 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Баланс компонентов шлака первого периода
Щд III ПРИМЕР РАСЧЕТА МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА
Т МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ С КОМБИНИРОВАННЫМ
ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО КИСЛОРОДА
Условия принятые для расчета материального баланса
Для расчёта приняты следующие условия:
1. Печь садкой 600 т отапливают природным газом и мазутом. Доля тепла, вносимого мазутом, принята 30%.
2. Вся продолжительность плавки включает составляющие, ч
| заправка.................................... | 0,33 |
| завалка сыпучих материалов и скрапа........... | 1,45 |
| заливка чугуна................................ | 0,53 |
| плавление................................... | 2,15 |
| кипение..................................... | 1,65 |
| доводка и выпуск............................. | 0,43 |
| Итого........... | 6,54 |
3. Продувку ванны осуществляют в периоды плавления и кипения. В периоды продувки ванны подача топлива уменьшается. Подогретый в регенераторах воздух поступает в рабочее пространство для сжигания окиси углерода, выделяющейся из ванны.
4. В периоды заправки и завалки технический кислород подают в факел для интенсификации сжигания топлива до содержания в воздухе 28% О2.
5. В периоды заливки чугуна, доводки и выпуска воздух не обогащают кислородом.
Расчёт шихты
Условно плавку делят на три периода:
I – от начала плавки до полного расплавления;
II – от полного расплавления до выпуска;
III – раскисление.
Раскисление плавки ведётся в ковше. Состав чугуна (48%), скрапа (52%) и конечной стали приведён в табл. 3.1, неметаллических материалов – в табл. 2.1, а средний состав шихты – в табл. 3.2.
Таблица 3.1 - Состав железной части шихты и выплавляемой стали, %
| Материал | С | Mn | Si | S | P |
| Чугун......... Скрап......... Готовая сталь... | 3,7 0,23 0,09-0,15 | 0,65 0,43 0,8 - 1,2 | 0,73 0,13 0,5-0,8 | 0,033 0,023 0,04 | 0,07 0,023 0,035 |
Таблица 3.2 - Определение среднего состава шихты, %
| Источники | С | Mn | Si | S | P |
| Чугун Скрап Средний состав | 
1,8956
| 
0,5356
| 
0,418
| 
0,0278
| 
0,0456
|
Принят следующий расход материалов, поступающих в шлак по первым двум периодам плавки:
| I | II | За плавку | |
| магнезита........................... | 0,47 | 0,335 | 0,805 |
| доломита........................... | 1.14 | 0.57 | 1.71 |
| магнезитохромита................... | 0.185 | 0.185 | 0.37 |
Принята загрязнённость скрапа 1.65% и окисленность его 1,85%. Принято также, что вместе с жидким чугуном попадает 0.57кг миксерного шлака следующего состава: 37,3%СаО, 41,7%SiO2, 8,45%Al2O3, 9,7%MgO и 2,85%S.
Содержание углерода в ванне перед раскислением составляет 0,06%. Выгорит углерода за весь период кипения при средней скорости окисления углерода 0,0057% С/мин при продолжительности кипения ванны 1,65ч (99мин)
За период доводки, который будет протекать без продувки ванны в течение 0,43 ч, т.е. за 25,8 мин при средней скорости окисления 0,0018%С за минуту, окислится углерода
Тогда к полному расплавлению в ванне должно быть углерода
Примем угар железа в дым за I период равным 0,6 кг на 100 кг металлической шихты. Угар железа в связи с образованием окислов железа будет определён ниже при составлении баланса I периода.
Переходит серы в шлак примерно 10% общего её содержания в шихте, т.е. 0,0028%, и, кроме того, при продувке ванны около 15% серы (0,0042%) окисляется и в виде SO2 переходит в газ. Всего из металла уходит серы
Поэтому к моменту полного расплавления в ванне будет содержаться серы 0,0278 – 0,007= 0,0208%.
Со сбегающим шлаком уходит из ванны 60% фосфора [1], т. е. 
кг, и получится P2O5
кг
Если принять, что в сбегающем шлаке содержится 3,5%P2O5, то можно определить количество сбегающего шлака
кг
Если к моменту полного расплавления коэффициент распределения фосфора равен 130 и в шлаке содержится 2%P2O5, то конечное содержание фосфора в металле будет составлять 
.
Кремний в основной ванне полностью окисляется в I периоде плавки.
Содержание марганца в ванне к моменту полного расплавления принимаем равным 0,1% [2]. Таким образом, к моменту полного расплавления в ванне будет 0,6707%С; 0,1%Mn; 0,0154%P и 0,0208%S.
Следовательно, окислится примесей, кг
| C............................. Mn........................... Si............................ S............................. P............................. Fe в дым....................... | 1,8956 – 0,6707 = 1,2249 0,5356 – 0,1 = 0,4356 0,418 0,0278 – 0,0154 = 0,0124 0,0456 – 0,0208 = 0,0248 0,6 |
| 2,7157 кг |
Расход необходимого кислорода для окисления примесей и количе-ство образующихся окислов определены в табл. 3.3.
Таблица 3.3 - Определение расхода кислорода и количества
образующихся окислов
| Окисление | Масса примесей, кг | Расход кислорода, кг | Масса окислов, кг |
| 1,2249 0,4356 0,418 0,0248 0,0042 0,6 | 
| 2,8581 СО 0,5623 MnO 0,8957 SiO2 0,0568 P2O5 0,0084 SO2 0,8571 Fe2O3 |
| 2,5309 |
При переходе 0,0028 кг серы в шлак высвобождается 0,0017 кг кислорода, поэтому потребуется кислорода 2,5671 – 0,0017 = 2,5654 кг.
