6. Расчет количества охладителей

На основании полного теплового баланса плавки выявлено, что имеется избыток тепла, равный 15192,21 кДж. Эта теплота может быть использована для расплавления скрапа (металлолома) или руды.

Количество тепла, требуемое для расплавления 1 кг скрапа и нагревания его до температуры выпускаемой стали, можно определить так (см. п. 3.2.1):

ж

H_ск = [0,70 · 1520 + 260 + 0,84 · (1620 – 1520)] = 1408 кДж.

При наличии избытка тепла 15192,21 кДж в конвертер можно ввес­ти:

15192,21/ 1408 = 10,79 кг скрапа.

При этом выход стали из 100 кг чугуна составит:

93.27 + 10,79 = 104,06 кг.

Выход стали из 100 кг металлической шихты (за металлическую шихту принимается чугун плюс скрап):

(104,06 / (100 +10,79)) · 100 = 93,92 %.

Необходимо отметить, что выход стали из 100 кг металлической шихты зависит от того, что принимается за металлическую шихту. В данном случае в металлическую шихту включается только чугун и скрап. Если включить в состав металлической шихты железо руды и ферросплавы, то выход стали из 100 кг металлической шихты окажется меньше.

Расход кислорода на 1 т стали составляет

5,06 · 10 · 100 / 104,06 = 48,62 м³.

Уточняем продолжительность продувки:

_пр = 48,62 / 4,5= 10,80 мин.

При расчете теплопотерь не был известен расход кислорода на 1 т стали, и мы не использовали расход, отнесенный к 1 т чугуна. Тогда продолжительность продувки составила 10,80 мин. При таком небольшом расхождении уточнение теплового баланса не требуется.

Предполагается, что состав скрапа (металлолома) не отличается значительно от состава стали в конце продувки, иначе необходимо скорректировать состав расплава перед раскислением стали. Этот же избыток тепла (15192,21 кДж) можно было бы израсходовать на расплавление и нагрев руды. Расчет требуемого для этого коли- чества руды более сложен. Произвести этот расчет можно, используя работу [7].

7. Раскисление стали

При производстве стали с помощью LD-процесса раскисление осуществляется, как правило, при сливе металла из конвертера в сталеразливочный ковш. В данном расчете сталь раскисляется марганцем и кремнием (см. табл. 7.1).

Таблица 7.1

Химический состав используемых ферросплавов

Марка

Содержание, % по массе

	Mn	C	Si	P	S	Al	Fe
ФМН 2,0	75,00	2,00	2,00	0,35	0,03	–	20,62
Al-85	0,06	-	-	-	-	99,85	-

В соответствии с данными практики задаем следующий угар элементов из раскислителей в процентах от общего их количества, введенного в металл (см. табл. 7.2).

Таблица 7.2

Угар элементов из раскислителей, %

Раскислитель	Mn	Si	Р	C	S	Al	Fe
Ферромарганец	15	5	0	0	0	–	0
Al-85	-	-	-	-	-	25	-

Выход стали до раскисления составил 104,06 кг. Для дальнейшего расчета нужно знать вес стали после раскисления. Эту величину приходится задавать. Предположим, что при раскислении вес стали увеличивается до 105,06 кг. Для получения состава, заданного для готовой стали, 105,06 кг стали должны содержать:

Al = 0,0005 · 105,06 = 0,052кг;

Mn = 0,0030 · 105,06 = 0,31 кг;

O₂ = 0,00005 · 105,06 = 0,005 кг.

Перед раскислением сталь содержит, кг: Al–0; Mn–0,077; [O] – 0,044.

Нужно ввести в сталь Al = 0,052 кг; Mn = 0,31 – 0,077 = 0,233 кг и удалить из стали [O] = 0,034 – 0,005 = 0,029 кг.

Обозначив необходимое количество ферромарганца через Х, Al – через Y и приняв во внимание их состав, а также указанную выше степень выгорания элементов из них, можно составить следующие уравнения:

0,75ּХּ0,85= 0,233

1 ּ0,6ּY = 0,052

Решив систему уравнений, получим:

Х = 0,36; Y = 0,09

Значит, для раскисления в металл вводится 0,36кг ферромарганца и 0,09 кг Al на 100 кг чугуна (см. табл. 7.3, 7.4).

Таблица 7.3