1§. Temir olishning domnadan tashqari usullari tasnifi. Ayrim ta'riflar

4§. Domna pechlarda metall bilan qoplangan materiallarni
olish va eritish
Domna pechlarda metallangan temir rudali materiallarni eritish temir oksidlarini bevosita tiklashga ketadigan uglerod miqdori kamayishi hamda bu jarayonga issiqlik sarflanishi kamayishi hisobiga tiklagich-uglerod sarfini kamaytirishi lozim. Ma'lumki, koks issiqlikda domnali eritish ehtiyojlarini qondirishdan tashqari (bu holatda koksning uglerod-issiqlik tashuvchining manbai ekanligi aytilmoqda), u boshqa mas'uliyatli rolni ham bajaradi – cho‘yan shakllanishida ishtirok etadi, ya'ni, qiyin tiklanadigan (tiklagich-gaz bilan deyarli tiklanmaydigan) kremniy, marganets va boshqa oksidlarini hamda temir oksidini ham (bu holatda tiklagich-uglerod haqida so‘z boryapti) tiklaydi. Biroq, temir oksidlarini gaz bilan ham tiklasa bo‘ladi, temirning bevosita tiklanishi esa (> 900-1000º C yuqori haroratlarda o‘zini aktiv ko‘rsata oladi), asosan, yuqori harorat zonasida temir gaz bilan metallgacha to‘liq tiklanmasligi, qisman FeO ko‘rinishida qolishi ahamiyatga egadir. Hozirgi domnali eritish sharoitlari uchun (koksning uncha ko‘p bo‘lmagan sarflanishi va shu sabab tiklagich-gazning ko‘p bo‘lmagan miqdori – koks uglerodining va boshqa yoqilg‘ilarning to‘liq yonmagan mahsulotlari) bunday holat asoslidir, 900-1000º C harorat zonasida FeO ga nisbatan gazning muvozanatli tarkibiga yaqinlik buning isbotidir. Shunga bog‘liq holda, hozirgi ko‘pgina domna pechlarda koks uglerodi bilan temirning 20-30 % tiklanmoqda. Qisman metallangan temir ruda materiallarini qo‘llash bu miqdorni kamaytirish imkonini beradi, natijada tiklagich-uglerod va koksning umumiy sarflanishi ham kamayadi.


5§. Birlamchi materialni olishning qattiq fazali usullari
6§. Umumiy qoidalar
Koks sarfi kamayishini miqdoriy baholash uchun ayrim murakkab bo‘lmagan hisoblashlarni keltiramiz. Dastlabki ma'lumotlar (domna pechidan chang chiqarilishiga e'tibor bermaymiz): cho‘yan miqdori: [S] 4,5 %; [Mn] 0,4 %; [Si] 0,4 %; [P] 0,05 %; koksning bazaviy (dastlabki) sarfi 500 kg/t cho‘yan; koksda uglerod miqdori 85 %; koksda kul miqdori 10 %; shlak asosligi (СaO:SiO)=1,2; furmalarda yoqiladigan uglerod (S_f) bilan va oksidlarni bevosita tiklashga sarflanadigan uglerod (С_d) o‘rtasidagi o‘zaro nisbat 3:1.
Unda (hisoblash 1 t cho‘yanga) eritishga uglerod sarfi 500∙0,85=425 kg/t.
Issiqlik va tiklash jarayonlariga sarflanadigan uglerod miqdori (ya'ni, cho‘yanga o‘tadiganni chiqarib tashlash bilan uglerodning umumiy sarfi) 425-45= 380 kg/t.
Tiklashga sarflanadigan uglerod miqdori C_d : 380∙ 0,25= 95 kg/t.
Ushbu miqdordan marganets, kremniy va fosforni tiklashga quyidagicha sarflanadi
{[Mn]12/55+ [Si] 24/28+ [P]60/62} ∙ 10 = 4,8 kg/t.
Shunga ko‘ra, temirni bevosita tiklashga 95-4,8= 90,2 kg/t ketadi. Shixtani metallanish darajasida η_met= 40%, temir oksidlarini bevosita tiklashga ketadigan uglerod sarfi kamayishi shixtani metallanish darajasiga proporsionalligini taxmin qilib (katta bo‘lmagan xatolik bilan), uglerod sarfi kamayishiga ega bo‘lamiz: 90,2∙ 0,4=36,1 kg/t, va uglerod tejalishi (yoki, xuddi shunday, koks ham) (36,1/425) ∙100= 8,5 %.
Shu bilan bir qatorda temir eng past oksidining uglerod bilan tiklanishi reaksiyasining endotermik samarasini qisqartirish hisobiga issiqlik tejalishi ham ahamiyatlidir (temirning bo‘sh (erkin) oksidini tiklashni qabul qilamiz), ya'ni, FeO+С=Fe+СO - 152,67 MJ yoki 12,72 MJ/kgS.Uglerod sarfining 36,1 kg/t kamayishida issiqlik tejalishi 12,72∙ 36,1∙0,001= 459 kJ/kg cho‘yanni tashkil etadi.
Domnali eritishning odatdagi sharoitlarida issiqlik sarflanishi (jarayonga issiqlikning haqiqiy harajatlarini hisobga olib hisoblangan) 5,5-6,7 MJ/kg chegaralarida o‘zgarib turadi. 6,1 MJ/kg teng bo‘lgan o‘rtacha qiymatni qabul qilib, issiqlik tejalishiga ega bo‘lamiz: (459/6100∙100)=7,5 %. Nihoyat, koks sarfi kamayishining yana bir muhim sababi – koksda kul kelishi kamayishi hisobiga shlak chiqishi kamayishi mavjud. Koksning yakuniy tejalishi hozircha ma'lum emas. Tejalishning taxminiy 15 % miqdorini berib, pechga kul kelishi kamayishiga ega bo‘lamiz: 500∙0,15.0,1=7,5 kg/t. Bundan tashqari, kulning bu miqdorini shlaklashga flyus kiritish talab qilinmaydi: 7,5∙ 1,2=9,0 kg/t. Shlak chiqishining umumiy kamayishini hisoblaymiz: 7,5-9,0=16,5 kg/t.
Odatda, har bir qo‘shimcha 1 kg shlak 0,2 kg o‘lchamda koksning ortiqcha sarflanishi talab qilinadi, deb hisoblanadi, unda shlak chiqishi kamayishi hisobiga koks tejalishi 16,5∙ 0,2=3,3 kg/t va nisbiy tejalish (3,3/500)-100 =0,7 %. Demak, koksning jamlanma tejalishi 8,5+7,5+0,7= 16,7%, yoki, qabul qilingan hisoblashdagidek, har bir 10 % shixtaning metall bilan qoplanishiga 4,2 %.
Keltirilgan hisoblash taqribiy hisoblanadi va faqat dastlabki miqdor tartibini olish imkonini beradi, biroq, u sanoatli eritish ma'lumotlari bilan yaxshi mos keladi
(10-50 % metallanishning umumiy darajasida shixtani metallanishning har 10 % ga 4-7 %). Shixtani metallanishning keyingi oshib borishida samara jiddiy kamayadi.
Shunday qilib, domna pechlarda eritish uchun qisman metall bilan qoplangan materiallarni olishning maqsadga muvofiqligi qisman metallanishga sarflangan tiklagichning, domna pechda tejalgan koksning hamda yoqilg‘iga narxning o‘zaro nisbatiga bog‘liqdir. Bu holatda umumiy tavsiyalar berish mumkin emas va turli tartiblar uchun ular har xil bo‘ladi.