Способ управления тепловым режимом конвертирования медных штейнов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 С 22 В 15/06 ф(.т. ($q .; 1e yg ( )т.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2.839) ((И0-! БООСаит) О г 1т

)peas Иог и в гвц) ((пав, 4(3845,6-4,2Тна„) Нг0гр

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3?78684/22-02 (22) 09.08.84 (46) 15.03.86. Бюл. 1(- 10 (71) Государственный научно-исследовательский институт автоматизации производственных процессов химической промьппленности и цветной металлургии (72) А.А. Гарян, А,О. Абрамян, Г.О. Аветисян и P.Ã. Хачатрян (53) 669.333(088,8)

1 (56) Авторское свидетельство СССР гг 365391, кл. С 22 В 15/06, 1970 ° (54) (57) 1 СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛО-.

ВЫМ РЕЖИИОИ КОНВЕРТИРОВАНИЯ ИЕДНЫХ

ШТЕЙНОВ, включающий окисление и ошлакование сернистого железа штейна, г подачу гранулированного концентрата, измерение температуры расплавленной массы, начальной температуры гранулированного концентрата, расхода и температуры дутья, о т л и ч а- ю шийся тем, что, с целью максимального использования избыточного тепла экзотермических реакций, повышения производительности конвертора и.срока службы огнеупорной футеровки, дополнительно определяют суммарное количество и минутный стабилизированный расход гранулированного концентрата, затем по их отношению определяют необходимый промежуток времени для переработки сумма1 ного количества гранулированного концентрата, фиксируют начало его загрузки и по истечении, этого промежутка времени прекращают подачу гранулированного концентрата в конвертор, 2. Способ поп.1, о тлича ю шийся тем, что суммарное ко-. личество гранулированного концентрата определяют по формуле где 5 — суммарное количество гр гранулированного концент- рата, кг;

Wö — вес залитого в конвертер штейна, кг;

Сп „.и Ог — содержание меди в штейне

Р1т и кислорода в дутье, доли единицы; — удельное теплопотребление гранулированного концентрата, кДж/кг;

Т„ — начальная температура (гц гранулированного концентрата, К.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что по измеренным значениям минутного расхода дутья, содержания кислорода в нем, температуре окружающего воздуха и дутья и температуре расплавленной массы определяют минутное количество тепла, выделившегося за счет экзотермических реакций, и минутные тепловые потери излучением через горловину, конвекцией через кожух и с отходящими газами, по этим величинам определяют минутный расход гранулированного концентрата по формуле

1217906 начальная темпер тура гранулирован ного концентрата, К; средние удельные теплоемкости условного штейна и,Т

",у. ыт т

Ц, Л9Л условного кремнистого флюса в интервале температур от обсолютного ну-. ля до приведенной температуры плавления, кДж/кг К;

103 6-25 8 Си .ыт

127, 1+40 2 Си ),«т т

Ц.ит ех (- ЕЛТ99«..ыт ) — 1

Е,Т„„„. т 127 1-32 8 Si02q«

126 1«66 2 S102

+ ех (Е Тпл ц. «) — 11

Е2 л«. ц, рл

2АСи 9Р

h** б+ (391 0973 Si0 ),10 91 г ц.срл

1где Е

:л

С99, « — удельные теплоемкости жидкого условного штейна и жидкого условного кремнистого флюса при приведенной температуре плавления; ф и ( (120 0 — 42 1 Cu vv) j! — ех (-EsTn« .-ч.ыт )! . ит. где Eý (3,1 + 0,7 Cu> „,. ) ° 10 где я, — минутный расход гранугр лированного концентрата, кг/мин; — количество тепла, выделившегося за счет экзотермических реакций за

1 мин9 кдж/мин9 (02

Π— количество тепла, уносимое с отходящими конверторными газами за 1 минл кДж/мин; — количество тепла, теряемое через горловину излучением за 1 мин, кДж/мин; „„— количество тепла, теряемое кожухом конвертора, излучением и конвекцией за 1 мин, кДж/мин.

4. Способ по пп.2:и 3, о т л и" ч а ю шийся тем, что по начальной температуре гранулированного концентрата, содержанию меди, железа и кремнезема в нем определяют удельное теплопотребление гранулирован- ного концентрата по формуле

» "(с .vr T„„-c», тно.)+

I где а — удельное теплопотребле-..

