- •Задачи для активных форм обучения Исходные данные для расчетов
- •Задача 1. Определение количества элементов, внесенных металлической шихтой в кислородный конвертер
- •Задача 2. Определение состава стали после продувки
- •Задача 3. Определение угара элементов, количество кислорода и образующихся продуктов окисления
- •Задача 4. Расчет массы шлакообразующих материалов
- •Задача 5. Определение расхода извести
- •Задача 6. Определение массы и состава шлаков к концу продувки без оксидов железа
- •Задача 7. Определение массы и состава шлаков к концу продувки с оксидами железа
- •Задача 8. Определение выхода жидкой стали
- •Задача 9. Определение расхода кислородного дутья
- •Задача 10. Определение количества и состава газа, выделившегося из конвертера
- •Задача 11. Составление материального баланса плавки
- •Задача 12. Расчет количества тепла вносимого в кислородный конвертер
- •Задача 13. Расчет потерь тепла, затрачиваемых на физическое тепло выпускаемой стали и потерь металла
- •Задача 14. Расчет потерь тепла, затрачиваемых на физическое тепло шлака и корольки металла в шлаке
- •Задача 15. Расчет потерь тепла с отходящими газами При выплавке стали тепло расходуется и на нагрев отходящих газов, и на нагрев подаваемого газообразного технически чистого кислорода.
- •Потери тепла с отходящими газами рассчитываются при температуре 1600ºC.
- •Задача 16. Определение основных размеров конвертера
- •Задача 17. Потери тепла в окружающее пространство через стенки кислородного конвертера
- •Задача 18. Потери тепла излучением через открытую горловину конвертера и с охлаждение водой кислородной фурмы
- •Задача 19. Составление теплового баланса кислородно-конвертерного процесса
- •Задача 20. Расход тепла на нагрев охладителя и определение количество металлического лома
- •Задача 21. Расчет сопла фурмы
- •Список используемой литературы
Задача 1. Определение количества элементов, внесенных металлической шихтой в кислородный конвертер
Расчет проводится по следующей схеме [2]:
% элемента, внесенного металлической шихтой в кислородный конвертер =
% элемента в чугуне доля чугуна + % элемента в стальном ломе доля лома.
Пример расчета
В задании указан процент лома – 10 % (табл.1), следовательно, чугуна будет 100 – 10 = 90%.
Металлической частью шихты внесено:
- углерода 4,2 0,9 + 0,2 0,1 = 3,8 % (кг);
где 4,2 – содержание углерода в чугуне (табл.1); 0,9 – доля чугуна в металлической части шихты (90% чугуна / 100%); 0,2 – содержание углерода в стали (табл. 2); 0,1 – процент лома в металлической части шихты (10% лома / 100%).
Аналогично рассчитываем другие элементы чугуна:
- кремния 0,9 0,9 + 0,25 0,1 = 0,835 % (кг);
- марганца 0,6 0,9 + 0,4 0,1 = 0,58 % (кг);
- фосфора 0,1 0,9 + 0,035 0,1 = 0,0935 % (кг);
- серы 0,07 0,9 + 0,045 0,1 = 0,067 % (кг).
Химические составы чугуна, лома и результаты расчетов приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Составы компонентов металлической шихты
Наименование металла |
Содержание, % |
||||
C |
Si |
Mn |
P |
S |
|
1. Чугун 90 % |
4,2 |
0,9 |
0,6 |
0,1 |
0,07 |
2. Лом стали марки 20 − 10% |
0,2 |
0,25 |
0,4 |
0,035 |
0,04 |
3. Итого внесено метал-лической частью шихты |
3,8 |
0,835 |
0,58 |
0,0935 |
0,067 |
Задача 2. Определение состава стали после продувки
Для расчета необходимо взять результаты расчета задачи 1 (табл.1.1) и приблизительный состав стали после продувки.
Примерный состав стали после продувки рассчитывается согласно данных, полученных на практике [3]:
Продувка в кислородном конвертере заканчивается, когда содержание углерода и фосфора достигнут заданных значений. Следовательно, содержание углерода и фосфора принимаем по данным марочного состава (табл. 2).
В процессе продувки практически полностью выгорает кремний (100 %), следовательно, кремния принимаем 0 %.
Марганец выгорает частично (примерно на 60-70 %).
Сера удаляется до 0,03−0,04%.
Поэтому в табл. 1.2 в строчке «Сталь после продувки» указано примерное содержание стали, %: С = 0,2; Si = 0; Mn = 0,18; Р = 0,035; S = 0,04.
Результаты представлены в табл.1.2.
Таблица 1.2
Состав металлической части шихты и стали после продувки
Наименование металла |
Массовое содержание элемента, % |
||||
C |
Si |
Mn |
P |
S |
|
1. Итого внесено метал-лической частью шихты (табл.1.1)
|
3,8 |
0,835 |
0,58 |
0,0935 |
0,067 |
2. Сталь после продувки
|
0,20 |
0 |
0,18 |
0,035 |
0,04 |