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

14§. Energiya sarfi
Avval suyuq fazali tiklash pechida eritish jarayoniga ko‘mir sarflanishini oddiy, lekin alohida yo‘nalishli hisoblashni bajaramiz. Quyidagilarni qabul qilamiz: bevosita tiklash darajasi 100 %; yoqilg‘i sovuq puflash oqimida yoqiladi, chiqadigan gazlar harorati – 1500 º С.
1. Temirni tiklashga va uni uglerodlashga uglerod sarfi (hisoblash 1 t cho‘yanda olib boriladi) Fe₂O₃ + 3С=2Fe + 3СO – 4240, 1 kg temirni tiklashga 36/112= 0,321 kg uglerod sarflanadi. Cho‘yanda 95,5 %Fe va 4,5 % С miqdorida tiklashga uglerod sarfi 955∙0,321= 307 kg/t cho‘yan.
Uglerodlashga uglerod sarfi 45 kg/t tashkil etadi. Tiklashga va uglerodlashga uglerodning jamlanma sarfi 307+45 = 352 kg/t cho‘yan.
2. Cho‘yanni tiklashga va eritishga issiqlik sarfi (hisoblash 1 t cho‘yanda olib boriladi).
Temirni bevosita tiklashga issiqlik sarfi: 4240∙ 0,955= 4051 kJ. Cho‘yanning issiqlik miqdori 1176 kJ; suyuq shlakning issiqlik miqdori: shlak entalpiyasi qabul qilingan 1680 kJ shlak.
Shlak miqdorini hisoblash. Ikkita variant uchun hisoblash o‘tkazamiz:

1. 
   Kambag’al temir ruda (oksidlangan kvarsitlar, miqdori: 30%Fe,
   

42,9 %Fe₂O₃, 50 %SiO₂).
Cho‘yan birligiga ruda sarfi 95,5/30=3,18 kg/kg.
Kirim SiO₂: 3,18∙0,5= 1,59 kg/kg. Rudaning barcha bo‘sh jinslari kirimi
(1-0,429)3,18=1,82 kg/kg.
Shlak asosligida SaO:SiO₂=1/2 qo‘shiladi СaO :1,59∙1,2=1,91 kg/kg.
Shlak chiqishi: 1,82+1,91= 3,73 kg/kg.
Shlak issiqligi: 3,73∙ 1680 =6266 kJ/kg.
b. Qiymatdor temir ruda (temir rudali konsentrat, miqdori: 60 %Fe, 82,9 %Fe₃O₄ , 10 % SiO₂).
Cho‘yan birligiga ruda sarfi 95,5/60=1, 59 kg/kg.
Kirim SiO₂: 1,59∙0,1= 0,159 kg/kg.
Rudaning barcha bo‘sh jinslari kirimi (1-0,829)1,59=0,272 kg/kg.
Shlak asosligida СaO:SiO₂=1/2 qo‘shiladi СaO : 0,159∙1,2=0, 191 kg/kg.
Shlak chiqishi: 0,272+0,191= 0,463 kg/kg.
Shlak issiqligi: 0,463∙ 1680 =778 kJ/kg.
Tiklashga, uglerodlashga va eritishga umumiy sarflanish
Kambag’al ruda: 4051+1176+6266=11493 kJ/kg.
Qiymatdor ruda: 4051+1176+778=6005 kJ/kg.
3. Puflash oqimida yonadigan uglerodning issiqlik berishi:
b unda, ω – puflashdagi kislorod miqdori, birl. ulushi, ω = 1,0;
f – puflashdagi namlik miqdori, birl. ulushi, f= 0;

– berilgan haroratda puflashning issiqlik miqdori,
– puflashdagi suvli bug‘lar issiqlik miqdori, 
- koloshnik gazining issiqlik miqdori, 

