|
Расчеты материального и теплового баланса плавки
Расчет материального баланса
Исходные данные расчетной части
Состав неметаллической части шихты и футеровки.
Состав неметаллической части шихты
| материал
| Состав материала, %
| SiO2
| Al2O3
| CaO
| MgO
| S
| Fe2O3
| FeO
| CO2
| H2O
| Пр.
| Плавиковый шпат
|
|
| 6,5
| 0,15
| 0,7
| 0,2
|
|
| 0,45
|
| Миксерный шлак
|
|
|
|
| 2,23
| 0,8
|
|
|
| 0,9
| Загрязненность лома
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 0,5
| Окалина лома
|
|
|
|
|
|
| 30,3
|
|
| 0,7
| Футеровка смоломагнезитовая
| 5,4
| 5,8
| 3,5
|
|
| 9,3
| 1,4
|
|
| 2,6
| известь
| 2,5
| 3,3
|
| 0,9
|
| 0,31
|
| 5,1
| 0,49
| 0,4
|
Состав раскислителя
материал
| Состав материала, %
| С
| Mn
| Si
| S
| P
| Ферромарганец
| 6,8
|
| 0,2
| 0,03
| 0,35
|
Условия ведения плавки
наименование
| обозначение
| размерность
| Значения
| Доля окисляемого до СО2 углерода
| Кс
| Единицы
| 0,11
| Содержание кислорода в дутье
|
| %
| 98,7
| Усвояемость кислорода
|
| % объема кислорода дутья
|
| Основность конечного шлака
| B
| Единицы
| 3,2
| Потери Fe с дымом
| МД
| % от массы металлошихты
| 1,4
| Количество корольков в шлаке
| Мк
| % от массы шлака
| 0,44
| Количество выносов и выбросов
| МВ
| % от массы металлошихты
| 4,1
| Температура чугуна
| ТЧ
| ОС
|
| Температура металла
| ТМ
| ОС
|
| Температура лома
| ТЛ
| ОС
|
| Потери тепла в окружающую среду
| qП
| % от прихода тепла
| 2,9
| Угар Si из раскислителей
| УSi
| %
|
| Угар Mn из раскислителей
| УMn
| %
|
|
Расходы материалов.
Наименование
| Обозначение
| Размерность
| Значения
| Плавиковый шпат
|
| % от массы металлошихты
| 0,36
| Миксерный шлак
|
| % от массы чугуна
| 2,22
| Загрязнённость лома
|
| % от массы лома
| 2,7
| Окалина лома
|
| % от массы лома
| 1,75
| Футеровка
|
| % от массы металлошихты
| 0,37
|
Исходные данные
Химический состав чугуна, металлолома, стали.
наименование
| С
| Mn
| Si
| S
| P
| Чугун
| 4.25
| 0.95
| 0.65
| 0.03
| 0.16
| металлолом
| 0,25
| 0,4
| 0,3
| 0,03
| 0,025
| Сталь 08КП ВГ
| До 0,08
| 0,35
| До 0,03
| До 0,025
| До 0,025
|
Расчет материально-теплового баланса
Предварительное определение расхода стального лома
Предварительное определение расхода стального лома производится по уравнению, для упрощения которого принято, что выход металла (Mм) и (Mшл) после продувки составляет соответственно 90 и 15 кг на 100 кг металлошихты.
где – химическое тепло, выделяемое при полном окислении примесей на 100 кг чугуна, кДж/100 кг;
– содержание углерода в металле в конце продувки, %.
где 12552, 26903, 7029, 19748 – тепловые эффекты окисления соответствующих элементов – примесей, кДж/кг.
Содержание углерода в металле в конце продувки определяется содержанием углерода в готовой стали и содержанием марганца в металлошихте и готовой стали. Эта величина тем ближе к нижнему пределу заданного содержания углерода в готовой стали, чем ниже содержание марганца в металлошихте и чем выше содержание марганца в готовой стали, так как присаживаемый для раскисления ферромарганец вносит в металл дополнительное количество углерода.
В примерном расчёте принято, =0,07%.
Дополнительные величины
Масса чугуна составит
.
Следует учитывать, что поступающие в сталеплавильный цех шихтовые материалы (чугун и стальной лом) взвешиваются вместе с содержащимися в них, соответственно, миксерным шлаком, загрязнённостью и окалиной. Поэтому действительное количество чугуна и лома, поступающее на плавку, меньше и будет определяться их чистотой.
Действительные массы чугуна и лома составляют:
Массы миксерного шлака, загрязнённости и окалины лома.
Расчёт массы примесей, вносимых неметаллической шихтой
Расчёт массы примесей, вносимых неметаллической шихтой, производится с учётом расходов компонентов шихты и их состава.
Массы остальных примесей рассчитываются аналогично.
SiO2k = 0.01*(5*0.36+45*1.736+70*0.588+5.4*0.37) = 1.23 кг
Al2O3k = 0.01*(1*0.36+6*1.736+29.5*0.588+5.8*0.37) = 0.303 кг
CaOk = 0.01*(6.5*0.36+40*1.736+3.5*0.37) = 0.73 кг
MgOk = 0.01*(0.15*0.36+3*1.736+72*0.37) = 0.32 кг
Sk = 0.01*(0.7*0.36+2.3*1.736) = 0.0424 кг
Fe2O3k = 0.01*(0.2*0.36+0.8*1.736+9.3*0.37+69*0.381) = 0.312 кг
FeOk = 0.01*(2*1.736+1.4*0.37+30.3*0.381) = 0.155 кг
Прk = 0.01*(80*0.36+0.9*1.736+0.5*0,588+2.6*0.37+0.7*0.381) = 0.318 кг
Расчёт содержания оксидов железа в шлаке
Содержание оксидов железа в шлаке (FeO и Fe2O3) зависит, в основном, от содержания углерода в металле в конце продувки, режима продувки (положение среза фурмы над уровнем металла в ванне, расхода (интенсивности продувки) кислорода и его давления, типа и количества сопел в головке фурмы, конструкции фурмы и т.д.), основности шлака, температуры и т.д.
При относительно постоянных условиях продувки содержание оксидов железа в конечном шлаке определяется, в основном, содержанием углерода в конце продувки (Cост) и основностью шлака (B) и может быть определено по эмпирическим формулам.
Окислительная способность шлака определяется общим (суммарным) содержанием закиси железа в конечном шлаке, которое может быть определено по уравнению.
Баланс марганца
Уравнение баланса марганца составляется из условия, что весь марганец, вносимый шихтой и другими материалами, распределяется между металлом и шлаком в соответствии с константой равновесия реакции.
[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]
В случае равновесия с основным шлаком
а =2,
Откуда получим, что
где Т – температура металла, К.
Тогда уравнение баланса марганца будет иметь вид :
Откуда содержание марганца в металле в конце продувки равно.
Баланс фосфора
Балансовое уравнение фосфора составляется из условия, что весь фосфор шихты распределяется между металлом и шлаком в соответствии с константой его распределения, эмпирическое выражение которой имеет вид:
Остаточное содержание фосфора в металле в конце продувки.
Баланс серы
Конечное содержание серы в металле в конце продувки определяется основностью конечного шлака по эмпирической формуле.
И может быть определено из уравнения баланса серы.
(2.59)
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|