Ч лл,. ние гранулированного кон" центрата, кДж/кв; переводный коэффициент, |определяющий i величину условного штейна и услов- ного флюса в гранулированном концентрате; л I

1 где А 0,826 Си„+Ре, +0,21 Si02 — 0,211

+ 0,826 Cu + 0,21 Си Б Ог 3

Т, Т „„ „ — приведенные температуры плавления условного штейна и условного флюса, К; Т„л „, = 1170 + 292 Си,„т 9 К;

23,9л 9 9

Cu < - — . SiO

Cu9p . 8102 9. т !1 г,рл: где E = (3 5+ 1 2 Си„ц ).10I

1217906 (140 Π— 38 2 SiOg q) (1-ех (-Fe>n74. 6 ) р 126,1 — 66,2 810 где F. = (2,6-0,42

43335,32 кг, 2 А Сирр

Я4

2 0,21359 0,321

ОД1001t

= 0,50253.

5. Способ по п.l о т л и ч а юшийся тем, что необходимый промежуток времени для переработки суммарного количества гранулированного концентрата определяют отношением его суммарного количества к минутному расходу и вычисляют по формуле л

Ф

0 гр

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способу управления тепловым. режимом процесса конвертирования медных штейнов.

Целью изобретения является максимальное использование избыточного тепла процесса, повышение производительности конвертора и срока службы огнеупорной футеровки.

В табл. 1 и 2 приведены исходные данные по химическому составу гранулированного концентрата и по другим параметрам.

Определяется количество гранули-, рованного концентрата G по извеГ стному способу

3 0 л 9 3 137900(0 21) Р 4 61, 0,421

= 0,47466, Определяются долевые содержания еди в условном штейне и кремнезема в условном кремнистом флюсе

О 321

$10, $i0 л г 0.264

3,9л 1 — Л " I 0 47466

ЫОя „,р„) ° 10 где à — необходимый промежуток времени для переработки сумма13ного количества гранулированного концентрата, мин.

6. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что загрузку гранулированного концентрата начинают после достижения температуры расплавленной массы 1523 К. где G» — вес залитого в конвертер штейна к „, Ы7 7 — долевое содержание меди в штейне и кислорода в дутье (объьемныХ, Определяется переводный коэффициент h . Для этого предварительно рассчитываются величины А и В. !

О

А = 0,826 Cu + Fe +

+ 0921 Si0qpp -0 ° 21 =,0826 09321+

+0,103 + 0,21 > 0,264 — 0,21

0,21359;

В = 0,24 Cup + Cu Fe +.

+ 0,826 Cu + 0,21 Cu p ° S>0, =

= 0,244 0,321 + 0,321 0,103 +

+ 0,826 (0,321) + 0,21 ° 0,321+

740,264 = 0,21301;

Определяются приведенные темпебатуры плавления условного штейна

Т„„. 461» и условного кремнистого флюса Тщ „, „, 30 и „.- 1170 + 292 Cup wr = . ц luf .=ll70 + 292 ° 0,67627

1367,5 К;

Т д 1650 + 390 SiOg, „=

Ч. рв

1650 + 390 ° 0,50253 =

1846 К

3 12!7906

Определяются удельные теплоемкрс-. условного кремнистого флюса С ти жидких условного штейна G и при их температуре плавления

Ф Ч 9л

,Мг:..ыг) (1-ex (-(3 1-0 7 Си,«) ° 10 Т м, . ют ) э (120— ,Я, ыт

127,1 + 0,2 Си ит

41 2 О 67627) Ll-åõ (-(3 1 О 7 О 67625) 10 " 1367 5) (12027,f + 0,2 ° 0,6 625

0,5769 кДж/кг К; ()45 - 38 2 SiOqy, л (1-ех (-(2 6 + О 4 Si0 . «) ° 10 Т .

). pl.

126, — 6,2 8 0 !!,„ (145 — 38 2 0 50253)(1-ех,(-(2 6 + О 4 ° 0 50253) 10 . ° 1846

1 бю! 66 ° 2iOв50253

1,2557 кДж/кг К. г ех (-Е Тил

)- 1 ) Сг — 103 6 — 25 8 Си . цг

127,1 + 40 2 Си ыт

Ef7„„ .

Π1367 5) — 1 1367,5

103 6 — 25 8 ° О 67627

127,1 + 40,2 ° О, 67627

0,46395 кДж/кг К; т 127 1 " 32 8 SiOtpa ех (-Е Тел.. л) ф» 126, 1 — 66,2 S102 „„Е Тпи. ) 1 — ) 127 l — 32 8 О 50253

126,1 — 66,2 0,50253

0,95693 кДж/кг К.

Ойределяется удельное теплопотребление гранулированного концентрата ц„ (количество теплоты,не.6а гр ! гад (Я.lal> " " ° Ьи !1, UY ней) () (Ц. а Tllil Ц, Рд С 1,Р Т ц) " 0,47466(0,5769 1367,5 — 0,46395 ° 293) +

45 обходимое для плавления одного ки,лограмма гранулированного концентрата) + (1 — 0,47466) (1,25572 ° 1846 — 0,95693 293) = 1380,37 кДж/кг.

