Определение количества примесей в металлошихте

Количество примесей, содержащихся в металлошихте, определяется составом и расходом компонентов металлошихты.

где Э – элемент примесь: C, Mn, Si, S, P.

C_ш = 0,01_*(4,25_*76,48+0,25_*20,81) = 3,3 кг

Mn_ш = 0,01_*(0,95_*76,48+0,4_*20,81) = 0,8098 кг

Si_ш = 0,01_*(0,65_*76,48+0,3_*20,81) = 0,56 кг

S_ш = 0,01_*(0,03_*76,48+0,03_*20,81) = 0,03 кг

P_ш = 0,01_*(0,16_*76,48+0,025_*20,81) = 0,12755 кг

Определение удаления примесей из металлошихты

Количество элемента примеси, удаляющегося из металлошихты, может быть определено по уравнению.

где – остаточное содержание элемента-примеси в металле после продувки (при продувке кремний выгорает полностью, то есть Si_ост=0), %.

Для условий примерного расчёта получим

C_уд = 3,3 - 0,01*0,07*90 = 3,237 кг

Mn_уд = 0,8098 – 0,01*0,1374*90 = 0,686 кг

Si_уд = 0,56 кг

S_уд = 0,03 – 0,01*0,03671*90 = - 0,00204 = 0,007 кг

P_уд = 0,12755 – 0,01*0,008*90 = 0,12 кг

Потребность кислорода на окисление примесей металлошихты и масса образующихся оксидов

Потребность кислорода на окисление примесей и масса образующихся оксидов рассчитывается с учётом массы окисляющихся элементов-примесей и стехиометрических коэффициентов в формулах соответствующих оксидов.

где x, y – стехиометрические коэффициенты в формулах соответствующих оксидов;

16 – атомный вес кислорода, кг;

– атомный вес элемента-примеси, кг;

– молекулярный вес элемента-примеси, кг;

К – доля окисления элемента-примеси до оксида данного вида (например, ЭО, ЭО₂, Э₂О₃ и т.д.).

Для условий примерного расчёта получим.

О₂_CO = 3,237_*(16/12)_*(1-0,11) = 3,84124 кг

О₂_CO₂ = 3,237_*2,67_*0,11 = 0,95 кг

О₂_MnO = 0,686_*0,29 = 0,199 кг

О₂_SiO₂ = 0,56_*1,14 = 0,6384 кг

О₂_P₂_O₅ = 0,12_*1,29 = 0,1548 кг

G₂_CO = 3,237*2.33*0.89 = 6.71257 кг

G_2CO₂ = 3,237*3,67*0,11 = 1.30678 кг

G_2MnO = 0,686*1,29 = 0,885 кг

G_2SiO₂ = 0,56*2,14 = 1.1984 кг

G_2P₂_O₅ = 0,12*2,29 = 0.2748 кг

Расход извести

При продувке обычных передельных чугунов необходимое количество извести определяется основностью конечного шлака, количеством кремнезёма и оксида кальция, вносимых футеровкой и всеми шихтовыми материалами (кроме извести), и флюсующей способностью извести.

Расчёт массы примесей, поступающих в шлак

Учитывая примеси, поступающие как из металлической части шихты, так и из всей (включая известь) неметаллической части, получаем массу примесей, поступающих в шлак.

G_MnO + G_SiO₂+ G_P₂_O₅ + SiO₂_k + Al₂O₃_k + CaO_k + MgO_k + S_k + Fe₂O₃_k + FeO_k + Пр_k + S_уд+ (SiO₂_k + Al₂O₃_k + CaO_k + MgO_k + Пр_k ) * (0,01*M_k) = 0,885 + 1,1984 + 0,2748 + +1,23 + 0,303 + 0,73 + 0,32 + 0,318 + 0,0424 + 0,007 + (2,5 + 3,3 + 87 + 0,9 + 0,4) * *0,01 * 8,91251 = 13,69527 кг

Определение массы и состава шлака

Масса конечного шлака определяется по формуле:

а его состав по уравнению:

где K_i – масса соответствующего компонента в шлаке, вносимая всеми компонентами шихты, кг.

Баланс оксидов железа

Масса Fe₂O₃, вносимой неметаллической шихтой, определяется по уравнению:

Масса Fe₂O₃, уносимая отходящими газами, равна:

где 160 и 112 – соответственно вес моля Fe₂O₃ и вес Fe в молекуле Fe₂O₃.

Расчёт количества дутья

а) при расчёте количества дутья принято, что все оксиды железа, поступающие с шихтовыми и другими материалами, восстанавливаются до железа, а оксиды железа в шлаке получаются за счёт окисления железа металлошихты. Это упрощает расчёт, не изменяя конечных результатов.

Массы кислорода, необходимого для образования оксидов железа шлака и отходящих газов, равны соответственно:

Масса кислорода, образующегося при диссоциации оксидов железа, поступающих из шихты, равна:

б) так как чистота кислорода дутья и степень его усвоения задаются объёмными процентами, то определение массы дутья ведётся через объёмные расходы, то есть вначале определяется объём вдуваемого кислорода, а затем – масса дутья:

м³