1. Avtogen eritish jarayonlari Sulfidli mis boyitmasini kislorodli-mash’alli pechda eritish va ularni tayyorlash

Kislorodli-mash’alli eritish pechining konstruksiyasi va uni hisoblash

Kislorodli-mash’alli eritish pechi 1968-yilda Olmaliq tog‘-metal­lur­­giya kombinatining mis eritish zavodida ishga tushirildi. Ikkala pech, ya’ni Kanadadagi “Koper Klif” zavodidagi pech bilan konstruksiyasi deyarli bir xildir.

Pechning poydevori butun bo‘lgan temir betondan tayyorlangan. Poy­devorning ustiga eni 50mm bo‘lgan cho‘yan plitalari joylash­tirilgan. Plita­larga betondan tayyorlangan maxsus qatlam qo‘yilgan.
3.2-rasmda ko‘rsatilganidek, pechning ishchi tagi (leshad) uch qator o‘tga chidamli, olovbardosh g‘ishtdan yasalgan: eng pastki qismi­ning eni 230 mm bo‘lgan shamot, o‘rta qismi 230 mm magnezitoxromit va sirt ishchi qatlami eni 460 mm bo‘lgan megnezitoxromit olovbardosh g‘ishtdan tayyor­langan. Leshadning tepa qismi, yon tomonini terish uchun gori­zontal shaklda yasab olinadi. Yon tomoni normal magnezito­xromit g‘ishtidan yasalib, eni 810 mm ni tashkil qiladi, bosh va dum tomonlarining eni esa 920 mm. Pechning ishchi tepa qismi (svod), ya’ni tomining eni 460 mm bo‘lgan magnezitoxromit g‘ishtidan teriladi.
Pechni mustahkamlash uchun eni 15 mm bo‘lgan po‘lat qoplama, 55 tartibli qo‘shtavr va 50 mm li po‘lat sinch orqali maxsus qurilmalar ishlatiladi.
Toshqolni pechdan 2 ta suv bilan sovutiladigan misdan yasalgan nov orqali chiqariladi. Novlar pechning dum devorida bo‘lib, leshaddan 700 mm balandlikda joylashgan.
Shteyn bir-biri bilan bog‘langan ikkita idish tizimida ishlaydigan sifondan chiqariladi. Sifonning yuqori ostonasi quyidagi tenglama orqali topiladi:
H = (h₁g₂ + h₂g₂) / g₁ (3.25)

Bunda: h₁ va h₂ – shteyn va toshqol vannalarining o‘rtacha baland­liklari, sm; g₁ va g₂– shteyn va toshqolning zichligi, g/sm³.

KME pechini hisoblash uning eritish zonasi, apteyk (mo‘ri) va asosiy o‘lcham­larini aniqlashdan iborat. Pechning asosiy o‘lchamlariga balandligi, diametri va eritish ishchi hajmi kiradi.

Xomashyoning yuklash payti, sulfidlarning oksidlanish reaksiya­si davomi va gaz oqimining tezligi asosida hamma kerakli o‘lchamlarni hisoblash mumkin.

Eritish shaxtasining balandligi quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
h = ω / t (3.26)

Bunda: h – eritish pechi shaxtasining balandligi;

ω – xomashyo zarrachalarining tushish tezligi davri, m/s;
t – sulfidlarning oksidlanish reaksiyasi borish vaqti.
Mayda zarralar 10^-2 dan to 10^-4 mm gacha doimiy tezlikda hamisha muallaq holatdan pastga, eritmaga qarab cho‘kib boradi. Buni quyidagi Stoks formulasi orqali ifodalash mumkin:

