
- •Методичні вказівки
- •«Основи теорії плавки»
- •6.090403 «Ливарне виробництво чорних та кольорових металів»
- •1 Склад пояснювальної записки
- •2 Технологія плавка сталі в дугових печах
- •2.1.Коротка характеристика ливарної вуглецевої сталі
- •2.2. Плавка сталі в дугових печах
- •3 Основні положення технології плавки в дуговій печі з основний футеровкой
- •4 Вибір шихтових матеріалів
- •5 Розрахунок плавки сталі в дуговій печі
- •5.1. Визначення середнього складу шихти
- •5.2. Розрахунок складу шихти для розплавлювання
- •5.3. Період плавлення шихти
- •5.3.1. Окислювання домішок і визначення складу металу по розплавлюванні
- •5.3.2. Визначення потреби в газоподібному кисні
- •5.3.3. Утворення й склад шлаків періоду розплавлювання
- •5.4. Окисний період плавки
- •5.4.1. Окислювання елементів шихти
- •5.4.2. Потреба в газоподібному кисні
- •5.4.3. Розрахунок кількості шлаків
- •5.4.4. Потреба в шамотному бої
- •5.4.5. Надходження в шлаки заліза
- •5.5. Кількість газів і періоду (плавлення й окислювання)
- •5.6. Матеріальний баланс 1-го періоду (плавлення й окислювання)
- •5.7. Відбудовний період плавки
- •5.7.1. Визначення кількості шлаків
- •5.7.2. Розкислення стали
- •5.8. Матеріальний баланс 2-го періоду
- •5.9. Матеріальний баланс плавки
- •6 Визначення геометричних параметрів, вибір футерівки, розрахунок енергетичних параметрів дугової сталеплавильної печі
- •6.1. Призначення та характеристика дугових сталеплавильних печей
- •6.2. Визначення основних геометричних параметрів робочого простору дугової печі
- •6.2.1. Структура робочого простору
- •6.2.2. Форма, розміри і об'єм ванни
- •6.2.3. Форма і розміри плавильного простору
- •Таким чином, обєм завалки складе
- •Якщо VвпVз, то розрахунки виконані вірно, якщо ж ні – потрібно повернутися до попередніх розрахунків і знову провести необхідні дії.
- •6.2.4. Діаметр розпаду електродів
- •6.3. Футерівка дугової печі та основні габаритні параметри печі
- •6.3.1. Футерівка подини та укосів
- •6.3.2. Футерівка стін
- •6.3.3. Склепіння
- •Висота центральної частини склепіння над рівнем укосів складає
- •6.4. Порівняння конструктивно-розрахункових параметрів проектованої печі з даними промислових агрегатів
- •Характеристика робочого простору дугових сталеплавильних печей
- •6.5. Розрахунок енергетичних параметрів дугової сталеплавильної печі
- •6.5.1. Розрахунок теплових втрат
- •6.5.2. Розрахунок потужності пічного трансформатора
- •6.5.3. Визначення ступенів вторинної напруги , номінального струму і діаметру електродів
- •6.5.4. Порівняння вибраних енергетичних параметрів з параметрами діючих печей
- •7 Правила оформлення пояснювальної записки
- •«Основи теорії плавки»
5.4. Окисний період плавки
5.4.1. Окислювання елементів шихти
Склад металу в окисний період плавки змінюється в такий спосіб.
Вуглець. Для гарної дегазації металу окисляють не менш 0,3 % вуглецю або до нижньої межі в заданій марці стали. Видалимо вуглець до 0,17 %, тобто9 7,944∙0,17/100=0,167 кг. Вигорить 0,495-0,165=0,33 кг.
Марганец.
До кінця періоду за даними практики
залишиться в металі приблизно 0,12-0,14 %
або
кг.
Окисляється 0,224-0,118=0,106кг.
Кремній. При продувці киснем практично окислиться весь кремній, тобто окислиться 0,089 кг.
Фосфор.
Уважається, що до кінця окисного періоду
в металі залишиться 0,01 % фосфору або
кг.
Окислиться 0,016-0,01=0,006 кг.
Сірка. При основности вище 2,5 і безперервному відновленні шлаків можна розраховувати, що з металу буде вилучено 0,01 кг сірки. Залишиться в металі 0,04-0,01=0,03 кг сірки.
5.4.2. Потреба в газоподібному кисні
Для окислювання металу буде потрібно кисню (табл. 16). Рівноважне з вуглецем зміст кисню в металі визначається згідно графіка, представленого в додатку 13.
Таблиця 16
Кількість кисню, необхідного для окислювання домішок металу
Компоненти |
Количествво в металі по розплавлюванні, кг |
Кількість у металі до кінця окисного періоду, кг |
Окисляється, кг |
Хімічне рівняння |
Потрібно кисню, кг |
Утвориться окислів, кг |
C |
0,495 |
0,167 |
0,328 |
С+1/2O2=CO |
0,33∙16/12=0,437 |
0,328+0,437=0,765 |
Mn |
0,224 |
0,118 |
0,106 |
Mn+1/2O2=MnO |
0,106∙16/55=0,031 |
0,106+0,031=0,137 |
Si |
0,089 |
- |
0,089 |
Si+O2=SiO2 |
0,089∙32/28=0,102 |
0,089+0,102=0,191 |
P |
0,016 |
0,010 |
0,006 |
2P+5/2O2=P2O5 |
0,006∙80/61=0,009 |
0,006+0,009=0,015 |
Разом |
0,824 |
0,295 |
0,529 |
- |
0,579 |
1,108 |
При змісті вуглецю 0,17 % зміст кисню в металі - 0,030 %, що відповідає 0,03·72/16=0,13 5% , у металі ж по розплавлюванні =0,054 % (п.5.3.2). Отже, необхідно підвищити зміст на 0,135-0,054=0,081 % або на 0,081·0,054/0,054=0,081 кг.
На утворення 0,081 кг буде потрібно:
- кисню 0,081∙16/72=0,018 кг;
- заліза 0,0810,018=0,063 кг.
Тому що джерелом кисню, що надходить у метал і расходуемого на окислювання домішок, є , те для утворення 0,579 кг (табл. 16) кисню буде потрібно:
- закису заліза : 0,579∙72/16=2,606 кг;
- заліза 2,606-0,579=2,027 кг.
За
експериментальним даними [2] металу зі
змістом вуглецю 0,1 - 0,2 % повинен відповідати
шлак зі змістом
.
При змісті вуглецю більше 0,2 %
коливається в межах 5-8 %. Приймаємо
Залізо розподілиться між
и
у відношенні 2 - 4. Приймаємо - 3. Тому що
сума
в
и
становить
11 %, таким чином у
кількість
складе 11·3/4=8,25 %, а в
11·1/4- =2,75 % або у вигляді:
……..8,25·72/56=10,607 %;
…….2,75·160/112=3,929 %.