087 кг Cu₂S-пайда болады

Cu₂O + FeS = Cu₂S + FeO (1) реакциясы бойынша тағы да 0,63 Cu₂S пайда болады.

Конвертерге түсіп пайда болған Cu₂S-тің жалпы саны:

51,28 + 0,087 + 0,63 = 52 кг

Конвертерлі қожбен 80,82 х 0,0313 = 2,53 кг Cu₂S алынып кетеді.

Ақ матта: 52 – 2,53 = 49,47 Cu₂S (39,5 кг Cu ж2не 10 кг S) қалады.

Суық материалдармен конвертерге түсетін металлургиялық мыс толығымен 16 х 0,06 = 0,86 кг мөлшерде ақ матқа кетеді деп қабылдайық.

Cu₂S және металдық мыстың ақ матт жасаушы жалпы саны:

49,47 + 0,86 = 50,43 кг.

Ақ матта мыс пен күкірттің сомасы 95,5  және 4,5  құрайды деп қабылдаймыз. Ақ маттың мөлшерін табамыз: 50,43/0,955 = 52,8 кг

3.5.6.5 Екінші кезеңнің технологиялық үрдісі есебі.

Ақ матты үрлеген кезде жартылай күкіртті мыс металлургиялық мыспен, SO₂ және SO₃ пен тотығады. Үрдістің екінші кезеңі үрлеуді тоқтатусыз және суық материалдардың қосындысынсыз жүргізіледі.

Үрдіс өнімдері болып қара мыс, газдар және ақ матт құрамындағы қосындылардан щығатын күйіктердің аз-маз мөлшері, бірінші кезеңнен қалған қож қалдықтары және тотыққан мыс болып табылады.

Ақ маттан қара металға мыстың бөлінуі мәліметтеріне қарағанда 99,5℅ деп қабылдаймыз. Қара металға кететін мыс мөлшері: 40,36 х 0,095 = 40,16 кг.б

Қара мыс құрамы 99,8 ℅ Cu болғанда мыс мөлшері:

40,16/0,988 = 40,64 кг

Қара мыстағы күкірт 0,2℅, ол 40,64 х 0,002 = 0,081 кг құрайды

Ақ маттағы барлық күкірт 10 кг, яғни 10 – 0,81 = 9,919 кг күкіртті тотықтыру қажет.

Конвертірлі газ мәліметтері негізінде екінші кезеңде күкірт SO₂ және SO₃ -ке дейін тотығады деп қабылдаймыз (5 : 1 ара қатынасы)

SO₂ дейін 9,919 / 6 х 5 = 8,26 кг күкірт тотығады (16,52 кг SO₂ пайда болып, 8,26 O₂ шығындалады)

SO₃ дейін 9,919 / 6 х 1 =1,66 кг күкірт тотығады (4,125 кг SO₃ және 2,475 кг O₂ пайда болады)

Жалпы оттегінің күкірт қышқылдануына теориялық бөлінуі?

2.475 + 8,26 = 10,73 кг

95 пайыз оттегін пайдалану кезінде қажетті оттегі мөлшері :

10,73 / 0,95 = 11,3 кг

Оттегінің артылғаны: 11,3 – 10,73 = 0,57 кг.

Қажетті ауа: 11,3/0,23 = 49,13 кг.

Ауамен түсетін азот: 49,3 – 11,3 = 37,83 кг.

3.11 кесте. Екінші кезеңдегі газдардың саны мен құрамы

3.5.6.6 Конвертірлеудің бірлескен материалдық балансы

Бірлескен материалдық баланс қүру кезінде барлық сұйық және қатты материалдардан 1 ℅ көлемінде шаңжұтқыш есептеледі. Шихтадан мыстың жалпы түсуі 42,38 кг.

Шаңға 42,38 х 0,01 = 0,42 кг

Қара металл мен қож арасындағы мыстың бөлінуі.

Қара металда мыс 40,16 95,2 ℅

Қожда 2,02 4,8 ℅

Барлығы: 42,18 100,0 ℅

Қара металдың есебінен шаңға

0,42 х 0,952 = 0,4 кг, қож есебінен 0,42 х 0,048 = 0,02 кг

Қара метал түрінде 40,16 – 0,4 = 39,86 кг Cu және қождағы мыста

2,02 – 0,02 = 2 кг аламыз.

Шаңға басқа да элементтердің кетуін сол сияқты есептейміз

3.12 кесте. Екінші кезеңнің материалдық балансы

3.5.7 Конвертер есебі

Конвертердің ауа бойынша қабілеттілігін өткізіп.

Бірлескен материалдық баланс негізінде ауаның « дана штейнге практикалық сыбығалы шығынын табамыз:

Vменш. = 138,01 / 0,1 х 1,29 = 1070 мм³/мин

Конвертердің практикадағы үрлеу арқылы қолдану коэффициентін К=0,75 деп алып, конвертердің өткізгіш қаблетін табамыз:

Vконв = А х Vуу / 1440 х К = 600 х 1070 / 1440 х 0,75 = 600 мм³/мин

Конвертер фурмының сыбағалы жүктемесі төменгі формула бойынша болады:

Практика мәліметтері негізінде коллектордағы қысым Р1= 1,2кг/кв², ваннаның қысымға қарсылығы Vконв = 0,3кг/см², конструкцияда осы кезде қолданылушы ауабөлгіш жүйенің гидравликалық қарсылық көрсеткішінің мәні С =6,0: