5. Приклад розрахунку
Провести розрахунок шихти мартенівської плавки сталі 20кп складом
ДСТУ |
Марка |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
сталі |
||||||
1050-94 |
20КП |
0,17-0,24 |
0,07 |
0,25-0,5 |
≤0,035 |
≤0,04 |
Хімічний склад чавуну та лому згідно завдання вносимо до табл. 5.1.
Таблиця 5.1
Металева частина шихти, %
|
Матеріали |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
1 |
Чавун |
4,1 |
0,75 |
0,56 |
0,2 |
0,025 |
2 |
Скрап |
0,205 |
0,035 |
0,375 |
0,05 |
0,05 |
Розрахунок шихти ведемо на 100 кг металошихти:
1. Чавун рідкий
|
59 |
% або |
59 |
кг |
|
2. Скрап |
41 |
% або |
41 |
кг |
|
кг;
кг.
Визначаємо середній склад металевої шихти, %.
Масу хімічного елементу в металошихті визначаємо за формулою, кг
М[Е] = Мч [%Е]ч 10-2 + Мс [%Е]с 10-2,
де [%Е]ч, [%Е]с – вміст відповідного хімічного елементу в чавуні і стальному скрапі, %.
Таблиця 5.2
Матеріали |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Fe |
Чавун |
4,1·59/100= =2,419 |
0,75·59/100= =0,4425 |
0,3304 |
0,118 |
0,01475 |
59-2,41-0,4425-0,3304-0,118-0,0147=55,6754 |
Скрап |
0,205·41/100= =0,08405 |
0,01435 |
0,15375 |
0,0205 |
0,0205 |
41-0,08405-0,01435-0,1537-0,0205-0,0205=40,7069 |
Середній склад |
2,50305 |
0,45685 |
0,48415 |
0,1385 |
0,03525 |
96,3822 |
Приймаємо склад металевої ванни, %
Таблиця 5.3
Матеріали |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Металева ванна |
0,16 |
0 |
0,065 |
0,021 |
0,016 |
Визначаємо кількість елементів,
що вигоряють із 100 кг металевої шихти
за весь період плавки (
),%
Таблиця 5.4
Матеріали |
C |
Si |
Mn |
P |
Разом |
Склад шихти |
2,50305 |
0,45685 |
0,48415 |
0,1385 |
3,58255 |
Склад ванни перед розкисленням |
0,16 |
0 |
0,065 |
0,021 |
0,246 |
Кількість елементів, що вигоряють |
2,34305 |
0,45685 |
0,41915 |
0,1175 |
3,3366 |
Визначаємо витрати кисню (
)для
окислення елементів шихти. При окисленні:
C → CO |
|
Si → SiO2 |
|
Mn → MnO |
|
P → P2O5 |
|
Разом |
|
2,34305·16/12=3,124
0,45685·32/28
=0,522
0,41915·16/55
=0,122
0,1175·80/62
=0,152
3,920
кг О2Визначення витрат залізної руди на окислення елементів із 100 кг металевої шихти
Кількість кисню, що виділяє 1 кг залізної
руди при умовах відновлення оксидів
заліза (
)
Fe2O3 → Fe (75%) |
|
Fe2O3 → FeO(25%) |
|
Разом |
|
82,5/100*0,75*48/160=0,1856
82,5/100*0,25*16/160=0,0206
0,2063
кг О2У зв'язку з тим, що дуття, яке подається у піч для спалювання палива, збагачується до 28 % технічним киснем, окислювальну здібність полум'я приймаємо до 45 %, тоді залізна руда повинна забезпечити 55 % потреби кисню для окислення елементів шихти.
Визначаємо потребу залізної руди:
(3,920·0,55)/0,2063=10,453
кг руди
Визначаємо кількість оксидів, що вносяться у шлак:
Із металевої шихти:
SiO2 від окислення |
Si=0,45685·60/28=0,979кг |
MnO від окислення |
Mn=0,41915·71/55=0,541кг |
P2O5 від окислення |
P=0,1175·142/62=0,269кг |
Крім оксидів із металевої шихти у шлак війдуть:
елементи руйнування
подини 1,5-2,5 %
доломіту,
приймаємо
2
%;
елементи руйнування склепіння 0,07 % магнезито-хроміту, приймаємо 0,07%;
пісок від забруднення скрапу – 1 % від ваги скрапу.
В шлак вносяться матеріалами, %
Таблиця 5.5
Матеріали |
Металева шихта |
Залізна руда |
Доломіт |
Магнезито-хроміт склепіння |
Пісок скрапу |
Разом
|
Витрата |
100 |
10,453 |
2 |
0,07 |
=0,41 |
- |
SiO2 |
0,979 |
10,453·5/100= =0,523 |
2·2,8/100= =0,056 |
0,07·5/100= =0,0035 |
0,41 |
1,979+ +0,523+ +0,056+ +0,0035+ +0,41= =1,971 |
P2O5 |
0,269 |
0,00523 |
- |
- |
- |
0,274 |
Al2O3 |
- |
1,1811 |
0,059 |
0,0007 |
- |
1,241 |
Fe2O3 |
- |
- |
0,06 |
0,0087 |
- |
0,069 |
CaO |
- |
0,0627 |
1,052 |
0,0037 |
- |
1,118 |
MgO |
- |
0,0157 |
0,708 |
0,0448 |
- |
0,768 |
FeO |
- |
1,940 |
- |
- |
- |
1,940 |
MnO |
0,541 |
- |
- |
- |
- |
0,541 |
Cr2O3 |
- |
- |
- |
0,0084 |
- |
0,0084 |
Разом |
1,789 |
3,728 |
1,935 |
0,0698 |
0,41 |
7,932 |
=Примітка: Кількість внесених оксидів визначається:
FeO визначається із розрахунку, що 25 % Fe2O3 руди відновлюється до FeO
Fe2O3 =10,453·82,5/100=8,623 кг
Fe2O3=>FeO=8,623·0,25=2,156 кг
FeO=2,156·144/160=1,940 кг