|
Материальный баланс плавки
поступило
| кг
| Получено
| кг
| Чугун, включая миксерный шлак
| 78,22
| Жидкий металл
| 87,7
| Стальной лом, включая загрязненность и окалину
| 21,78
| Шлак
| 17,4347
| Плавиковый шпат
| 0,36
| Отходящие газы
| 8,84254
| Футеровка
| 0,37
| Fe2O3 дыма
|
| Известь
| 8,91251
| Корольки
| 0,71486
| Дутье
| 7,5
| Вынос и выбросы
| 0,396
| Итого
| 117,127
| Итого
| 117,1
|
Раскисление стали
Определение расхода раскислителей
Расчёт необходимых количеств раскислителей производится на среднезаданное содержание соответствующих элементов (Mn и Si) в готовой стали с учётом их угара по формуле:
где – среднезаданное содержание элемента в готовой стали, %;
– содержание элемента в раскислителе, %.
где и – соответственно максимальное и минимальное содержание элемента.
Расчёт массы готовой стали
Принимаем, что все элементы (кроме Mn и Si), входящие в состав раскислителей, полностью переходят в готовую сталь, то есть их угар равен нулю.
Масса примесей, переходящих из раскислителей в готовую сталь может быть определена по формуле:
Масса готовой стали составит:
Химический состав готовой стали
Тепловой баланс
Приход тепла
Приход тепла в конвертер определяется по уравнению:
где – физическое тепло жидкого чугуна, кДж;
– химическое тепло реакций окисления примесей металлошихты, кДж;
– химическое тепло реакций шлакообразования, кДж;
– химическое тепло реакций образования оксидов железа шлака и дыма, кДж;
– физическое тепло миксерного шлака, кДж.
а) расчёт физического тепла жидкого чугуна производится с учётом массы чугуна, его температуры, средней теплоёмкости в твёрдом и жидком состояниях, а также скрытой теплоты плавления по уравнению:
б) химическое тепло реакций окисления примесей металлошихты определяется по уравнению:
где 11088, 34685, 7029, 26903 и 19748 – тепловые эффекты окисления примесей, кДж/кг;
в) химическое тепло реакций шлакообразования:
где 2300 и 4860 – тепловые эффекты реакций взаимодействия SiO2и P2O5cСаО, пересчитанные на 1 кг SiO2и P2O5, кДж/кг;
г) химическое тепло реакций образования оксидов железа шлака и дыма:
где 7370 и 4820 – тепловые эффекты реакций окисления 1 кг Feсоответственно до Fe2O3и FeO, кДж/кг;
д) физическое тепло миксерного шлака производится с учётом массы шлака, его температуры, средней теплоёмкости в твёрдом и жидком состояниях, а также скрытой теплоты плавления по уравнению:
Расход тепла
, кДж
– физическое тепло жидкой стали, кДж;
– физическое тепло конечного шлака, кДж;
– тепло, уносимое отходящими газами, кДж;
– тепло диссоциации извести и оксидов железа, кДж;
– тепло, уносимое дымом, кДж;
– тепло, уносимое выбросами и корольками, кДж;
– потери тепла в окружающую среду, кДж.
а) расчёт физического тепла жидкой стали производится с учётом массы стали, её температуры, средней теплоёмкости в твёрдом и жидком состояниях, а также скрытой теплоты плавления по уравнению:
б) расчёт физического тепла конечного шлака производится с учётом массы шлака, его температуры, средней теплоёмкости в твёрдом и жидком состояниях, а также скрытой теплоты плавления по уравнению:
в) тепло, уносимое отходящими газами:
где tг – средняя температура отходящих газов, равная 0С;
Сi – средняя теплоёмкость отдельных компонентов отходящих газов, ; 1,466; 2,332; 1,526; 1,436; 3,550 соответственно для CO, CO2, O2, N2 и H2O, включая теплоту испарения влаги;
%Гi – объёмная концентрация компонентов отходящих газов, %.
г) тепло диссоциации извести и окислов железа:
где 4025, 5160 и 3750 – тепловые эффекты диссоциации, отнесённые соответственно к 1 кг CO2, Fe2O3 и FeO, кДж/кг;
- масса CO2, вносимая отдельными компонентами неметаллической шихты, кг.
