Определение расхода кислорода

В кислородно-конвертерном процессе основным источником кислорода для рафинирования расплава является технический кислород, вдуваемый через фурму в металлическую ванну . Часть кислорода поступает из окалины, находящейся на поверхности металлолома .

Кислород расходуется на окисление примесей шихты и железа, переходящего в шлак , а также на образование плавильной пыли . Расход кислорода можно рассчитать из уравнения баланса кислорода:

Количество кислорода, необходимого для окисления примесей, составляет:

,

где - доля углерода, окисляющегося до CO₂

Количество кислорода, необходимое для образования оксидов железа в шлаке, составляет:

,

где 0, 238 – стехиометрический коэффициент пересчета массы окислившегося железа на требуемую для этого массу кислорода в предположении, что в составе оксидов железа 80 % FeO и 20 % Fe₂O₃.

Количество кислорода, расходуемое при пылеобразовании, в предположении, что окисление железа идет до Fe₃O₄ составляет:

,

где 0, 27 – стехиометрический коэффициент пересчета окалины на кислород, полученный в предположении, что в состав окалины входит 30 % FeO и 70 % Fe₂O₃.

Подставляя результаты расчетов в уравнение баланса кислорода, можно установить массу чистого кислорода, необходимую для проведения конвертерного процесса. При расчете массового расхода технического кислорода следует учитывать его состав (примем, что {O₂}_ТК=99, 5 % об., {N₂}_ТК =0, 5 % об.), а также то, что не весь кислород усваивается ванной при продувке - коэффициент использования кислорода К=0, 93:

= 6, 765 · 100/99, 5/0, 93 = 7, 311

На практике, как правило, контролируют не массу продутого в конвертере технического кислорода, а его объемный расход :

л,

где 32 и 22, 4 – соответственно масса и объем при нормальных условиях одного киломоля технического кислорода.