МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Металлургический факультет

Кафедра металлургических технологий

Теория и технология доменной плавки расчет доменной шихты

Учебно-методическое пособие

к курсовому проектированию

Специальность: 150101.65 Металлургия

черных металлов

Направление: 150400.62 Металлургия

по профилю «Металлургия черных металлов»

Череповец

2010

Теория и технология доменной плавки. Расчет доменной шихты. Методические указания к курсовому проектированию: Учеб.-метод. пособие. – Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2010. – 58 с.

Рассмотрено на заседании кафедры металлургических технологий, протокол № 2 от 28.09.10.

Одобрено редакционно-издательской комиссией Металлургического факультета ГОУ ВПО ЧГУ, протокол № от

Составитель: Н.Н. Суворин – доцент

Рецензенты: А.Т. Степанов – канд. техн. наук, доцент (ГОУ ВПО ЧГУ);

А.В. Алексеев – менеджер ЦТРК ОАО «Северсталь»

 ГОУ ВПО «Череповецкий государст-

венный университет», 2010

Введение

Расчеты расхода компонентов шихты проводят различными способами. Научную базу для расчетов заложили работы А. Н. Рамма, который впервые объединил в одних уравнениях материальные и тепловые показатели и ввел понятие тепловых эквивалентов материалов. Расчеты по методу Рамма широко используют в проектных и исследовательских разработках, однако ввиду сложности они требуют применения вычислительных средств. А. Н. Похвиснев упростил методику расчета А. Н. Рамма, сделав ее пригодной для единичных вычислений.

В данном пособии рассматривается схема расчета по методу Рамма-Похвиснева и приведен пример расчета.

Расчет выполняется на единицу чугуна обычно на 100 кг. Для определений значений расхода компонентов шихты необходимо составить и решить следующие балансовые уравнения:

- по выходу чугуна;

- по балансу основности;

- по балансу тепловых эквивалентов компонентов шихты и топлива.

Исходными данными для расчета шихты является: химический состав шихтовых материалов, химический состав чугуна, коэффициенты распределения элементов между чугуном, шлаком и газом.

1. Балансовое уравнение по выходу чугуна.

Ч_рс ∙М_рс + Ч_жр ∙М_жр + Ч_к ∙М_к + Ч_д ∙М_д + Ч_пут ∙М_пут = 100

где

Ч_рс – выход чугуна из рудной смеси, доли ед.;

Ч_жр – выход чугуна из железной руды, доли ед.;

Ч_к – выход чугуна из кокса, доли ед.;

Ч_д – выход чугуна из добавок, доли ед.;

Ч_пут – выход чугуна из ПУТ, доли ед.;

М_рс – расход рудной смеси, кг/100 кг чугуна;

М_жр – расход железной руды, кг/100 кг чугуна;

М_к – расход кокса, кг/100 кг чугуна;

М_д – расход добавок, кг/100 кг чугуна;

М_пут – расход ПУТ, кг/100 кг чугуна.

Выход чугуна Ч — это величина, характеризующая количество чугуна (кг), образующегося при плавке 1 кг данного материала. Выход чугуна определяют по элементам, содержание которых в чугуне зависит лишь от их содержания в шихте (железо, марганец, фосфор, медь и др.); содержание других элементов (углерода, серы, кремния определяется условиями плавки.

Выход чугуна из каждого компонента шихты определяется по формуле:

где Ч – выход чугуна из компонентов шихты, доли ед.; Fe, Mn, P – содержание соответствующих элементов в данном компоненте шихты, массовая доля, %; η_Fe, η_Mn, η_P – коэффициенты перехода соответствующих элементов в чугун или степень усвоения соответствующих элементов в чугуне, доли ед.; [Si], [C], [S] – содержание соответствующих элементов в чугуне, массовая доля, %.

Степень усвоения элементов

η = (1 – λ)(1 – μ),

где λ – степень улетучивания элемента; μ – относительная потеря элемента в шлаке.

Таблица

Потери от улетучивания (λ) и перехода в шлак (μ)

ЭЛЕМЕНТЫ И УСЛОВИЯ ПЛАВКИ	λ	μ
Железо
передельный, литейный и зеркальный чугун	0	0.001 - 0.008
ферросилиций	0	0.001 - 0.002
ферромарганец	0	0.012 - 0.035
Марганец
ферромарганец	0.08 - 0.15	0.10 - 0.15
зеркальный чугун	0 - 0.05	0.15 - 0.20
литейный	0	0.20 - 0.35
передельный	0	0.25 - 0.45
Хром	0	0.02 - 0.08
Ванадий	0	0.06 - 0.15
Никель	0 - 0.1	0
Кобальт, медь, олово, мышьяк	0	0
Цинк	1.0	0
Фосфор
малофосфористые чугуны	0	0
томасовский чугун и феррофосфор	0	0.04 - 0.08
Сера
ферромарганец и ферросилиций	0.4 - 0.5	0.99
зеркальный чугун	0.20 - 0.25	0.99
литейный	0.1 - 0.15	0.97 - 0.99
передельный	0 - 0.1	0.88 - 0.97
Фтор	0.01 - 0.02	1.0
Кремний
ферросилиций	0.05 - 0.1	0.4 - 0.6
литейный чугун	0	0.75 - 0.9
передельный чугун	0	0.92 - 0.98
Титан	0	0.85 - 0.97
Кальций, барий, магний	0	1.0
Алюминий	0	1.0
Калий, натрий	0.3 - 0.4	1.0