Примем, согласно литературным данным [3], состав сбегающего шлака, %
| SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO | P2O5 | S | Cr2O3 | FeO | Fe2O3 | Сумма |
| 1,8 | 3,5 | 0,1 | 0,1 | 24,5 | 100% |
Со сбегающим шлаком уносится окислов, кг
| SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO |
| 0,3947 | 0,0323 | 0,2512 | 0,1794 | 0,3589 |
| S | Cr2O3 | FeO | Fe2O3 | Сумма |
| 0,0018 | 0,0018 | 0,4396 | 0,0718 | 1,7315 |
Потери известняка со сбегающим шлаком составят
0,3589: 0,53 = 0,6772 кг,
где 0,53 – содержание СаО в 1 кг известняка (см. табл. 2.1).
Общий расход известняка составит 0,6772 + х кг, где х – количество известняка, необходимого для наведения шлака после схода из ванны сбегающего шлака.
Состав загрязнённости скрапа: 57%SiO2;24,5%Al2O3 и 18,5%Н2О; следовательно, при расходе 52% скрапа вносится примесей: 0,2964 кг SiO2; 0,1274 кг Al2O3 и 0,0962кг Н2О.
Расход железной руды при условии комбинированного использования технического кислорода в плавке примем равным 5 кг на 100 кг металлической шихты.
Баланс компонентов шлака первого периода
Поступит SiO2, из материалов, кг
| металлической шихты........... железной руды................. загрязнений скрапа............. доломита...................... магнезита...................... магнезитохромита.............. миксерного шлака............. известняка.................... | 0,8957 (см табл. 3.3)
0,2964
(0,6772+ х) × 0,02=0,033+0,02 х
|
| 1,684 + 0,02 х |
Поступит Al2O3 из материалов, кг
| загрязнений скрапа............. железной руды................ доломита..................... магнезита..................... магнезитохромита............. миксерного шлака.............. известняка..................... | 0,1274
(0,6772+ х)×0,003 = =0,005+0,003 х
|
| 0,3214+0,003 х |
Поступит MnO, из материалов, кг
| металлической шихты........... железной руды................. | 0,5623
|
| 0,5773 |
Поступит MgO из материалов, кг
| железной руды................ доломита..................... магнезита..................... магнезитохромита............. миксерного шлака............. известняка.................... | 
(0,6772+ х)×0,02 = =0,033+0,02 х
|
| 1,0484+0,02 х |
Поступит СаО из материалов, кг
| железной руды................ доломита..................... магнезита..................... магнезитохромита............. миксерного шлака............. известняка.................... | 
(0,6772+ х)×0,53 = =0,8756+0,53 х
|
| 1,815+0,53 х |
Поступит P2O5 из материалов, кг:
| металлической шихты........ железной руды.............. известняка.................. | 0,0568
(0,6772+ х)×0,0007=0,0011+0,0007 х
|
| 0,0629+0,0007 х |
Поступит S из материалов, кг
| металлической шихты.......... железной руды................ миксерного шлака............. известняка.................... | 0,0028
(0,6772+ х)×0,001 = =0,0017+0,001 х
|
| 0,0169+0,001 х |
Поступит Cr2O3, кг из магнезитохромита 
кг. Примем содержание в шлаке 9%FeO; 3%Fe2O3 или FeO – 0,09 LШ и Fe2O3 – 0,03 LШ, где LШ – количество шлака.
Определим формулу количества шлака по расплавлении с учётом сбегающего шлака
| SiO2....................... Al2O3....................... MnO....................... MgO....................... CaO........................ P2O5....................... S.......................... Cr2O3....................... FeO........................ Fe2O3....................... | 1,684+0,02 х -0,3947=1,2893+0,02 х 0,3214+0,0032 х -0,0323=0,2891+0,003 х 0,5773-0,2512=0,3261 1,0484+0,02 х -0,1794=0,869+0,02 х 1,815+0,53 х -0,3589=1,4561+0,53 х 0,0629+0,0007 х -0,0628=0,0001+0,0007 х 0,0169+0,001 х -0,0018=0,0151+0,001 х 0,0222-0,0018=0,0204 0,09 LШ 0,03 LШ |
| LШ = 4,2652+0,5747 х + 0,12 LШ |
LШ = (4,2652+0,5747 х) / 0,88 (1 уравнение)
Второе уравнение составим по основности шлака
, откуда х = 2,2908 кг,
LШ = 6,3429
Таблица 3.4 - Состав шлака по расплавлении
| Составляющие | Изменения | Масса, кг | Содержание, % |
| SiO2 Al2O3 MnO MgO CaO P2O5 S Cr2O3 FeO Fe2O3 | 
0,0204
| 1,3351 0,296 0,3261 0,9148 2,6702 0,0017 0,0174 0,0204 0,5709 0,1903 | 21,0487 4,6666 5,1412 14,4224 42,0975 0,0268 0,2743 0,3216 |
| LШ = 6,3429 | 99,99 |
Общий расход известняка 0,6772 + 2,2908 = 2,968
Состав шлака определён в табл. 3.4.
Поиск по сайту: