Агломерационная машина

                                                   

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.В. ПЛЕХАНОВА

ХИМИКО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра ПТиПЭ

Курсовой проект

 

По дисциплине: Общая теория тепловой работы и конструкций промышленных печей.

(наименование учебной дисциплины  согласно учебному плану)

 

Тема:     Агломерационная машина

 

 

Выполнил:  студент   гр. ЭП-08                        __________             / Помазок К.Ю./

                                                                                                           ^{(подпись)                                      (Ф.И.О.)}

Оценка:____________

 

 

Проверил: ассистент                     __________                         /Дарьин А.А./

                            ^{(должность)                                                (подпись)                                                (Ф.И.О.)}

 

 

 

                                                                      Санкт-Петербург

2012год

АННОТАЦИЯ

В данном курсовом проекте была рассмотрена  агломерационная машина. Приведен пример, расчет материального и теплового  балансов, а так же расчет Сужающего  устройства. Для расчета использованы справочные данные и общая методика расчета, изученная в процессе обучения. Для расчетов использован табличный  процессор  MS Excel. Пояснительная записка оформлена в Microsoft Word.

Пояснительная записка включает: страниц -  30, таблиц - 6 , рисунков - 4.

THE SUMMARY

            In this course project examined the sintering machine. An example is the calculation of material and heat balances, as well as calculation of the orifice. Used for the calculation of reference data and the general method of calculation, which was studied in the learning process. For the calculations used spreadsheet MS Excel. The explanatory note issued in Microsoft Word.

            Explanatory note: includes pages - 30 tables - 6 figures - 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Агломерация впервые была применена  в цветной металлургии для  спекания сернистых и медных руд, а также руд, содержащих свинец и  цинк. Агломерация в промышленном масштабе развивалась на основе двух методов: продувкой воздуха через  шихту и просасыванием воздуха.

Первые машины для непрерывного спекания руд были разработаны в  результате ряда опытов Дуайтом и Ллойдом и были установлены в 1907 г. на заводах в Перу и Америке.  В дальнейшем были разработаны и применены машины трех типов: барабанная, горизонтальная, круглая и ленточная с прямолинейным движением. Опыт эксплуатации подтвердил целесообразность применения последних, в результате чего началось их усовершенствование и развитие агломерации железных руд.

Современное агломерационное производство представляет собой сложную систему различных аппаратов, действующих в разных режимах и выполняющих различные функции.

Непрерывный рост производства агломерата, повышение требований к его качеству, а также поточность технологических  процессов создали условия для широкого внедрения средств автоматического контроля и управления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Назначение агломерационной машины

Слово «агломерат» происходит от латинского слова ( agglomerаtus ), что дословно означает присоединенный, прибавленный. Агломерация – процесс получения кусков (агломерата) путем спекания мелкой руды с топливом при высокой температуре горения.

Задачей агломерационного процесса является подготовка высококачественного сырья  для доменного производства из концентратов обогащения руд, рудной мелочи колошниковой пыли окалины, шламов, отсева агломерата и других железосодержащих материалов путем спекания их с соответствующим количеством топлива в прочные и пористые куски (агломерат). 

Технологические процессы, осуществляемые на аглофабрике

 

Производственные операции, осуществляемые на аглофабрике , иллюстрирует схема на рисунке 1.

Для приемки и переработки всего  поступающего сырья аглофабрика  имеет:

 

-     рудный двор (открытый  склад) с полезной площадью 8640 м2 служит для складирования  и усреднения аглоруд и отходов применяемых при производстве агломерата;

 

-     приемную траншею  роторного передвижного вагоноопрокидывателя (ПРВО) имеет длину 170 м с полезным объемом 8400 м3 для разгрузки прибывающих на аглофабрику аглоруд и аглодобавок;

 

-     приемную траншею башенного вагоноопрокидывателя (БВО) имеет длину 60 м с полезным объемом 3000 м3;

 

-     тупиковую эстакаду  для разгрузки отсева и бракованного  агломерата длиной 220 м; 

 

-     склад руды и концентрата  имеет два пролета длиной 420 м  каждый, предназначен для складирования, усреднения и забора в производство концентрата, ракушечника и марганецсодержащих отходов;

 

-     склад флюсов и  топлива имеет общую длину  312 м и предназначен для складирования  и усреднения пребывающих на  аглофабрику флюсов и топлива;

 

-     площадку промежуточного  складирования и подсушки шламов.

 

В производстве агломерата необходимо использование извести. Известь, получаемая путем обжига смеси известняков, является интенсификатором агломерационного процесса. За счет извести происходит подсушка концентрата, что улучшает его дозирование в дозировочном отделении, кроме того, известь создает дополнительные условия для окомкования концентрата, тем самым улучшая газопроницаемость шихты, обеспечивая высокую производительность агломашин. Крупность смеси известняков, входящих в состав шихты для обжига, должна находиться в пределах 3-10 мм, крупность коксовой мелочи – 0-6 мм.

 

 

Рисунок 1. – Технологическая схема аглофабрики

Шихта с рудного двора поступает  в приемные бункера 1, откуда в определенном соотношении по транспортным конвейерам 2 и 4 она подается  в первичные барабаны-смесители 5 (скорость вращения 8-12 об/мин), где происходит ее смешивание, увлажнение и окомкование. Назначение смешивания, окомкования и увлажнения шихты – получение химически однородной смеси всех компонентов шихты, обладающих высокой газопроницаемостью в процессе спекания. Из бункера 3 в смеситель поступает возврат. Возвратом или оборотным продуктом называется отсев агломерата и неспекшаяся шихта фракции 0-8 мм, полученные при грохочении готового агломерата. Возврат является интенсификатором процесса спекания, т.к. улучшает газопроницаемость шихты. Заданное количество возврата в шихте должно выдерживаться строго постоянным и составлять 20-25% от общей массы шихты.

Мелкие увлажненные частицы  шихты при перемешивании укрупняются, образуя комочки; шихта становится зернистой и рыхлой, что повышает ее газопроницаемость. Усредненная  шихта из смесителя загружается  в бункер 6 и транспортером 7 в  определенном соотношении с коксиком, поступающим из бункера 8, подается во вторичный барабаны-окомкователи 9 (скорость вращения 6-7 об/мин). В барабанах-окомкователях установлено автоматическое устройство по отсечке воды во время остановки агломашины. Дозирование компонентов шихты для обжига осуществляется на конвейерах ПШ-11 и ПШ-25 (малая дозировка) в режиме автоматического регулирования соотношения известняк - топливо. Дозирование осуществляется установлением необходимых расходов компонентов шихты, выдаваемых на сборный транспортер 2 питателями 26 из соответствующих бункеров. Для выдачи материалов из бункеров применяют в основном тарельчатые и вибрационные питатели. Со складов флюсов и топлива смесь известняков системой конвейеров подается в бункера дробильного отделения. Из бункеров смесь известняка подается электровибрационными трубоконвейерами производительностью 150 т/час, или инерционными питателями производительностью 200 т/час в молотковые дробилки ДМР 1450х1300х1000. Измельченный продукт из дробилок поступает на вибрационный грохот ГИСТ-72, который выделяет 3 фракции, которые распределяются по разным  конвейерам.

В качестве агломерационного топлива  используется смесь антрацитового  штыба и коксовой мелочи. Дозирование  компонентов топливной смеси  производится на складе флюсов и топлива в заданном соотношении и системой конвейеров подается в бункера четырехвалковых дробилок (емкость бункера 100 м3).

Дозировка компонентов шихты производится весовым (раздельным) способом в соответствии с утвержденными нормами и  расчетом шихты на данный период. Основное назначение дозировки – обеспечить получение агломерата заданного качества с постоянными физико-химическими свойствами. Подача шихты из дозировочного отделения на шесть работающих агломашин (т.е. на один аглокорпус) производиться одним потоком. Количество дозируемой шихты должно строго соответствовать фактической производительности агломашин. Как избыток, так и недостаток шихты нарушает технологию процесса спекания. Контроль выдачи компонентов шихты производиться весоизмерителями двух типов: ДН-100 (для флюсов и топлива) и магнитоанизотропные (для рудной части шихты и возврата). На качество шихты большое влияние оказывает порядок заполнения бункеров и выдачи материалов из них: бункера должны обеспечивать максимальное усреднение дозируемых материалов. Подготовленную шихту 15 из промежуточного бункера 13 равномерно и непрерывно подают системой загрузки на агломашину 17 и укладывают на бесконечно движущуюся цепь колосниковых тележек (паллет), предварительно поместив на них постель 16, которая поступает из приемного 10 и промежуточного 12 бункеров по транспортеру 11.

        Система загрузки агломерационной шихты должна обеспечивать формирование структуры слоя с максимальной и равномерной по ширине спекательных тележек газопроницаемостью в процессе спекания. Система загрузки включает бункер с окном выдачи шихты, барабанный питатель и загрузочный лоток. Загрузочное устройство обеспечивает выдачу шихты на паллеты равномерным слоем по ширине агломашины и во времени. Для равномерной загрузки агломерационной машины шихтой в промежуточном бункере поддерживают постоянный запас шихты на уровне, не ниже 800 мм от барабанного питателя. Для загрузки шихты на паллеты используется загрузочный лист, угол которого и расстояние от колосников паллет регулируется в зависимости от высоты слоя и свойств шихты таким образом, чтобы происходила сегрегация шихты по крупности. Поверхность шихты, загруженной на паллеты, должна постоянно заглаживаться при помощи специальной гладилки, которая расположена за загрузочным устройством.

Высота слоя шихты устанавливается  от 330 до 400 мм, в зависимости от газопроницаемости. Если высоту слоя понизить, то понизится  прочность агломерата, повысится  удельный расход топлива и увеличится относительный выход возврата. Равномерное  распределение шихты является одним из необходимых условий для нормального протекания процесса спекания.

Процесс спекания агломерата начинается с зажигания верхнего слоя шихты, которое производится четырехгорелочным  камерным горном 14 с торцевым расположением горелок, работающем на природном газе. Подача газа на горн допускается только при гарантии его воспламенения от пламени костра или от раскаленной поверхности шихты. Давление газа должно быть не ниже 300 мм. вод. ст. При падении давления газа ниже 300 мм.вод.ст. подача газа на горн прекращается и агломашина останавливается. В зоне зажигания путем регулирования подачи газа и воздуха следует поддерживать температуру в пределах 1100-1150ºС. Для достижения такой температуры расход газа должен находиться в пределах 550-600 м3/ч, расход воздуха – 6500-7000 м3/ч. Температура горна поддерживается в пределах от 1280 до 1380°С. Расход газа и воздуха контролируется приборами, а также по виду пламени: при избытке воздуха пламя становиться синеватым, при недостатке воздуха пламя имеет светло-белый оттенок. Нормальное зажигание шихты достигается расходом необходимых количеств газа и воздуха, необходимым распределением расхода газа и воздуха по горелкам, постоянством массовой доли влаги и углерода в шихте, равномерной загрузкой шихты на паллеты.

Процесс спекания агломерата ведется  в соответствии с технологической  картой, составленной исходя из состояния  агломерационных машин, а также  на основании нормативного расхода  шихтовых материалов. Скорость движения агломашин регулируется в зависимости от вертикальной скорости спекания с таким расчетом, чтобы процесс спекания закончился на последней вакуум-камере зоны спекания, т.е. на 17-й с последующим охлаждением агломерата на 13-ти вакуум камерах. Недопустима работа агломашин с недопеком шихты. В случае резкого увеличения количества топлива в шихте необходимо снизить скорость движения агломашины для пропекания слоя шихты до колосниковой решетки.

Признаком, по которому можно судить о содержании углерода в шихте, является зона раскаленной поверхности спека после выхода из-под горна. При нормальном ходе процесса (при оптимальном содержании углерода в шихте, оптимальной скорости агломашины и пр.) спек должен быть на изломе равномерно пропечен по всей высоте и ширине пирога – не должно быть непропеченной шихты. При избытке топлива спек получается сильно оплавленным, с большими порами и  может частично привариваться к колосникам.

Температура отходящих газов является одним из основных показателей хода процесса спекания и зависит: от массовой доли топлива в шихте, от законченности процесса спекания, от количества вредных прососов воздуха, от высоты слоя. В первых вакуум-камерах (с 1 по 9) температура должна составлять 50-100ºС, в последних камерах с 15 по 17 зоны спекания она достигает максимума – 250-350ºС. При правильном ведении процесса температура в последней вакуум камере зоны спекания должна быть на 20-30ºС ниже, чем в предпоследней камере.

