Образец КР

																																															21
	Определяем прирост массы металла после присадки ферромарганца:
	MFeMn = MFeMn *										[C]FeMn(100-YC)													+	[Si]FeMn(100-YSi)											+		[Mn]FeMn(100-YMn)										+
														10000													10000													10000
		+		[P]FeMn			+	[S]FeMn						+	[Fe]FeMn									=		0,674 *				0,5 * ( 100 -									15			)			+
					100				100							100																		10000
+	2,0 * ( 100				- 25 )						+			85,0 * ( 100										-		20	)		+		0,3						+	0,03			+	12,17					=
	10000																	10000													100							100						100
																						=		0,555			кг
	Определяем массу ферромарганца, которая перешла в шлак и газовую фазу:
			M'FeMn = MFeMn -											MFeMn =								0,674 -					0,555				=			0,118 кг
	Определяем содержание кремния в металле после присадки ферромарганца:
[Si] = [Si] +		MFeMn *[Si]FeMn*(100-YSi)																		= 0 +						0,674 *					2,0			* ( 100					-	25				)		=	0,011 %
				100*(Mме+ MFeMn)																						100 * ( 90,02 +												0,555		)
	Определяем расход ферросилиция марки FeSi45 :
		([Si]ср - [Si]')*M'											*100					(				0,27				-	0,011 ) *							90,58 *					100
	MFeSi =											ме					=																										=		0,695 кг
				[Si]FeSi*(100 -YSi)																						45 * ( 100					-			25				)
	Определяем прирост массы металла после присадки ферросилиция:
	MFeSi=MFeSi*						[C]FeSi(100-YC)														+		[Si]FeSi(100-YSi)									+		[Mn]FeSi(100-YMn)												+
									10000															10000														10000
		+		[P]FeSi			+	[S]FeSi						+	[Fe]FeSi								=	0,695			*				0 * ( 100 -								15			)			+
					100				100							100																		10000
	+				45 * ( 100				-				25 )				+					0,6 * ( 100 - 20 )													+			0,05			+	0,03					+
					10000																					10000												100						100

+54,32 = 0,616 кг

100

Определяем массу ферросилиция, которая перешла в шлак и газовую фазу:

M''FeSi = MFeSi - MFeSi = 0,695 - 0,616 = 0,079 кг Определяем массу металла после присадки ферромарганца и ферросиция:

M''ме = Mме + MFeMn+		MFeSi =			90,020	+ 0,555 +		0,616		= 91,191 кг
Определяем расход алюминиевой катанки:
MAl =	[Al]*M''ме*100		=		0,02 *	91,191	* 100		=	0,0368 кг
	[Al]Al*(100 -YAl)				99 * ( 100 -		50	)

= 0,019 кг

22

	Определяем прирост металла после присадки алюминиевой катанки:
	MAl = MAl *	[Al]Al*(100-YAl)	+	[Пр]Al	= 0,0368 *	99 * ( 100 - 50 )	+
		10000		100		10000

+ 1 100

Определяем массу алюминиевой катанки, которая перешла в шлак:

M'Al = MAl - MAl = 0,0368 - 0,019 = 0,0182 кг Определяем массу металла после присадок ферромарганца, ферросилиния и

алюминиевой катанки:

M

к

= M''

+

M

Al

=

91,191 +

0,0182

= 91,209

кг

ме

ме

Определяем массу раскислителей, которые перешли в шлак и газовую фазу:

M' = ΔΜ'FeMn+

M'FeSi +

M'Al = 0,118

+ 0,079 + 0,0182 = 0,2157 кг

Проверка химического состава стали после раскисления

MFeMn*

[C]FeMn*(100-YC)

MFeSi*

[C]FeSi*(100-YC)

10000

10000

[C]г.с.=[C] +

+

=

0,12

+

0,01 * Mмек

0,01 * Mмек

0,674 *

0,5 * ( 100 -

15

)

0,695 *

0 * ( 100 -

15

)

10000

10000

+

+

= 0,123 %

0,01 *

91,209

0,01 * 91,209

MFeMn*

[Si]FeMn*(100-YSi)

MFeSi*

[Si]FeSi*(100-YSi)

10000

10000

[Si]г.с.=[Si] +

+

=

0,00

+

0,01 * Mмек

0,01 * Mмек

0,674 *

2 * ( 100 -

25

)

0,695 *

45 * ( 100

-

25

)

10000

10000

+

+

=

0,268 %

0,01 * 91,209

0,01 *

91,209

MFeMn*

[Mn]FeMn*(100-YMn)

MFeSi*

[Mn]FeSi*(100-YMn)

10000

10000

[Mn]г.с=[Mn]+

+

=

0,14 +

0,01 * Mмек

0,01 * Mмек

0,674 *

85 * ( 100 -

20

)

0,695 *

0,6 * ( 100

-

20

)

10000

10000

+

+

=

0,647 %

0,01 * 91,209

0,01 * 91,209

23

MFeMn*

[P]FeMn

MFeSi*

[P]FeSi

0,674 *

0,3

100

100

100

[P]г.с=[P] +

+

=

0,013 +

+

0,01 * Mмек

0,01 * Mмек

0,01 * 91,209

0,695 *

0,05

100

+

=

0,015 %

0,01 * 91,209

MFeMn*

[S]FeMn

MFeSi*

[S]FeSi

0,674 *

0,03

100

100

100

[S]г.с=[S] +

+

=

0,019 +

+

0,01 * Mмек

0,01 * Mмек

0,01 * 91,209

0,695 *

0,03

100

+

=

0,019 %

0,01 *

91,209

Химический состав полученной стали приведен в таблице 3.4

Таблица 3.4 – Химический состав полученной стали, %

С г.с.

Si г.с.

Mn г.с.

P г.с.

S г.с.

0,12

0,27

0,65

0,015

0,019

Материальный баланс мартеновской плавки на 100 кг металлошихты приведен в таблице 3.5.

				24
Таблица 3.5 – Материальный баланс мартеновской плавки на 100 кг
металлошихты, кг
Приход		кг	Расход	кг
Чугун жидкий		60,000	Металл	91,2095
Лом		40,000	Шлак первичный скачаный	3,1902
Известняк в завалку		4,000	Шлак доводки скачаный	3,8751
Известь в завалку и доводку		4,097	Шлак конечный	9,1180
Доломит сырой		1,000	Газы	8,5773
Доломит обожженный		0,800	Железо в дым	0,4200
Боксит		0,259	Железо в корольках	0,9781
Материал пода		0,100
Материал свода		0,050
Конечный шлак		0,500
Кислород		5,162
Ферромарганец		0,674
Ферросилиций		0,695
Алюминий		0,037	Итого:	117,3681
Итого:		117,373	Невязка : 0,0041

Материальный баланс мартеновской плавки на 1 т стали приведен в табл. 3.6.

Таблица 3.7 – Материальный баланс мартеновской плавки 1 т стали, кг

Приход	кг	Расход	кг
Чугун жидкий	652,743	Металл	992,273
Лом	435,162	Шлак первичный скачаный	34,706
Известняк в завалку	43,516	Шлак доводки скачаный	42,158
Известь в завалку и доводку	44,572	Шлак конечный	99,195
Доломит сырой	10,879	Газы	93,313
Доломит обожженный	8,703	Железо в дым	4,569
Боксит	2,817	Железо в корольках	10,641
Материал пода	1,088
Материал свода	0,544
Конечный шлак	5,440
Кислород	56,153
Ферромарганец	7,331
Ферросилиций	7,557
Алюминий	0,401	Итого:	1276,854
Итого:	1276,906	Невязка : 0,0041

25

Материальный баланс мартеновской плавки на всю плавку приведен в таблице 3.8.

Таблица 3.8 – Материальный баланс мартеновской плавки на всю плавку, т

Приход	т	Расход	т
Чугун жидкий	84,8566	Металл	128,9954
Лом	56,5711	Шлак первичный скачаный	4,5118
Известняк в завалку	5,6571	Шлак доводки скачаный	5,4805
Известь в завалку и доводку	5,7944	Шлак конечный	12,8953
Доломит сырой	1,4143	Газы	12,1307
Доломит обожженный	1,1314	Железо в дым	0,5940
Боксит	0,3662	Железо в корольках	1,3833
Материал пода	0,1414
Материал свода	0,0707
Конечный шлак	0,7071
Кислород	7,2999
Ферромарганец	0,9530
Ферросилиций	0,9824
Алюминий	0,0521	Итого:	165,9910
Итого:	165,9978	Невязка : 0,0041

26

4 РАСЧЕТ СВОДОВОЙ КИСЛОРОДНОЙ ФУРМЫ (СКФ)

Эфективность использования кислорода для продувки мартеновской ванны определяют:

конструкция сводовой кислородной фурмы; положение сводовой кислородной фурмы относительно уровня мартеновской ванны;

параметры дутья и режим продувки металла кислородом.

4.1 Конструкция сводовой кислородной фурмы

Сводовая кислородная фурма представляет собой конструкцию из трех концентрически расположенных цельнотянутых стальных труб диаметром 114; 89 и 45 мм. В верхней части труб расположены патрубки для соединения труб с трактами кислорода и охлаждающей воды. В нижней части СКФ имеется наконечник из чистой меди. Специальные компенсаторы обеспечивают независимое перемещение стальных труб СКФ относительно друг друга в связи с различным их нагревом и удлинением.

