5.3. Період плавлення шихти
5.3.1. Окислювання домішок і визначення складу металу по розплавлюванні
У період плавлення відбувається окислювання елементів шихти. Середній вигар елементів наведений у табл. 13.
Таблиця 13
Вигар елементів шихти*
Элемент |
C |
Si |
Mn |
P |
Fe |
Вигар, % |
15÷50 |
60÷80 |
40÷60 |
50÷70 |
1,5÷7,0 |
* – величина вигару визначається технологічним процесом плавки
Під час плавлення в піч завантажують 2,5% (від ваги садки) вапна, 0,5 % шамотного бою й 1 % залізної руди. Під час плавлення окисляються наступні елементи:
Вуглець.
Вигар
вуглецю шихти складе 20% або
кг. Залишиться вуглецю в металі
кг.
Кремній.
Вигар
кремнію складе 70 %. Перейде кремнію в
шлаки
кг. Залишиться кремнію в металі
кг.
Марганец.
Вигар марганцю Остается в металле
дорівнює 50 %. Перейде марганцю в шлаки
кг. Залишається в металі
кг.
Фосфор.
Вигар фосфору складе 60%. Перейде фосфору
в шлаки
кг. Залишається в металі
кг.
Сірка. Сірка, що є в металі під час плавлення, не вигорає, а сірка внесена коксом, вигорає.
Залізо.
Вигар заліза складе 2,0 %. Перейде в шлаки
й вигорає в зоні електричної дуги
кг.
Залишається у ванні
кг:
-у
кількості 12 % залізо у вигляді
залишається в шлаку
кг;
-
85 % заліза вигорає в зоні електричної
дуги, т.е. -
кг;
-
3 % окисляється до
і переходить у шлаки
кг.
5.3.2. Визначення потреби в газоподібному кисні
Знаючи середній склад шихти (табл. 12) і вигар елементів, по реакціях горіння знаходимо кількість кисню (табл. 14.), необхідного для окислювання елементів шихти.
Кількість кисню, необхідного для окислювання елементів шихти
Елемент |
Зміст у шихті |
Вигар, % |
Окисляється, кг |
Хімічне рівняння |
Потрібно кисню, кг |
С |
0,619 |
20 |
0,124 |
C+1/2O2=CO |
|
Si |
0,298 |
70 |
0,209 |
Si+O2=SiO2 |
|
Mn |
0,447 |
50 |
0,223 |
Mn+1/2O2=MnO |
|
P |
0,40 |
60 |
0,024 |
2P+2∙1/2O2=P2O5 |
|
Fe |
98,406 |
2 |
|
Fe+1/2O2=FeO
|
|
Усього: |
1,309 |
||||
Кисень
також витрачається на окислювання
заліза
до
За
даними практики в металі по розплавлюванні
зі змістом вуглецю 0,5-1,1
%
зміст кисню становить 0,006-0,012
%.
Приймаючи зміст кисню 0,012
%
або у вигляді
,
на що потрібно 0,054-0,012=0,042
%
.
Загальна потреба в кисні складе
1,309+0,012=1,321кг.
Це
кількість кисню може бути внесене у
вигляді залізної руди або газоподібному
виді. Тому що в період плавлення в піч
уводимо 1 % залізної руди, то в уведеній
залізній руді втримується 0,90 кг Fe2O3,
що відповідає 0,27 кг О2
и
0,63 кг заліза (
).
Необходимо
ввести в металл газообразного кислорода:
кг.
Це кількість кисню вводиться в метал за допомогою залізних трубок D=1/2 – 1 дюйм через робоче вікно. Трубки при цьому занурюють на глибину. До моменту розплавлювання залишиться заліза: 98,406-1,968-0,042+0,63=97,026кг
Таким чином, склад металу по розплавлюванні з урахуванням вигару елементів й уведеної залізної руди буде:
Склад металу по розплавлюванні |
||
|
кг |
% |
Вуглець |
0,495 |
0,508 |
Кремній |
0,089 |
0,094 |
Марганець |
0,224 |
0,229 |
Сірка |
0,040(из табл.10) |
0,041 |
Фосфор |
0,016 |
0,017 |
Закис заліза |
0,054 |
0,054 |
Залізо |
97,026 |
99,006 |
Разом |
97,944 |
100,0 |