Практична робота №4

Тема: Конвертерна плавка, бракує вуглецю на повальці.

Умови

Сталь 20сп, у пробі на повальці вуглецю 0,60 %,

температура металу 1600^оС,

конвертор садкою 300т.

Аналіз:

1. При невеликій недостачі вуглецю можливо здійснити навуглецювання металу

завантаженням у конвертер чавунної стружки згідно розрахунку .

2. При холодній плавці бажано перейти на виплавку низьковуглецевої сталі.

3. Можливо вдувати вуглецевий пил разом з киснем, якщо є такий пристрій.

Технологічне рішення: добавити на повальці конвертора чавунної стружки у межах 5 % від садки.

Рахуємо: вміст вуглецю у металі після внесення чавунної стружки вагою 6,5т.

Готова сталь повинна мати вміст вуглецю 0,17 - 0,24 %, посередньо 0,20 %.,

Зайвий вуглець складає 0,67 - 0,20 = 0,47 %,

або вагою 0,47 * 306,5 : 100 = 1,44т.

Рахуємо: на скільки підвищиться температура металу при окисленні зайвого вуглецю.

При окисленні С СО цей вуглець дає тепла:

1440кг * 10470 кДж/кг = 15076800 кДж

Температура металу підвищиться згідно розрахунку:

= 15076800 : (306500 * 0,84) = 58,56^оС

де: G – тепло окислення кДж;

M – маса металу, т.;

g – теплоємність рідкого металу, кДж/кг*^оС;

Охолоджуючий ефект чавунної стружки вагою 118 кг складає близько 1,8^оС,

тоді нагрівання металу буде складати

58,56 - 1,8 = 40,56^оС ,

Метал нагріється на температуру випуску

1600 + 9 = 1609^оС,

що задовольняє ситуацію (див. ТІ).

Одержуємо доповненого металу:

6,5 т.* 0,90 = 5,85 т.,

де 0,90 – прийнятий вихід придатного металу із чавуну.

Плавка затримається на 0,1 години, що потребує додаткових витрат кисню при фурменому дутті

0,1 * 3,5 тис. м³/год. = 0,35 тис.м³

Висновки: потрібно більш ретельно розраховувати плавку для чіткої роботи стале-плавильного агрегату і дотримуватися оптимальної технології плавки.

2. Розробити заходи з охорони праці при виконанні цієї операції (самостійно)

2-е технологічне рішення: вдувати вугільний пил разом з кисневим дуттям (можемо прийняти при наявності пристрою):

Приклад: бракує температури на випуску плавки:

1630 - 1600 = 30^оС

Рахуємо, скільки потрібно внести вугільного пилу для підвищення температури металу на ємність конвертера:

При цьому температура металу знизиться від вдування холодного вугільного пилу:

що задовольняє ситуацію.

Примітки: якщо такого пристрою немає, то можливо завантажити кускове вугілля, електродний бій, але при цьому є загроза викидів від вугільного пилу, який разом з кусковим вугіллям може попасти на завантаження у совок.

Як вихід зі скрутного становища, можливо завантажити феросиліцій, або феромарганець, як паливо для підігрівання металу, але це економічно негативний прийом і є порушенням технології (вживається, але підлягає покаранню).

Інколи передувають плавку з окисленням заліза, гріють метал залізом, але такий перепал металу різко знизує його якість, веде до великого угару, підвищених витрат розкислювачів на відновлення заліза з окисленого стану.

Ці недоліки свідчать про низьку кваліфікацію сталевара, тому на ПАТ “АМК ” фахівець з вищою освітою спочатку працює на конверторі 2-м підручним, потім 1-м, і тільки оволодівши досвідом ставиться на посаду майстра плавки, бо помилки при недосвідченому керівнику надто дорого обходяться при браку металу з плавки у 130тв конверторі.

Розробити заходи з охорони праці при вибраному технологічному рішенні (самостійно)

Ситуація: відхилення від нормального ходу плавки.

Умови: садка конвертера 250 т.

марка сталі 20сп (вміст вуглецю в сталі 0,17 – 0,24%).

вміст вуглецю у пробі на повальці конвертора 0,30%

температура металу у конвертері 1630^оС

повинна бути температура на випуску плавки 1610 – 1630^оС

Аналіз ситуації

У металі надлишок вуглецю, при цьому метал має температуру достатню для випуску плавки, окислення зайвого вуглецю призведе до перегрівання і переокислення металу, а також підвищеної втрати заліза.

Потрібно охолодити метал, щоб продовжити продувку металу киснем для окислення зайвого вуглецю.

Як охолоджувачі звичайно використовуються залізна руда, прокатна обрізь, металевий брухт. Але при перегріванні металу такий сильний окислювач як залізну руду використовувати небажано внаслідок небезпеки викидів металу з горловини конвертера, легковаговий металевий брухт також має окисну плівку і трохи вологи, тому більше придатна для цього прокатна обрізь.

Технологічне рішення

1. Вибираємо для охолодження плавки прокатну обрізь.

2. Виконуємо розрахунок кількості прокатної обрізі на садку конвертора.

3. Приймаємо заходи з охорони праці при виконанні операцій по виправленню

плавки.

4. Погоджуємо з начальником зміни заходи, що нами передбачені

5. Завантажуємо прокатну обрізь у конвертер на повальці згідно розрахунку

6. Доповідаємо і пояснюємо причини виникнення ситуації при обговоренні у керівництва цеху

Розрахунок

Рахуємо, на скільки нагріється метал при окисленні надлишку вуглецю.

Надлишок вуглецю становить:

0,40 - 0,22 = 0,18 %, вагою 0,18 * 250000 : 100 = 450 кг,

що дасть тепла згідно тепловому ефекту окислення вуглецю до СО

10470 * 450 = 4711500 кДж,

Визначимо підвищення температури металу на садку конвертора згідно цьому тепловому ефекту і теплоємності рідкого чавуну 0,84 кДж/кг*^оС;

4711500 : (250000 * 0,84) = 22,4^оС

Потрібно охолодити метал тільки на 10^оС з підігріванням металу на 12,4 ^оС,

Тоді метал на випуску плавки буде мати температуру

1630 + (22,4 - 10) = 1642,4 ^оС,

що задовольняє вимоги технологічної інструкції з виплавки сталі.

Рахуємо масу охолоджувача:

де: m – маса прокатної обрізі, к,

Mсk – садка конвертера, кг,

Ср – теплоємкість рідкого металу, кДж/ кг*^оС,

t – температура, С^о,

g – охолоджуюча здатність матеріалу, кДж/ кг.

тони, що біля 5% від садки.

З розрахунку видно, що у метал з металевої обрізі перейде біля двох тон додаткового металу.

Внаслідок виконання цих операцій випуск плавки затримується на 5-6 хвилин.

Таким чином, за цих обставин одержуємо додатковий метал, але дещо затримуємо випуск плавки.

Висновки: ситуація виникла внаслідок помилок при шихтовці плавки на цю марку сталі.