К параметрам определяющих конструкцию наконечника СКФ относятся:

-организация охлаждения наконечника;

-число сопел;

-диаметр сопел;

-угол наклона сопел относительно оси СКФ.

Охлаждается СКФ технической водой. Расход воды 30-45 м3/час, Р = 5-8 атм, V = 3,4-5,2 м/с, допустимый нагрев воды не более 10 оС. Соединяют медную головку и стальные трубы СКФ обычно на резьбе с последующей сваркой.

Головки СКФ имеют от 3-8 сопел (чаще 6) в форме цилиндрических каналов диаметром 10-18 мм. Распологают сопла симетрично относительной оси СКФ под углом к оси 20-30о.

Расход кислорода через одну СКФ может составлять 1000-3000 м3/час,

рекомендуемая частота кислорода более 95%.

4.2 Определение расхода кислорода через одну СКФ

В соответствии с заданием, удельная интенсивность продувки ванны кислородом составляет 8 м3/(т*час).

27

Длительность плавки составляет 5,0 часов. При длительности продувки мартеновской плавки 50% от длительности плавки. Общий расход технического кислорода составит:

VO2 = I * T * Yпр =	8	*	130	*	2,50 =	2600 м3/пл
Суммарный часовой расход кислорода:
VO2 = I * T =	8	*	130	=	1040 м3/час
Устанавливаем 2 СКФ с расходом кислорода: 520						м3/час

4.3 Определение параметров наконечника СКФ

Исходные данные:

- max расход кислорода = 520 м3/час

-число цилиндрических сопел n = 3 шт;

-темпраратура кислорода перед соплами СКФ Т = 300 К;

- давление кислорода перед соплами СКФ РО2 = 0,6 МПа;

- чистота технического кислорода= 95 %.

РАСЧЕТ

Расход кислорода через одно сопло наконечника СКФ:

V

max

520

VсоплО2

=

O2

=

=

2,889

м3/мин

n * 60

3 * 60

Плотность технического кислорода при нормальных условиях:

р О2

=

32 * О2т.к

+ 28 * N 2т.к

=

32 * 95 + 28 * 5

= 1,420

т/м3

22,4 * 100

2240

Массовый расход кислорода через одно сопло наконечника СКФ:

MсоплО2

=

VсоплО2 * р

О2

=

2,889 * 1,420

= 0,068 кг/с

60

60

Скорость кислорода в сопле наконечника СКФ:

Wкр =

17,4

Т =

17,4

300

= 301,377 м/с

Плотность кислорода в сопле наконечника СКФ:

ркр

=

РкрО2

=

0,528 * РО2

=

0,528 * 600000

= 4,870

кг/м3

R * Tкр

260 *

0,834

* Т

260 *

0,834

* 300

28

Площадь сечения цилиндрического сопла наконечника СКФ:

fсопл =

MсоплО2

=

0,068

=

0,0000466 м2

ркр

* Wкр

4,870 * 301,377

Диаметр сопел наконечника СКФ;

dсопл =

4 * fсопл

=

4 * 0,0000466

= 0,0077 м

π

3,14

Принимаем к эксплуатации 3 сопловую СКФ с целендрическими соплами диаметром 8 мм

Общий вид сводовой кислородной фурмы приведен на рмс. 4.1.

Рис. 4.1 – Общий вид сводовой кислородной фурмы.

32

6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЛАВКИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ

Годовая производительность мартеновской печи (т/год) зависит от часовой производительности печи (Рчас, т/час) и суммы холодных и горячих простоев (Ас, %) и

определяется следующим выражением:

Ргод = 8760 * (1 – 0,01 * Ас) * Рчас ,
где: 8760 - число часов в году.
В соответствии с таблицей 8.2 [4] длительность плавки				130 тонной мартеновской
печи при удельной интенсивности продувки	8	м3/(т*час), должна составить			5 часа
Тогда
Рчас = Мпл / τпл = 130	/ 5,0 =		26,0 т/час
При суммарных простоях (на холодных и горячих ремонтах) мартеновской печи
7 % от календарного времени, еѐ годовая производительность составит:
Ргод = 8760 * (1 – 0,01 * Ас) * Рчас = 8760		( 1	- 0,01	* 7 ) * 26,0	=
= 211816,8	т/год

Принемая продолжительность продувки мартеновской ванны кислородом равной 0,5* τпл, то есть 0,5 * 5 = 2,50 часа, принемаем следующую продолжительность холодных и горячих периодов мартеновской плавки, мин:

Заправка печи –	20	мин
Завалка шихты –	60	мин
Прогрев шихты –	50	мин
Заливка чугуна –	20	мин
Плавление –	80	мин
Полировка –	30	мин
Чистое кипение –	25	мин
Выпуск плавки –	15	мин
Итого:	300 мин