Температура отходящих газов перед  эксгаустером должна быть не ниже 75ºС, а в коллекторе спекания 105-120ºС. Температура отходящих газов ниже указанной недопустима, т.к. ведет к возможности конденсации влаги, что способствует засорению тракта газоочистки и залипанию лопаток ротора эксгаустера. Оптимальное разрежение в коллекторе спекания составляет 800-100 мм.вод.ст., при этом разрежение по вакуум-камерам зоны спекания (кроме первой и последней) должно быть на 100-150 мм.вод.ст. ниже, чем в коллекторе. Понижение разрежения в коллекторе спекания указывает на повышение газопроницаемости шихты или на увеличение вредных прососов в газоотводящих трактах. По мере движения тележек к хвостовой части машины горение коксика с верхнего слоя распространяется в нижние слои; этому способствует размещение под тележками вакуум-камер 22, в которых при помощи эксгаустера 25 создается разрежение до 10000 Па.

Охлаждение агломерата производится непосредственно на работающей агломашине в зоне охлаждения. На площади 60 м2 начиная  с 20 до 32 вакуум-камеры агломерат должен охлаждаться в вакуумном режиме до 400-600°С. Готовый агломерат сбрасывают в конце машины с тележек, дробят с помощью дробилок 18, подвергают отсеиванию на грохотах 19, охлаждают и отправляют по транспортеру 20 в доменный цех. Неспекшуюся мелочь (возврат) помещают в приемные бункера 21 и возвращают для повторного спекания (в бункер 10) в качестве добавки к шихте.

Продукты сгорания и воздух из вакуум-камер  по коллектору 23 поступают на очитку в циклоны 24 и удаляют эксгаустером 25 через трубу 27.

Характеристика и конструкция  агломашины

Агломерационная машина конвейерного типа с непрерывным  процессом спекания предназначена  для окускования мелочи железных руд, концентратов, железосодержащих отходов в сочетании со значительным освобождением их от вредных примесей.

Агломерационная машина представляет собой бесконечную  ленту, состоящую из комплекта отдельных спекательных тележек (паллет), не связанных между собой и перемещающимся по направляющим на роликах.

 Агломашина состоит из следующих   составных частей: каркаса с обслуживающими  площадками привода, паллет, направляющих, зажигательного горна, вакуум-камер с уплотнителями, загрузочной части, укрытия, питателей привода и загрузочного устройства.

  Работа  агломашины осуществляется  по рабочей (верхней) части  агломашины. При движении под  зажигательным горном происходит  зажигание верхнего слоя шихты. Дальнейшее продвижение паллет сопровождается спеканием всей массы шихты за счет горения топлива в ней. При выходе паллет на криволинейные направляющие разгрузочной части пирог агломерата разламывается и сходит с паллет. Освободившиеся паллеты перемещаются на холостую ветвь агломашины, где под действием собственного веса они перемещаются в сторону главного привода. Паллета представляет собой литой трехсекционный корпус, снабженный бортами, четыремя ходовыми и четыремя грузовыми роликами, установленными на осях, запрессованные в соответствующие приливы корпуса. Соединение бортов и секций корпуса – болтовое. Ходовые ролики служат для перемещения паллет на прямых участках пути, грузовые – для подъема паллет зубьями звездочек привода на верхний горизонтальный путь и далее для плавного спуска в разгрузочной части.

   По  бокам, к нижней  части паллет крепятся пластины  скольжения, которые при  движении  контактируют с пластинами продольного  уплотнения вакуум-камер. Рабочую  поверхность паллеты (колосниковое поле) образует комплект колосников, уложенных в три ряда. Два последних колосника у борта крепятся пальцем, вставленным через отверстие в корпусе. Расстояние (щель) между колосниками 3-5 мм. Привод  ленты спекательных тележек предназначен для подъема с нижнего наклонного пути на верхний и последующего продвижения по горизонтальному пути. Привод разгрузочной части служит для плавного спуска спекательных тележек с верхнего на нижний путь. Для уменьшения вредных прососов воздуха, вакуум-камеры уплотняются по периметру  сопряжения с тележками. Основная часть  уплотнителя – пластины с пружинным нажимом.

