Assignment del corso di Ironmaking and steelmaking

PUNTO V X(V)=1WY(V)=X3

Con Q= Calore ricavato dal bilancio termico in zona di elaborazione dell'altoforno;

8 = Calore perso per la riduzione diretta totale di FeO con C.

Il termine Q, come detto, si ottiene da un bilancio termico dell'altoforno, per una tonnellata di ghisa, in zona di elaborazione ed è dovuto alla somma di contributi positivi, calore entrante in altoforno, e contributi negativi, calore uscente da altoforno.

Contributi di calore positivi (+):

Contributi di calore negativi(-):

A)Combustione parziale del coke;

R ) Riduzione diretta di FeO con C;

B)Getto di aria calda insufflato;

R ) Riduzione impurezze minerale con C;

C)Ghisa e dissoluzione degli elementi Si, Mn, P, S e C in ghisa;

P) Perdite di calore in zona di elaborazione.

L)Calore sensibile della loppa;

R ) Riduzione indiretta di FeO con CO esotermica

1 A) Calore dovuto alla combustione parziale del coke

Calcolo le moli di ossigeno dovute al getto di aria per

una tonnellata di ghisa prodotta, a partire dalle molidi ossigeno del getto di aria per moli di Fe: 4?.GBG$ I⋅<? &C+D,+/2 ⋅ = 16.91=1.0057⋅ >>.A> I??? ;YMΔH

Considerando poi la reazione della combustione parziale e il ad essa associato per T=1000°C:

1 ;_! \ + 0 → !0 ^ ΔH = −104 − 0.0075 1273.15 = −113.5$2 6<= 0M%+/ ⋅ ΔH= 113.5 ⋅ 16.91 = 1919.5Q =2A ;YMB)

Calore dovuto al getto di aria calda insufflata,-) =1200°C+ZN) =1000°CΔ) = 200°!

Si calcolano le moli di aria per tonnellata di ghisa prodotta. 5$.#<I⋅<? &C+D,2 = 10067 ⋅ 24 = = 40.2667,6 I??? ;YM&%! 1100°! = 0.03471

Considerando [ 67,6 C+D,& M%ΔH ⋅ 2 ⋅ Δ) = 0.03471 ⋅ 40.26 ⋅ 200 = 279.5=!67,6 [ 67,6 ;YMC)

Calore sensibile ghisa e calore dovuto alla dissoluzione degli elementi Si,Mn,C, S e P in essa,-) = 1000°! = 1273.15;+ZN) = 1500°! = 1773.15;a) = 1523.15; 4

Δ) = 500;;_! 1523.15; = 0.726[ ;^;'),F6 I6 ⋅ 10 I_ΔH = ⋅ 0.726 ⋅ 500 = 363T\]^_ 6000 )HIΔbPer il calcolo dei calori di dissoluzione si considerano i forniti in Appendice 3 trascurando ladipendenza dalla temperatura. ;_Δb = −132L, 6<=;_Δb = 4.084M- 6<=;_Δb = 19.95 6<=;_Δb = −140! 6<=;_Δb = −130L 6<=E vengono di seguito calcolate le moli di ciascun elemento disciolte in ghisa per tonnellata di ghisaprodotta e il calore generato secondo le seguenti formule:4I⋅<? <'),F62 = B ⋅ ⋅ cD = 2 ⋅ Δbe, , ,, I??? !M#6)>⋅<? ⋅<??? &C+D M%2 = = 0.178 c = 0.178 ⋅ 132 = −23.5quindiL, L,$A ;YM ;YM?.?<⋅<??? &C+D M%2 = = 0.182 c = 0.182 ⋅ 4.084 = 0.743quindiM- M->#.G# ;YM ;YM?.?#>⋅<??? &C+D M%2 = 3.75 c = 3.75 ⋅ 19.9 = 74.63quindi5 5<$ ;YM ;YM67#⋅<? ⋅<??? &C+D M%2 = =

0.0129 c = 0.0129 ⋅ 140 = −1.8quindi! !B?.G( ;YM ;YM67#⋅<? ⋅<??? &C+D M%2 = = 0.0125 c = 0.0125 ⋅ 130 = −1.63quindiL LB$.?( ;YM ;YMQuindi: M%Q = 363-23.5+0.743+74.63-1.8-1.63 = 411.47C ;YML) Contributo di calore dovuto al calore sensibile della loppa,-) = 1100°! = 1273.15;+ZN) = 1500°! = 1773.15;Δ) = 500; ;_! = 1.4452! D+[[6 ;^; I_ΔH = 6 ⋅ ! ⋅ Δ) = 250 ⋅ 1.4452 ⋅ 500 = 180.65D+[[6 D+[[6 ! )HIR ) Calore generato dalla reazione esotermica di riduzione indiretta di FeO con CO in zona di1elaborazioneDal testo si deduce che il 75% della ghisa prodotta per riduzione indiretta, solo il 25% è prodotto in zona dielaborazione.Si calcolano quindi le moli di Fe prodotte per riduzione indiretta per ton di ghisa prodotta e secondo i datiqueste equivalgono al 25% delle moli di Fe in ghisa.!"#$% 4 4P$> I⋅<? $> ?.GBG$ I⋅<? &C+D+,2 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = 4.2=23 <??

!M I??? <?? >>.A> I??? ;YM+,ΔH ΔHSi calcola poi il della reazione di riduzione indiretta come somma dei disponibili in Appendice 2,< &%1) 34 \ + 0 ^ → FeO s − ΔH 1273.15; = −260.82$ <$ C+D< &%2) ! \ + 0 ^ → !0 ^ − ΔH 1273.15; = −113.55$ $$ C+D&%3) ! \ + 0 → !0 ^ + ΔH (1273.15;)= −395.16$ $ B C+D &%340 + !0 → 34 + !0 ΔH = ΔH − ΔH − ΔH = 20.8$ N+N B $ < C+DM%2 ⋅ ΔH = 20.8 = 87.36Quindi Q = 4.2⋅23R1 ;YMSi può quindi calcolare il calore totale dovuto ai contributi positivi: M%c + c + c + c + cQ(+)= = 1919.5 + 279.3 + 411.47 + 87.36 +180.65= 2878.32` / 5 a :< ;YMR ) Calore perso e dovuto alla reazione endotermica di riduzione diretta in zona di elaborazione2Si calcolano per prima cosa le moli di Fe prodotte per riduzione diretta per ton di ghisa e secondo i datiqueste equivalgono al 25% delle moli di Fe in

ghisa.!"#$% 4 4P$> I⋅<? $> ?.GBG$ I⋅<? &C+D+,2 = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = 4.2=23 <?? !M I??? <?? >>.A> I??? ;YM+,ΔH ΔHSi calcola poi il della reazione di riduzione diretta come somma dei disponibili in Appendice 2.,< &%1) 34 \ + 0 ^ → FeO s − ΔH 1273.15; = −260.82$ <$ C+D< &%2) ! \ + 0 ^ → !0 ^ + ΔH 1273.15; = −113.55$ $$ C+D&%340 + ! → 34 + !0 ΔH = Δ