Введение
1. Состояние вопроса. Цель работы 8
1.1. Классификация способов извлечения железа из рудного сырья и их краткая характеристика 8
1.2. Многостадийные металлургические комплексы "руда - сталь" 19
Выводы по главе и цель работы 22
2. Сущность разрабатываемой технологии и принципиальные основы конструкции агрегата для ее реализации 24
2.1. Характеристика бакальской сидеритовои руды и возможности ее применения в доменном процессе 24
2.2. Сущность технологического процесса. 26
2.3. Описание принципиальных основ конструкции агрегата для реализации новой технологии 33
Выводы 38
3. Математическая модель процесса нагрева и плавления руды 40
3.1. Расчет процессов нагрева исходной шихты теплом отходящих газов 40
3.2. Определение избыточного объема газа 48
3.3. Математическая модель процесса расплавления нагретой и частично расплавленной шихты 3.3.1. Предварительное определение расхода угля 48
3.3.2. Предварительное определение количества оксидного расплава 49
3.3.3. Определение количеств компонентов, поступающих из всех материалов оксидный расплав 51
3.3.4. Определение расхода кислородного дутья и состава образующегося газа 52
3.3.5. Расчет теплового баланса 54
3.3.6. Уточненное определение расхода угля на стадии расплавления 55
3.3.7. Определение температуры оксидного расплава на стадии расплавления 56
4. Теоретические основы процесса прямого получения чернового железа из рудного сырья способом бескоксового жидкофазного восстановления .. -56
4.1. Общие положения 56
4.2. Возможные соотношения углерода и кислорода в металле, находящемся под окислительным шлаком 58
4.3. Определение требуемой активности FeO в оксидном расплаве 58
4.4. Определение требуемого восстановительного потенциала газовой фазы 61
4.5. Определение удельного расхода кислорода на окисление углерода угля 66
4.6. Определение коэффициента расхода кислорода на сжигание угля 67
4.7. Определение требуемого содержания FeO в оксидном расплаве 69
4.8. Основные итоговые показатели 72
Выводы 72
5. Математическое описание стадий восстановления 72
5.1. Математическая модель процесса неполного восстановления рудного расплава с получением чернового железа 72
5.1.1. Математическая модель протекающих в реакционной части процессов 72
5.1.1.1. Предварительное определение расхода угля 72
5.1.1.2. Предварительное определение количества оксидного расплава 75
5.1.1.3. Предварительное определение количества получаемого металла .76
5.1.1.4. Определение масс компонентов, поступающих из всех источников. 76
5.1.1.5. Определение масс компонентов металла 77
5.1.1.6. Определение масс компонентов оксидного расплава 77
5.1.1.7. Уточненное определение количества металла 78
5.1.1.8. Уточненное определение количества оксидного расплава 78
5.1.1.9. Определение состава газа и расхода кислородного дутья 78
5.1.1.10. Расчет теплового баланса реакционной части 80
5.1.1.11. Уточненное определение расхода угля 82
5.1.1.12. Определение температуры металла 83
5.1.2. Математическая модель процесса нагрева расплавов после частичного сжигания газа, поступающего в накопитель из реакционной камеры 84
5.1.2.1. Определение расхода кислородного дутья на дожигание и состав газов 84
5.1.2.2. Определение температуры металла 85
5.2. Математическая модель процесса полного восстановления с получением чугуна 86
5.2.1. Предварительное определение расхода угля 86
5.2.2. Определение количества флюса 88
5.2.3. Предварительное определение количества оксидного расплава 89
5.2.4. Предварительное определение количества металла 89
5.2.5. Определение количеств компонентов поступающих из шихтовых материалов 89
5.2.6. Определение масс компонентов металла 90
5.2.7. Определение масс компонентов оксидного расплава 90
5.2.8. Уточенное определение количества металла 91
5.2.9. Уточенное определение количества оксидного расплава
5.2.10. Определение состава газа и расхода кислородного дутья 91
5.2.11. Расчет теплового баланса 92
5.2.12. Уточенное определение расхода угля 94
5.2.13. Определение температуры металла в конце третьей стадии...95
5.3. Составление материального и теплового балансов для всей плавки в целом 96
5.3.1. Материальный баланс в целом на всю плавку 96
5.3.2. Тепловой баланс на весь процесс в целом 97
6. Установление математическим моделированием основных параметров технологии и технико-экономических показателей процесса 99
6.1. Установление основных параметров технологии 99
6.2. Определение энергоемкости и себестоимости получаемой продукции 107
Выводы 108
7. Экспериментальное определение некоторых параметров технологии бескоксового жидкофазного восстановления бакальских сидеритов 111
7.1. Экспериментальное подтверждение возможности получения малоуглеродистого продукта прямым восстановлением 111
7.2. Определение температуры плавления конечного шлака и подбор флюса для разжижения 115
Выводы 118
Общие выводы 119
Библиографический список