д) тепло, уносимое дымом:
Расчёт тепла, уносимого дымом, производится с учётом средней температуры дыма и средней теплоёмкости Fe2O3 по формуле:
е) тепло, уносимое выбросами и корольками:
Расчёт тепла, уносимого выбросами и корольками, производится с учётом средней теплоёмкости железа, выбросов и корольков, массы выбросов и корольков, а также средней температуры их по формуле:
ж) потери тепла в окружающую среду:
Общий расход тепла составит
Тепловой баланс кислородно-конвертерной плавки
Приход
| кДж
| %
| Расход
| кДж
| %
| Физическое тепло чугуна
| 94675,07
|
| Физическое тепло стали
| 124028.24
| 65,17
| Физическое тепло миксерного шлака
| 66551.4
| 33,8
| Физическое тепло шлака
| 37135.9
| 19,513
| Химическое тепло реакций шлакообразования
| 6110,931
| 3,1
| Тепло, уносимое отходящими газами
| 15365.1
| 8.0736
| Химическое тепло оксидов примесей шихты
| 25887.4
| 13,15
| Тепло диссоциации
| 4250.2
| 2,233
| Химическое тепло реакций образования оксидов железа
| 3698,52
| 1,88
| Тепло, уносимое дымом
| 2569.6
| 1.35
|
|
|
| Тепло выносов и корольков
|
| 0,6584
|
|
|
| Потери тепла
| 5710,775
|
| ИТОГО
| 196923,3
| 100,00
| ИТОГО
| 190312,83
| 100,00
|
Расчет продувочных устройств, геометрических параметров агрегата
Расчет сопла кислородной фурмы
Основным фактором дутьевого режима кислородно-конвертерной плавки является продолжительность продувки. На дутьевой режим влияют следующие параметры:
А) геометрические размеры конвертера;
Б) интенсивность продувки;
В) число сопел;
Г) угол встречи струй с ванной;
Д) положение среза сопел относительно уровня спокойной ванны.
Основным устройством, служащим для организации дутьевого режима в конвертере, является кислородная фурма. Главными ее элементами являются собственно фурма и наконечник (головка с соплами), изготовляемый из красной меди. В качестве наконечника используют сопла Лаваля, позволяющие преобразовать энергию давления кислорода в кинетическую.
Расчет сопла Лаваля сводится в основном к определению минимального (критического) сечения Sкр, выходного сечения Sвых и длины диффузора при заданном массовом расходе газа Qм.
Для этого необходимо рассчитывать диаметр выходного сечения сопла, длину диффузора. Давление и температура кислорода перед соплом Р = 1,2Мпа и Т = 293К. состав кислорода: (О2)= 98,7%, (N2) = 1.3%. давление кислорода на выходе сопла Р=0,11 Мпа. Удельная интенсивность продувки i=3,7 м3/т*мин. Удельный объем конвертера Vуд=0,87м3/т. Вместимость конвертера G=300 т. Угол раскрытия диффузора α =10о. коэффициент суммарных потерь .
Количество сопел для фурмы:
Плотность технического кислорода:
Массовый расход кислорода через сопло:
Плотность кислорода в критическом сечении:
где 0,834 и 0,528 – давление и температура в критическом сечении;
- универсальная газовая постоянная для кислорода 260 Дж/(кг∙К).
Скорость кислорода в критическом сечении:
Площадь критического сечения сопла:
Диаметр критического сечения сопла:
Температура кислорода на выходе из сопла:
Плотность кислорода на выходе из сопла:
Плотность кислорода при давлении 1,2 МПа и температуре 300 К (РЕШАТЬ)
Скорость кислорода на выходе из сопла:
где - коэффициент суммарных потерь.
Площадь выходного сечения сопла:
Диаметр выходного сечения сопла:
Длина диффузора:
Таблица 4.1 – Расчетные параметры проектируемого конвертера
№
| Наименование
| Обозначение,
размерность
| Проектная
величина
|
| Вместимость конвертера
| Т, т
|
|
| Рабочий объем
| V∑, м3
|
|
| Удельный объем
| Vуд м3/т
| 0,87
|
| Площадь ванны
| S, м2
| 36,266
|
| Удельная поверхность ванны
| Sуд, м2/т
| 0,12
|
| Глубина ванны
| hв м
| 1,8
|
| Внутренний диаметр
| Dц, м
| 6,797
|
| Высота горловины
| hк, м
| 3,195
|
| Высота средней части конвертера
| hц, м
| 3,279
|
| Высота нижней конической части конвертера
| hук, м
| 0,75
|
| Высота донной части конвертера
| hшс, м
| 1,05
|
| Диаметр горловины
| Dг, м
| 3,399
|
| Диаметр основания конвертера
| Дшс, м
| 6,062
|
| Радиус закругления донной части
| R, м
| 4,89
|
| Угол наклона горловины к горизонтали
| α, град
|
|
| Угол укоса нижней конической части
| β, град
|
|
| Высота над поверхностью ванны
| hсв, м
| 6,474
|
| Высота рабочего объема
| H, м
| 8,274
|
| Отношение высоты к диаметру
| H/Dц
| 1,217
|
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2025 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|