 Разгрузочная  часть агломашины  служит для разгрузки  агломерата  с паллет на приемную плиту  и передачу его в дробилку, плавного перемещения паллет с верхнего горизонтального пути на нижний, а также для кинематического замыкания ленты паллет. Она включает в себя две щеки, между которыми установлена ось со звездочками. Между щетками укреплены бункера сбора просыпи после разлома агломерата. К боковым поверхностям щек крепятся направляющие с шипами.

 Загрузочное устройство состоит  из бункеров, питателей  и загрузочного  шибера (лотка). Выход  шихты из  бункера регулируется пятисекционным  секторным затвором – фартуком, а также скоростью вращения  барабанного питателя. Загрузочный лоток служит для выравнивания слоя шихты и регулировки его высоты через специальное устройство. Для  предохранения от износа на него устанавливается  сменная футеровка.

Каркас агломашины состоит из металлических  колонн, имеющих цилиндрическую опору в нижней части, соединенных по холостой и рабочей ветке агломашины продольными и поперечными балками. На эти балки крепятся направляющие, опираются вакуум-камеры и уложены обслуживающие площадки. Хвостовая часть агломашины укрыта герметичным  покрытием для уменьшения выбросов пыли.

Система смазки агломашины включает системы  централизованной густой смазки пластин  продольных уплотнителей и  подшипниковых  узлов, систему жидкой циркулирующей смазки редукторов привода  ленты тележек и привода разгрузочной части, устройства для смазки роликов спекательных тележек.

Характеристика  агломашины

 

Годовая производительность агломашины – Qгод ф = 3000 тыс. т/год.

 

            Номинальное время работы можно рассчитать по формуле:

 

tнвр = tкал – tкал*n / 100,

 

где: tнвр – номинальное время  работы, суток;

 

tкал – календарное время  работы, суток;

 

n – простои, составляют »  10% календарного времени работы, %.

 

tнвр = 365 – 365*10 / 100 = 328,50 суток

 

Суточная  производительность фабрики  составляет:

 

Qсут ф = Qгод ф / tнвр = 3000000/ 328,5 = 9132,42 т/сутки

 

Часовая производительность фабрики  определяется по формуле:

 

Qчас ф = Qсут ф / 24 = 9132,42 /24 = 380,52 т/час

 

Удельная  производительность фабрики Qуд = 1,05 т/(м*ч).

 

Полная  площадь спекания:

 

Sn = Qчас.ф / Qуд = 380,52 / 1,05 = 362,40 м2;

 

Определяем  необходимое количество агломашин  с площадью спекания 312 м2:

 

N = Qчас ф / S = 380,52 / 312 = 3 шт.

 

где: N – необходимое количество агломашин, шт.;

 

S – площадь спекания агломашины, м2.

 

Проверим  запас производительности на цех:

 

Qзап ф = (N * S) – Qчас ф = 940,00 – (312*3) = 4,00 м3 или 4,00*1,05 = 4,20 т/ч

 

Часовая производительность одной  машины:

 

Q = Qчас ф / N = 987,50 / 3 = 329,17 т/ч

Процесс спекания агломерата на агломашине

Под процессом спекания понимают совокупность превращений при которых сжигаемое просасываемое воздухом твердое топливо в слое шихты обеспечивает развитие высоких температур в зоне горения и оплавление материалов. В результате получается спек, обладающий необходимыми физико-химическими свойствами. Основными параметрами, характеризующими процесс спекания являются температура поверхности зажженной шихты, высота слоя, скорость спекания, температура в зоне горения, время пребывания шихты на ленте (скорость ленты) и степень законченности спекания.

Начальной стадией спекания является зажигание шихты, при котором  необходимо воспламенить частицы содержащегося  в ней топлива и внести в  слой количество тепла, обеспечивающее дальнейшее развитие горения. Наряду с  обеспечением необходимых температуры и количества тепла следует иметь в зажигательном горне соответствующий состав продуктов сгорания с тем, чтобы в них содержалось достаточное количество кислорода, идущего на сжигание топлива в слое. Чтобы в горн не подсасывался со стороны холодный воздух или не выбивалось из него пламя, особенно со стороны бортов тележек, необходимо поддерживать определенное давление, а для обеспечения перемещения зоны горения и просасывания газов через слой создавать в вакуум-камерах под горном соответствующее разрежение. При зажигании шихты основными факторами являются температура поверхности и количество тепла, аккумулируемое в верхнем слое шихты.

