2. Расчет количества ферросплавов

Зная химический состав ферросплавов и коэффициенты усвоения жидкой сталью содержащихся в них элементов, определяем количество ферросплавов для получения стали заданной марки.

Расход ферромарганца:

кг/т Fe_пр,

где 0,52 – содержание марганца в получаемой стали, %;

0,15 – содержание марганца в жидкой стали после продувки, %;

0,76 – массовая доля марганца в ферросплаве;

0,8 – коэффициент усвоения марганца.

Расход ферросилиция:

кг/т Fe_пр,

Таким образом, ферросплавы внесут железа:

6,086  0,1512 + 5,833  0,5385 = 4,061 кг/т Fe_пр,

где 0,1512, 0,5385 – массовая доля железа в ферромарганце и ферросилиции, соответственно.

3. Расчет расхода извести в ккц

На основании данных химического состава известняка и заданной доли «недопала» при обжиге (3 %) рассчитывается химический состав извести. Например, содержание CaO:

,

где 53 – содержание оксида кальция в исходном известняке;

43,73 – содержание п.п.п. в известняке, %;

3 – доля «недопала» известняка, %.

Аналогично рассчитывается содержание остальных компонентов химического состава (SiO₂, Fe₂O₃, MgO, Al₂O₃, S).

Расход извести находим, исходя из заданной основности конвертерного шлака, определенного ранее содержания оксидов кальция и кремния в извести, известного количества кремния, переходящего в шлак в ходе продувки, расхода и химического состава футеровки, а также заданного количества загрязнений в ломе:

кг/т жидкой стали

где 3,2 – основность конвертерного шлака;

0,556 – количество Si, переходящее в шлак в виде SiO₂ в результате окисления;

24 – количество лома в шихте, %;

0,004 – доля загрязнений в ломе, доли ед.;

0,68 – массовая доля SiO₂ в загрязнениях лома, доли ед.;

1,5 – расход футеровки в ККЦ, кг/т жидкой стали;

2,41 – содержание SiO₂ в извести, %.

Количество известняка, необходимое для получения такого количества извести:

кг/т Fe проката

где 3 – доля «недопала» известняка, %;

43,73 – содержание п.п.п. в известняке, %;

47,976 – расход извести в ККЦ, кг/т жидкой стали;

1102,777 – расход жидкой стали в ККЦ, кг/т Fe проката.

4. Определение состава сталеплавильного шлака

При кислородно-конвертерном процессе концентрация окислов железа в шлаке зависит, прежде всего, от содержания углерода в металле и основности шлака, а также от режима продувки. При относительно постоянных условиях продувки содержание окислов железа в конечном шлаке можно определить исходя из содержания углерода в металле и основности шлака, используя следующее эмперическое уравнение:

,

где - суммарное содержание окислов железа в конечном шлаке, %;

B_к – основность шлака;

[%C]_раск – концентрация углерода в металле перед раскислением, %.

В нашем случае .

В зависимости от режима продувки плавки, основности конечного шлака и содержания углерода в металле в конце продувки отношение (%FeO) и (%Fe₂O₃) в конечном шлаке обычно колеблется в пределах 1,5-3,0.

В расчете это отношение принято равным 2,5, т.е.:

(%FeO)=2,5(%Fe₂O₃).

Исходя из балансового уравнения

,

получаем 2,5 (%Fe₂O₃) + 0,9 (%Fe₂O₃) = 18,843,

откуда %,

(%FeO) = 2,5  5,542 = 13,855 %.

Количество шлакообразующих окислов, получающихся при окислении примесей металлошихты (не учитывая окисление железа) и вносимых шихтовыми материалами, миксерным шлаком и футеровкой конвертера, приведено в таблице .

Таблица 4 – Химический состав шлака и шлакообразующих компонентов при производстве жидкой стали в ККЦ, кг/т жидкой стали

Источники	CaO	SiO2	MnO	P2O5	FeO	Fe2O3	MgO	Al2O3	S	Мокс
От окисления примесей металлозавалки	-	11,914	5,654	4,150	-	-	-	-	0,216	21,935
Известь	43,833	1,158	-	-	-	0,414	0,910	0,165	0,041	46,521
Футеровка	0,087	0,045	-	-	-	0,019	1,331	0,019	-	1,5
Загрязнение стального скрапа	0,029	0,653	-	-	-	0,029	0,019	0,230	-	0,960
Шлак, кг/т жидкой стали	43,949	13,770	5,654	4,150	-	0,461	2,259	0,415	0,257	70,915
Шлак,%	50,279	15,753	6,469	4,748	13,855	5,542	2,585	0,474	0,294	100

Рассмотрим подробнее расчет химического состава шлака сталеплавильного производства.

1. Окисление примесей металлозавалки.

Количество SiO₂, переходящее в шлак в результате окисления кремния чугуна:

кг/т жидкой стали,

где 0,556 – количество кремния, окислившегося в ходе продувки, %;

60 – молекулярная масса SiO₂, г/моль;

28 – атомная масса кремния, г/моль.

Аналогично производится расчет количества MnO, P₂O₅, S, переходящих в шлак в результате окисления.

2. Известь.

Количество CaO, переходящее в шлак из извести:

кг/т жидкой стали,

где 47,976 – удельный расход извести, кг/т жидкой стали (п.3.3);

91,36 – содержание оксида кальция в извести, %.

Количество остальных соединений и элементов, переходящих в шлак из извести, рассчитывается аналогично.

3. Футеровка.

Количество CaO, переходящее в шлак из футеровки:

кг/т жидкой стали,

где 5,8 – содержание оксида кальция в футеровке, %;

1,5 – расход футеровки в ККЦ, кг/т жидкой стали.

Количество остальных оксидов, переходящих в шлак из футеровки, рассчитывается аналогично.

4. Загрязнение стального скрапа.

Количество CaO, переходящее в шлак из загрязнений стального скрапа:

кг/т жидкой стали,

где 24 – содержание лома в шихте ККЦ, %;

0,4 – количество загрязнений в ломе, %;

3 – содержание оксида кальция в загрязнениях лома, %.

Количество остальных оксидов, переходящих в шлак из загрязнений металлического лома, рассчитывается аналогично.

Количество шлакообразующих окислов, получающихся при окислении примесей металлошихты (не учитывая окисление железа) и вносимых шихтовыми материалами, миксерным шлаком и футеровкой конвертера равно:

70,915 – 0,461 = 70,454 кг/т жидкой стали;

Полная масса шлака рассчитывается, исходя из содержания в нем (%FeO) и (%Fe₂O₃):

кг/т жидкой стали,

где 70,454 – масса шлака без оксидов железа, кг/т жидкой стали;

13,855 – содержание (FeO) в конечном шлаке, %;

5,542 – содержание (Fe₂O₃) в конечном шлаке, %.

Удельное количество шлака на тонну железа проката составит:

кг/т Fe проката,

где 87,409 – масса шлака в ККЦ, кг/т жидкой стали;

1102,777 – расход жидкой стали, кг/т Fe проката (п. 3.1).