ω = 2/9 · (δ-ρ) / ђ · g · r²

Bunda: r – zarraning radiusi, m ;
δ – zarraning zichligi, kg/m³;
ρ – gaz muhitining zichligi, kg/m³.
Zarraning zichligi boyitmaning tarkibiga bog‘liq bo‘lib, 4000–4500 kg/m³ atrofida bo‘ladi. 1450–1500⁰C oralig‘ida gaz muhitining zichligi 0,30–0,35 kg/m³. O‘sha harorat oralig‘ida gaz muhitida qovush­qoqligi 16–17·10^-5 m²/s ni tashkil qiladi. Hisoblash uchun zarraning o‘rta­cha radiusini olish kerak. KMEP jarayonida, kinetik ma’lumotlarga ko‘ra, sulfid boyitmasidagi zarraning oksidlanish vaqti 1 sekundni tashkil qiladi.
Eritish shaxtasining kesim maydoni quyidagi tenglama orqali topiladi:

S = V / W

Bunda: V – texnologik gazning hajmi, m³/sek;

W – gazning haqiqiy harakatlanish tezligi, m/sek.
Gazning hajmi, berilgan shixta komponentlari metallurgik hisob­lar bilan topiladi. Gazning tezligi xomashyo zarralarining erkin tushish vaqtiga teng, deb qabul qilinadi.
Pech ichidagi ishchi shaxtaning balandligi va kesimini bilgan ho­lda, uning diametri va hajmi aniqlanadi. Shaxtaning hajmi to‘g‘ri topil­gani, pechning ishlab chiqarish unumdorligi eritish hududidagi issiqlik kuch­lanishi orqali tekshirilishi mumkin. Issiqlik kuchlanishi KMEP jarayoni uchun 240–290·10³ kDj/m³soat ni tashkil qiladi.
Gaz egallaydigan joy maydon kesimi (m²) to‘g‘riburchak qismidan tashkil topadi:
S=bh+r² /2 (φ- Sin φ⁰)

Bunda: b – kameraning eni, m;

h – to‘g‘ri burchak qismining balandligi, m;
r – svodning radiusi, m;
φ va φ⁰ –markaziy burchakning radian va gradusda o‘lchamlari.
Suyuq vannaning balandligi, odatda, 1m ni tashkil qiladi, toshqol qatlamining balandligi 0,6 m, shteynniki esa 0,4 m. Toshqol vannasi­ning hajmi (m³) ushbu tenglama orqali topiladi:
V¹ = V∙t
Bunda: V – toshqol hajmi, m³/soat;
t – toshqolning vannada bo‘lish vaqti, soat (cho‘kish vaqti).
Toshqolning soatbay ajralib chiqishi, pechning ishlab chiqish unum­dorligi va shixtaning tarkibiga bog‘langan holda, cho‘kish vaqtiga 4–6 soat bo‘lishi mumkin va texnologik hisoblardan aniqlanadi.
Shteyn vannasining hajmi, odatdagiday, 0,7V¹ ga teng bo‘ladi, vanna­ning butun hajmi esa 1,7V¹ dir. Ishchi kameraning uzunligi quyidagi formuladan aniqlanadi:

t = 1,7 V¹ / b · h

Bunda: b – vannaning eni (kameraning gaz egallaydigan joy eniga teng), m;

h – vannadagi eritmaning balandligi, m.
Apteykning kesim maydoni gazning hajmi va tezligidan topi­ladi. Apteykka kirishdan oldin gazning hajmi kameradagiga qara­ganda biroz kamroqdir, chunki uning harorati 1250–1300⁰C gacha pasayib ketadi. Apteykda gazning tezligini 10–12 m/s deb, qabul qilish mumkin.
KME pechining gaz egallaydigan zona hajmini berilgan ishlab chiqish unumdorligi, shixtaning issiqlik chiqarish va issiqlik kuchlanishi orqali topish ham mumkin:
V = Q · Q_qattiq / V
Bunda: Q – bir soatda ishlab chiqarish unumdorligi, t;
Q_qattiq – xomashyoning issiqlik chiqarishi, kDj/t;
V – issiqlik kuchlanishi, kDj/(m³soat).
Eritish hududidagi gaz egallaydigan zonaning maydon kesimi ushbu tenglama orqali aniqlanadi:

S = V / l

Eritish zonasining uzunligi (l) mash’alning aerodinamik uzunligi orqali topiladi. Zarralarning o‘lchami 0,15 mm atrofida bo‘lsa, l = 12–14 mm deb, qabul qilish mumkin.