- •1. Исходные данные для расчета
- •1.1. Состав готовой стали
- •1.2. Состав металла по окончанию продувки
- •1.2.1. Содержание углерода
- •1.2.2. Содержание марганца
- •1.2.3. Содержание кремния
- •1.2.4. Содержание серы
- •1.2.5. Содержание фосфора
- •1.2.6. Состав металлической шихты, металла после продувки и готовой стали (табл. 2).
- •1.9. Итого на 100 кг металлошихты принимаем, кг
- •2. Материальный баланс
- •2.1. Расчет среднего состава металлошихты (табл. 4).
- •2.2. Расчет количества примесей, удаленных из ванны
- •2.3. Расчет количества кислорода на окисление примесей металлошихты и количества образующихся при этом окислов, кг
- •2.4. Расчет количества CaO и SiO2 из материалов
- •2.5. Расчет количества извести
- •2.6. Расчет количества и состава шлака
- •2.7. Расчет выхода жидкого металла:
- •2.8. Расчет количества дутья
- •2.9. Расчет количества и состава отходящих газов
- •2.10. Материальный баланс (табл. 7)
- •3. Раскисление металла
- •4. Тепловой баланс
- •4.1. Физическое тепло чугуна (q1)
- •4.2 Химическое тепло реакций окисления, (q2). Удельные тепловые эффекты реакций:
- •4.3. Тепло реакций шлакообразования , (q3). Удельные тепловые эффекты реакций:
- •4.4. Теплосодержание миксерного шлака, (q4), мДж
- •4.5. Теплосодержание жидкого металла, q5
- •4.6. Теплосодержание шлака, q6
- •4.7. Теплота отходящих газов, q7
- •5. Расчет расходных коэффициентов на 1т годной стали
- •Список используемой литературы
2.7. Расчет выхода жидкого металла:
В конце продувки начальная масса металлической шихты (100 кг) уменьшается на следующие величины: загрязнение лома, удаленные из металлошихты примеси, а так же окислившиеся до (FeO) и (Fe2О3) железо; переход железа в «бурый дым», корольки металла в шлак выносы и выбросы металла из конвертора.
В расчете в конечном шлаке содержится 13% FeO и 4% Fe2О3. В том числе 0,07 кг FeO и 0,345 Fe2О3 перешло в шлак из агломерата , загрязнения лома, футеровки (табл. 5). Таким образом от окисления железа получено :
1,562 -0,07= 1,492 кг FeO;
0,481 - 0,345 = 0,136 кг Fe2О3.
Переход железа из металла в шлак составит:
1,492·56:72 + 0,136·112:160 = 1,255 кг.
Потери железа с отходящими газами (т.н. «бурый дым») составляет 0,5... 1,0% В расчете принимаем, 0,7 %.
Выносы металла неизбежны до начала образования шлака. Потери металла с ними не превышают 1,0 % . В расчете принимаем 0,5%.
Выбросы металла не являются неизбежными и колеблются от 0 до 3,0 % и более. В расчете принимаем 0,6 %.
Количество корольков металла в шлаке можно рассчитать, используя. следующую зависимость:
Содержание С после продувки, % |
0,06-0,11 |
0,12-0 ,17 |
0,18-0,23 |
Количество корольков, % |
2,2 |
5,3 |
7,7 |
В расчете при С = 0,10 % количество корольков 2,2 % от массы шлака:
12,444 ·0,022 = 0,274 кг ,
тогда выход жидкого металла составит:
100-0,244-4,740-1,255-0,700-0,500-0,600-0,219= 91,712 кг
2.8. Расчет количества дутья
Согласно расчету на окисление примесей металлической шихты приходится 6,606 кг кислорода (п. 2.3). Для окисления железа до (FeO) и (Fe2О3) потребуется кислорода (п. 2.7):
1,492+0,136-1,255=0,372 кг .
Для окисления железа до Fe2О3, переходящего в «бурый дым» потребуется кислорода (п. 2.7)
0,700 48:112 = 0,300 кг.
В материальном балансе учитывается масса окисла в «буром дыме», т.е. 0,700+0,300=1,000 кг. Всего потребляется кислорода :
6,479 + 0,372+ 0,300 = 7,151 кг.
В расчете принимаем чистоту кислорода 99,5% и степень усвоения его металлом 98%. Тогда расход технического кислорода составит:
7,151:0,995:0,98 = 7,333 кг или
7,333·22,4:32 = 5,133 м3на 100 кг металлошихты.
Количество неусвоенного кислорода
7,333· 0,02· 0,995 = 0,146 кг или 0,102 м3
Количество азота из технического кислорода составит:
7,333·0,005 = 0,037 кг или 0,026 м3
При комбинированной продувке (процесс типа LBE) расходуется 0,002...0,100 м3/т мин инертного газ, что составляет 0,5... 1,7 м3/т.
В расчете принимаем продувку аргоном в количестве 1 м3/т. Тогда на 100 кг металлошихты расходуется 0,1 м3 аргона или 0,1:22,4·40 = 0,179 кг.
2.9. Расчет количества и состава отходящих газов
Согласно расчету в газовую фазу поступает СО2 от окисления углерода шихты 1,988 кг( п. 2.3), из растворившихся и твердых кусочков извести соответственно 0,226 и 0,016 кг (п. 2.5).
Итого: 1,986+0,248+0,016=2,25 кг газа СО2.
В газовую фазу переходит Н2О из растворившихся и твердых кусочков извести соответственно 0,035 и 0,002 кг (п. 2.5).
Итого: 0,035 + 0,002 = 0,037 кг газа Н2О.
Таблица 6. Состав отходящих газов
Состав |
Масса, кг |
Объём,м3 |
% |
CO2 |
2,250 |
1,146 |
23,119 |
CO |
7,163 |
5,731 |
73,591 |
H2O |
0,038 |
0,047 |
0,387 |
O2 |
0,146 |
0,102 |
1,499 |
N2 |
0,037 |
0,026 |
0,377 |
Ar |
0,1 |
0,100 |
1,027 |
Итого: |
9,734 |
7,151 |
100,000 |