Определенное  влияние на процесс зажигания  оказывает величина разрежения под  зажигаемым слоем. При слишком малом  разрежении продукты горения просасываются медленно, что приводит к замедлению процесса зажигания, особенно скорости теплопередачи в нижние горизонты слоя, а также снижению скорости перемещения фронта горения твердого топлива. При повышенном разрежении теплопередача осуществляется слишком быстро, фронт горения отстает, концентрация тепла в зажигаемом слое снижается, в результате чего спек получается непрочным.

Спекание шихты ведется на колосниковой решетке паллет агломерационной  машины методом просасывания воздуха. Просасываемый через слой шихты воздух образует зону горения высотой 15-35 мм с температурой 1400-1600°С, передвигающуюся вниз с вертикальной скоростью спекания мм/с. Спекаемая шихта перемещается от головной к хвостовой части машины со скоростью движения аглоленты мм/с. В таких условиях зона горения приобретает форму наклонного плоского слоя (рисунок 2.).

Рисунок 2. – Схема спекания шихты  на агломашине

 

 

 

Основные параметры агломерационного процесса при установившемся режиме связаны соотношением:

 

  ,(2.1)

 

где h –  высота слоя шихты; - время спекания

 

Скорость  движения поддерживается такой, чтобы процесс спекания заканчивался на заданной длине спекания . В зоне горения спекаемый материал сплавляется, образуя пористый агломерат.

Температура регулируется в ходе всего процесса спекания, т.к. от этого зависит качество спекаемой шихты. При нормальном ходе процесса спекания агломерат равномерно спечен и при выдаче с ленты раскален не более чем на 1/3 высоты «пирога». На незаконченность процесса спекания указывает низкая температура отходящих газов в последних вакуум-камерах и наличие не спекшейся шихты в изломе «пирога» у колосников паллет. Повышение температуры отходящих газов в коллекторе происходит вследствие замедления скорости движения паллет или кратковременной остановки агломерационной машины; повышения газопроницаемости шихты. Понижение температуры отходящих газов в коллекторе имеет место при: уменьшении содержания топлива в шихте по сравнению с оптимальным; переоплавление поверхности слоя шихты из-за высокой температуры зажигания; наличие большого количества вредных прососов воздуха; завышение скорости движения паллет.

Материальный баланс

Уравнение материального баланса  имеет следующий вид:

K(900β_k+(FeO)_k+P(900β_p+(Feo)_p+И(900β_k+(FeO)_k)+Д(900β_д+(FeO)_д+Тβ_т(900+(FeO)_з)+

+Д_об(900β_д.об+(FeO)_д.об)=90000+100∙(FeO)_агл

Где (FeO)_агл и (FeO)_з – содержание оксида железа FeO в агломерате (принимают до начала расчета) и в золе топлива;

β β β β β β – коэффициенты выхода агломерата из соответствующих компонентов шихты.

Коэффициент выхода агломерата из шихты  рассчитывают по формуле:

Β = 0,01(100 - (CO₂) - 0,95(S_орг) - 0,342(FeO) - 0,24(SO₃) - (H₂O_гидр) – (С_нел)),

где CO_2,  S_{орг ,} FeO, SO_{3 ,} H₂O_гидр  и  С_нел  - соответственно содержание компонентов

(С_нел   - нелетучий углерод) в материале, %

Принято, что сульфидная и органическая сера выгорают при агломерации на 95%, а сульфатная – на 60%.

Коэффициент выхода агломерата из топлива  совпадает с его зольностью, которая  определяется техническим анализом.

Уравнение баланса основности агломерата имеет вид:

K((CaO)_k - B(SiO₂)_k) + P((CaO)_p – B(SiO₂)_p + И((CaO)_и – B(SiO₂)_и + Д((CaO)_д – B(SiO₂)_д) +

+ Tβ_t((CaO)₃) – B(SiO₂)₃) + Д_об((CaO)_доб – B(SiO₂)_доб) = 0,

Где (CaO)₃ и (SiO₂)₃ – содержание соответствующих соединений в золе топлива.

