En un horno de fundición de hierro, se utiliza mineral de magnetita, trata 912 toneladas cortas de mineral, 510 toneladas de coque metalúrgico y se utiliza cal para formar una escoria de 40% de SiO2. Asuma que todo el fosforo, la mitad de manganeso y la quinta parte de sílice es cargado y reducido re ducido y van con el hierro cochino, también contiene por análisis 4% de carbono. Asuma que el azufre está en la escoria como CaS. 1% de hierro cargado se pierde en la escoria. El aire insuflado está en una cantidad de 112000 pies cúbicos (60F, 30 pulgadas de presión) contiene 9 gramos de agua por pie cubico, por tonelada de coque cargado. SOLUCION.Se reducen y entran en el arrabio, que también contiene por análisis de 4 % de carbono. Se Asume todo el azufre escoria como CaS. 1 % del hierro cargado se pierde en el escoria. La explosión asciende a 112.000 pies cúbicos. ft. (Medido a 60F., 30 pulg. de presión) que contiene 9 granos de la humedad por pie cúbico, por tonelada de coque cargada.
mineral Fe3O4 Fe2O3 SiO2 P2O5 MnO2 Al203 H2O
% 70,3 4.8 10.2 0.9 3.6 2.6 7.6
fundente CaCO3 MgCO3 AlO3 SiO3 H2O
% 95.4 2.5 0.5 0.9 0.7
coque C SiO2 FeS H2O
% 87.2 9.0 2.0 1.8
1281 88 186 16 66 47 138
Requerido: 1. Un balance de carga completa del horno, en libras por día. Requerido: 2. La composición porcentual de la fundición en bruto, la escor ia, y los gases. Solución: Introduzca los pesos de los componentes del mineral y coque en el cargo Columna del balance, a continuación.
Calculo del hierro Fe en Fe3O4 =
168
x1281 =928 (en miles de libras)
232
56
Fe en FeS en el coque = x20 = 13 88
Fe en Fe2O3 =
112
x88 = 62
160
Total de Fe cargado = 928+13+62 Total de Fe cargado =1003 (libras)
Calculo del manganeso
(0,01 X 1003) = 10 Fe perdió en la escoria (como FeO),
FeO=
62-10 =52 Fe entra hierro cochino de Fe2O3.
Mn en MnO2 ==
Mn en el hierro cochino = 21
Mn en la escoria=
72
x10 = 13 FeO.( Asumir este tomado de la Fe2O)
56
55
X66= 46
87
71
x21=27
55
Antes de calcular el SiO2 será necesario para determinar el peso del flujo, Puesto que el flujo contiene Si02. Si el peso del flujo a tomarse como x, el SiO2 en ella Será 0.009x y el total de SiO2 cargada 186 + 92 + 0.009x, cuatro quintas partes de los cuales Entra en la escoria y constituye e l 40 por ciento de la misma. Los otros componentes de la escoria son los siguientes:
componetes de la escoria
Desde el mineral: FeO + MnO + Al2O3= 13 + 27 + 47=87.
Desde el flujo: CaO + MgO + Al2O3= -0.534x+f 0.01 2x +O.OO5x = 0.551x
Desde el coque: CaS, formado a partir de FeS mediante el uso de algunos de los CaO del flujo. FeS +CaO + C = Fe + CaS + CO. R
72
x20=16
88
56
CaO usado= x20=13
88
Peso total de escoria, incluyendo SiO2: 4
87 -(16 - 13) + 0.551x + x(278+0.009x)=312 + 0.058x 5
Donde X= 449 Esto ahora se puede introducir en el balance general. El total de SiO2 cargada es( 278 +0.009x) = 282 SILICIO EN EL HIERRO COCHINO: 28 60
152 5
=26 LB DE SILICO EN EL HIERRO COCHINO.
OXIDO DE CALCIO EN EL FLUJO: 56
x429 = 240 lb de oxido de calcion el el flujo.
100
OXIDO DE CALCIO NECESARIO PARA FORMAR OXIDO DE CALCIO. 56
X 20 = 13, ENTONCES EL CALCIO REQUERIDO SERA:
88 40
X 13 = 9
56
PESO TOTAL DEL ARRABIO SIN CARBONO = 1.047 PESP DEL CARBONO. 4
X1.047 = 44 LB DE CARBONO.
96
FUNDENTE TOTAL: 510 X 112,000 = 57,100,000 Balance del agua: 9x57 100 000= 514 000 000 gramos = 73400 libras de agua De acuerdo a la presión atmosférica e n la que se trabaja que son 760 mmHg y a condiciones normales la temperatura será de 273 k, de acuerdo a estos datos calculamos el volumen. 273+15.5
359x
273
= 378 ft
Entonces 73400 lb de H2O en volumen
73400
x378 = 1 540 000 pies cúbicos de agua.
18
CALCULO DEL VOLUMEN DE AIRE SECO. = 57,100,000 - 1,540,000 = 55,560,000 ft.cb Entonces el cálculo de peso a condiciones normales será: 0.0807x
273
762
x
= 0.07737 ft cub.
275.5 760
Calculo del aire seco 55,560,000 X 0.07737 = 4,300,000 Ib
CALCULO DEL OXÍGENO. 0.232 X 4,300,000 = 997,600 Ib El balance final nos indica que ingresaron : 7664 tc y salieron (1091+53+6010) q es un quivalente a 7664 Entonces el balance es correcto.