Определяется общее количество .гранулированного медного концентрата Ч, подлежащего .к переработке. 2/3

2 83 И (1200 — 1500 Си ат. ) Оя 4 t

Определяются средние удельные теплоемкости твердого условного ште на С„ и твердого условного крем.-.

-т Ф

1 нистого флюса С „ „ также при их ,температуре плавления, Для этого предва. рительно рассчитываются величины Е и Е! В

5 1217906 б

2,832137900 (1200 — 1500" Π421) (Π21) 55729

1380,37 + 3845,5 — 4,2 ° 293) ° 0,01

0,144 j(0,01 Т ) — (0,01 Т ) ) Б(.

0,144 ((0801.1523) — (0,01 ° 293) j ° 4,2 32494 ° 9 кДж/мин;

240 .

08 (0422 Е : » ) S =08(04!323 Е

5004.N1;

В(38 ФОФ

293) ° 132 1 )154,7 кДж/мин;

)н л т

q еак (+ +

Рр

Чоа Ч л к )

q „„+ (3845,5 — 4,2 Т„„) Н О,р

1678403 8 — (1046507,2 + 32494 9 + 15154 7)

5,385 г/мин.

Определяется промежуток времени

A, Ь(,, в течение которого должен загл и. A (3 55729

134,16 мин = 2,24 ч.

fP 8 ружаться гранулированный концентрат, Условием оптимального управления тепловым режимом является л

"2

55729 = 415 384 30, С1

В табл.3 приведены результаты .расчетов, Значения определены расчетным riyтем, принимая коэффициент использования конвертора под дутьем 667, Если. принять фактическое время первого периода конвертирования одинаковой, то повышение производительности конвертера по количеству перерабатываемого гранулированного концентрата равно (55729 — .43335 32) 100

55729 22824Х.

Определяется минутный расход гра- .личество теплоты, уносимое с отхонулированного медного концентрата 5 дящими газами q количество ()а фу

И,р в зависимости от минутного теплоты, теряемое излучением че-. теплового баланса. Для чего предва- Рез горловину („ 8 количество теп.— рительно определяются суммарное ко- лоты, теряемое кожухом конвертоI личество теплоты, выделившееся за . ра конвекцией и излученисчет химических реакций q 6„ ко- ем.

2.6 2.4

Е 8»е„- 13268,3 243» О, 43, 12 4 "42» = 13268,3.600.0,21 Е

1678403,8 кДж/мин;

Чее (1,24+ 002 024 + (О 2+ 0 12 0 )"10 т

3 Др 8 2цт еер — 17260 0 T„, ) (Т„- Т„, — )00) К„„

1,24 + 0,02 ° 0,21 + (0,2 + 0,12 ° 0,21) 10 1523—

17260 09 2) (1523) 3 (1523 — 323 — 100) ° 600 =

1046507,2 кДж/мин;

1217906

Таблица!

Химический состав, 7 / 100

1 ) (Srp Н О СаО,> 1 Прочее

Fe гр

0,008

0,264

0,273 0 01

09321

0,103

0,02!

Параметры!

Начальная температура гранулированного концентрата (TÄÄÄ ), К

293

Проектный расход дутья (пропускная способность,(f„! ), м /мин

600

Температура процесса расплавленной массы, (Т„ ), К

1523

Температура дутья (Т „ ), К

323

Ф

Вес залитого в конвертер штейна, (V ), кг ! 37900

0,42!

Нарастающее число плавок, начиная . с последнего текущего ремонта (N) б/р

100

Продолжительность процесса (принимается ориентировочно), мин

Площадь горловины (S „, ), м

4,2

132

Фактическое количество переработанного гранулированного концентрата (М ), кг

42500

Фактическая длительность первого периода конвертирования (), мин

254,4

Объемное содержание кислорода в дутье (Огдцт ) Ж/100

0,21

Содержание меди в штейне, (Со ), 7/100

Наружная площадь кожуха (8„,„).

Т а б л и ц а 2

Значение

1217906

1О

Таблица 3

Способ управления тепловым режимом

Расчетное Фактическое Расчетное Фактическое

43335132 42500

Известный

Предлагаемый

55729

1

Значения определены расчетным путем, принимая коэффициент использования конвертера под дутьем 66Х.

Составитель А,Кальницкий

Редактор Т.Парфенова Техред(Л.Микеш Корректор,Л.Пилипенко

Заказ 1084/32 .Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета: СССР по демам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Количество перерабатывае мого гранулированного концентрата, кг

Длительность первого периода конвертирования, мин

155,Р2 254,4

203,27 254,4