Уравнение теплового баланса агломерации  имеет следующий вид:

 

Где  q – теплота сгорания углерода шихты ( размерности этой и следующих составляющих кДж/100кг агломерата);

q - теплота воздуха, поступающего в агломерате;

q - теплота шихты;

q - теплота окисления серы шихты;

q   - теплота зажигания шихты пламенем горна;

q - теплота дополнительного обогрева пирога агломерата;

q  - теплота окисления железа и его оксидов, содержащихся в шихте;

q - теплота образования силикатов железа;

q - теплота испарения гидроскопической влаги шихты .

1. Для определения q_c задаются долей углерода, сгоревшего с образованием CO₂.

Теплоту сгорания углерода определяют по формуле, кДж/100% агломерата:

 

Q_c =(X_CO2 ∙33355 + (1- X_CO2)9780)(C)_ш,

 

где X_CO2 - доля углерода, сгоревшего с образованием СО₂.

2. Теплота воздуха , поступающего к аглоленте, рассчитывают по формуле:

 

Q_в =V_bT_bC_b,

где V_{b –} объем воздуха, просасываемого через слой, м³/100кг агломерата;

t_{b –} температура воздуха,поступающего в слой,

с_{b –} теплоемкость воздуха, кДж/(м³∙С).

 

Объем влажного воздуха определяют по формуле, м³/100кг агломерата:

V_b = (1+(m/100))∙3,333αQ^o_o2,

где m -  абсолютная влажность воздуха, %

       α -  коэффициент  избытка кислорода;

       Q^o_{o2 – количество} кислорода, теоретически необходимое для спекания ,кг/100кг агломерата:

3. Теплоту шихты определяют по формуле, кДж/100 кг агломерата:

q_ш = 1,05(1-У/100^-1(К+Р+И+Д+Т+В_з+Д_об)∙t_ш,

где 1,05 –теплоемкость аглошихты, кДж(кг∙С);

       t_ш – температура шихты, С

4. Теплоту сгорания серы рассчитывают по формуле, , кДж/100 кг агломерата:

q_s = ((S_орг)_ш ∙9265 + (FeS)_ш∙6950)∙0,95 = 8880(S_орг)_ш + 6605(FeS)_ш

5. Теплоту зажигания принимают равной q_заж = (14600+16700) кДж/100 кг агломерата.
6. Учитывают теплоту дополнительного обогрева агломерата.
7. Теплоту окисления оксидов железа определяют по формуле:

Q_ok=2028((FeO)_ш–(FeO)_агл)

8. Расход тепла  на разложение гидратов и спарения гидратной воды определяем по формуле, кДж/100 кг агломерата:

q_гидр = 4180(H₂O_гидр)_ш

9. Расход тепла на диссоциацию карбонатов шихты определяется по формуле:

Q_карб = 4038(CO₂)_ш(CaO3)+2650(CO₂)_ш(MgCO3)+1935(CO₂)_ш(FeCO3)

10. Теплоту разложения сложных минералов исходнлй шихты принимают равную нулю.
11. Тепло, уносимое отходящими газами, определяют по формуле, кДж/100 кг агломерата:

q_от.г = t_от.г∙1,359V_ог.г- V_прC_вt_в,

Где q_от.г - температура отходящих газов перед эксгаустером, принята равной 90-130 С;

       V_{ог.г –} объем газов, отсасываемых эксгаустером, м³/100кг агломерата;

       1,359 - теплоемкость отходящих газов, кДж(м³∙К);

       C_в - теплоемкость воздуха кДж(м³∙К);

       V_пр – объем воздуха, поступающего к эксгаустеру в результате вредных прососов, м³/100кг агломерата.

12. Теплоту, уносимую пирогом агломерата, определяют по формуле:

Q_n = (33500÷50000)(1+(B_з/100))

Где 33500÷50000 – энтальпия пирога агломерата, кДж/100 кг аглоспека.

13. Теплоту, затраченную на образование силикатов и ферритов, принимают равной 2% от общего прихода тепла.
14. Тепловые потери агломерации составляют 4-12% от общего расхода тепла.