4. Ohaktoshni qayta ishlashga sarflanishni hisobga olmasdan uglerod-issiqlik tashuvchi sarfi.

Kambag’alruda: 11483/5720= 2 t/t cho‘yan.
Qiymatdor ruda: 6005/5720=1,05 t/t cho‘yan.
5. Cho‘yanni qayta ishlashga uglerod sarfi.
1 kg ohaktoshni qayta ishlash uchun 0,25 kg uglerod sarflanishi qabul qilingan.
Kambag’alruda: 1,91 kg CaO qo‘shiladi. Ohaktoshda 53% SaO mavjudligida shixtaga 1,91/0,53= 3,6 kg ohaktosh kiritish lozim.
Uglerod sarfi 3,6∙ 0,25=0,9 kg/kg (t/t).
6. Issiqlik talafotlarini hisobga olgan holda, uglerod-issiqlik tashuvchi sarfi.
Issiqlik talafoti 20% yaqinni tashkil etadi, hisoblashda 1 kg uglerod-issiqlik tashuvchiga- 30.5 yaqin.
Kambag’al ruda: (2,0+0,9)/0,7= 4,14 t/t.
Qiymatdor ruda: (1,05+0,09)/0,7=1,63 t/t.
Jarayonga uglerodning umumiy sarfi:
Kambag’alruda: 4,14+0,352= 4, 49 t/t.
qiymatdor ruda: 1,63+0,352=1, 98 t/t.
Cho‘yan olish jarayoniga ko‘mirning (80 % С) umumiy sarfi:
Kambag’alruda: 4,49/0,8= 5,61 t/t.
qiymatdor ruda: 1,98/0,8=2,48 t/t.
Jarayonga yoqilg‘ining yuqori sarflanishi hattoki tayyorlangan xom ashyo uchun ham koloshnik gazining yuqori darajali issiqlik va kimyoviy imkoniyati (1500ºC, 100% SO) sabab yuzaga kelgan. Shunday qilib, bu jarayon rivojlanishi istiqbollari koloshnik gazi energiyasidan foydalanish samaradorligi bilan bog‘liq.
Alohida yo‘naltirilgan hisob, har holda, temir rudali materiallarni suyuq fazali tiklashda yoqilg‘ining ko‘p sarflanishining asosiy sabablarini aniqlash imkonini beradi:
a. Pechdagi chiqadigan gazlarning fizikaviy issiqligi yuqori harorat bois (yoqib tugatish yo‘qligida - 1500ºС) juda yuqori. Shuning uchun metall olish usulini tanlashda qaysi biri afzalligini hal qilish lozim: pechdagi gaz issiqligidan bevosita agregatda foydalanishni (domna pech shaxtasida gaz issiqligi samaradorlikning yuqori darajasi bilan qo‘llaniladi – zamonaviy domna pechlarda chiqadigan gazlar harorati 100-200 ºС oshmaydi) yoki issiqlikning yo‘l-yo‘lakay talafoti bilan energetik qurilmalarda foydalanishni.
b. Chiqadigan gazlarning kimyoviy imkoniyatlari juda yuqori (yoqib tugatish yo‘qligida gazda oksidlovchilar deyarli bo‘lmaydi). Domna pechlarda pech gazining tiklash qobiliyatidan deyarli to‘liq foydalaniladi, natijada samarali ishlaydigan domna pechlarda pechdagi gaz tarkibi vyustitga nisbati bo‘yicha muvozanatliga yaqin. ROMELT jarayonida o‘ziga xos yechim topildi: jarayonga issiqlikni qisman qaytarish bilan eritishning suyuq mahsulotlari ustida gazni oxirigacha yoqish. Bunda turli ma'lumotlar bo‘yicha issiqlikdan foydalanish darajasi 0,5-0,9 tashkil etishi mumkin. Shuning uchun metall olish usulini tanlashda navbatdagi ustivorlikni aniqlash lozim: temir oksidlarini bilvosita tiklash uchun gazning kimyoviy imkoniyatidan deyarli to‘liq foydalanish yoki uni 60-80 % ga sarflanadigan issiqlikka aylantirish.
Chiqadigan gazlarni oxirigacha yoqishdan olinadigan issiqlikdan foydalanish qiymatdor rudalarni eritishda uni 0,9-1,1 t/t cho‘yangacha yetkazib, yoqilg‘i sarfini keskin kamaytirish imkonini beradi.
v. Suyuq fazali tiklashda issiqlik talafotlari domna pechlarnikiga qaraganda ancha yuqori.
g. Koks o‘rniga ko‘mirdan foydalanishda ko‘mirning uchuvchan tashkil etuvchisi muammosini hal qilish lozim. Kokslashda uchuvchan moddalar koks kimyo sanoatining kimyoviy bo‘limiga tushadi va qimmatbaho kimyoviy mahsulotlarni olish uchun xom ashyo hisoblanadi. PJV agregatida ko‘mirni yoqishda faqat resurslarni tejash tomonidan nomaqbul emas, balki tabiatni asrash nuqtai nazaridan ham nomaqbul bo‘lgan uchuvchan moddalar yoki atmosferaga chiqarib yuboriladi yoki yoqib tugatilishga duch qilinadi. Oxirgi variantda qaysi biri afzalligini aniqlash lozim: uchuvchan moddalardan yoqilg‘i sifatida yoki kimyoviy xom ashyo foydalanishni. Biroq, uchuvchan moddalarni to‘liq yoqib yuborish mumkin bo‘lmaganligi sababli, ularning bir qismi nazoratsiz tarzda atrof-muhitga tegishlicha ta'siri bilan atmosferaga chiqarib yuboriladi.
d. Temir faqat qattiq uglerod bilan tiklanganligi sababli energetik nuqtai nazardan temirning past oksidlanishi eng maqbuldir, gematitli shixtalar uncha maqbul emas.
e. Boyitilmagan rudada bo‘sh jinslarning yuqori miqdori shlakni shakllantirishga va flyusni qayta ishlashga ancha issiqlik sarflanishini belgilaydi.
j. Suyuq fazali tiklashda jarayonning eng energosig‘imli komponentlaridan biri – kislorod sarfi oshadi. Masalan, ROMELT jarayoni uchun kislorod sarfi Kambag’alrudalarni qayta ishlash uchun 2000-3000m³ t va qiymatdor rudalar uchun 1000-1200 m³ t tashkil etishi mumkin. Jarayonga, shuningdek, 230 kVt∙s elektroenergiya sarflanadi.