Значение коэфициента к науглероживания в холостой колоше

Расход кокса, % (от металлозавалки)	Коэффициент А" при удельном расходе воздуха, м^3/(м^2 • мин)
	100... 120	140... 160	180... 200
9	1,3	1,1	0,9
10	1,4	1,2	1,0
12	1,5	1,3	1,1
15	1,7	1,5	1,3
20	1,9	1,7	1,5

С_Ж.ч — 0> Счуг + и С_{ст л},

где a, b — соответственно доля чугуна и стали в шихте; С_чуг — среднее содержание углерода в чугунной части шихты; С_стл — содержание углерода в каплях металла, образовавшихся из сталь­ного лома.

В связи с тем, что капли, образующиеся из чугунной части шихты, науглероживаются незначительно, Л.М.Мариенбах пре­небрегает в расчете этой составляющей процесса науглерожива­ния:

Сст.л — С_ст .л(исх) + /₅

где С_{ст л(исх)} — содержание углерода в стальном ломе; К— коэффи­циент науглероживания стали в области холостой колоши (выше фурм); / — коэффициент науглероживания стали в горне вагранки.

Величина С_{стл(исх)} принимается по фактическим данным. Ве­личину коэффициента J5Tвыбирают по данным табл. 10.3. Значения коэффициента / определяются по формуле:

/ = ah,

где а — коэффициент, равный 1 при наличии у вагранки копиль- ника, и равный 1,5 при горне-копильнике; h — высота горна, м. Изменение содержания фосфора при плавке в кислой вагранке.

Фосфор попадает в ваграночный чугун из металлической шихты, в компонентах которой он содержится в виде Fe₂P. При плавке в кислой вагранке фосфор вначале легко окисляется с образовани­ем (Fe0)₃P₂0₅ по реакции (8.13). Однако в зонах вагранки, где температура превышает 1320 °С, он полностью восстанавливается и возвращается в металл. Таким образом, при плавке в кислой вагран­ке угар фосфора равен нулю.

Изменение содержания серы при плавке в кислой вагранке. По­мимо серы, содержащейся в шихте, в жидкий чугун переходит около половины серы, входящей в состав кокса. Растворение серы начи­нается уже в зоне нагрева шихты в результате контакта поверхнос­ти кусков с S0₂, образовавшимся при сгорании серы кокса:

S0₂ + 3Fe = FeS + 2FeO + Q.

Этот процесс имеет практическое значение только при плавке на мелкой шихте, так как за время схода колош он проникает в поверхностные слои шихты на глубину до 0,25 мм. При плавке на обычной кусковой шихте растворение серы протекает наиболее интенсивно при стекании капель чугуна по кускам кокса. В начале плавки наблюдается повышенное содержание серы в металле. За­тем, по мере смывания каплями металла углерода и серы с поверх­ности кокса, последняя пассивируется зольными пятнами, в ре­зультате чего содержание серы в металле снижается, а затем ста­билизируется.

В соответствии с законом распределения часть серы, растворен­ной в жидком чугуне, может диффундировать в шлак и состояние равновесия будет определяться константой ее распределения:

^S ⁼ ($равн)/[$равн]-

В ваграночном процессе состояние равновесия не достигается, поэтому о десульфурирующей способности шлака судят по вели­чине коэффициента распределения серы:

4j=(S)/[S] = aЈ_s-

Значение коэффициента а тем ближе к единице, чем меньше вязкость шлака и металла, лучше условия их контакта и переме­шивания.

Общая масса серы в системе до и после распределения ее меж­ду шлаком и металлом не изменится, поэтому

где т_ы — масса металла; ZS — суммарная концентрация серы в металле до взаимодействия со шлаком (сера шихты плюс сера, перешедшая из кокса); [S] — концентрация серы в металле после его взаимодействия со шлаком; т^ — масса шлака; (S) — кон­центрация серы в шлаке.

Обозначим отношение массы шлака к массе металла перемен­ной q, тогда т^ = qm_u.

Подставив в балансовое уравнение значение (S) = t}_s[S] и т^ = = qm_u, после преобразований получим: