
- •Курсовой проект. «Расчет материального и теплового баланса Кислородно-конвертерной плавки»
- •Задание на расчет
- •Химический состав чугуна и стали
- •Химический состав ферросплавов
- •Расход и состав других материалов плавки
- •Количество примесей, удаляющихся из 100 кг чугуна к концу продувки (в кг)
- •Количество кислорода, необходимое для окисления примесей, и количество образующихся окислов
- •Переходит в шлак и уходит с газами из чугуна и других шихтовых материалов (см. Табл. 1.3, 2.1, 3.2)
- •2.1. Расчет количества и состава шлака
- •Вносится известью, в кг
- •Вещества, переходящие в шлак (кроме окислов железа) из различных источников (в кг)
- •Вес и состав конечного шлака
- •2.2. Расчет количества стали, получающейся из 100 кг чугуна
- •Баланс металла, кг
- •2.3. Расчет состава и количества отходящего из конвертера газа
- •Общая масса и состав конвертерных газов
- •Материальный баланс плавки до раскисления стали
- •3. Тепловой баланс конвертерной плавки
- •3.1. Приход тепла
- •3.1.1. Теплота жидкого чугуна
- •3.1.2. Теплота окисления примесей
- •Теплота окисления примесей
- •3.1.3. Теплота шлакообразования
- •Теплота шлакообразования
- •3.2.4. Теплота стали, остающейся в виде корольков в шлаке
- •Тепловой баланс плавки без теплопотерь
- •4. Расчет основных размеров конвертера
- •4.1. Расчет размеров внутренней полости конвертера
- •4.2. Конструирование огнеупорной футеровки цилиндрической части конвертера
- •5. Расчет теплопотерь конвертера и уточнение теплового баланса
- •5.1. Теплопотери через стенки конвертера
- •5.2. Теплопотери излучением через горловину конвертера
- •5.3. Расход тепла на охлаждение кислородной фурмы
- •Уточненный тепловой баланс конвертерной плавки
- •6. Расчет количества охладителей
- •7. Раскисление стали
- •Химический состав используемых ферросплавов
- •Угар элементов из раскислителей, %
- •Расчет количества элементов (в кг), вносимых раскислителями
- •Количество кислорода, необходимое для окисления элементов ферросплавов
- •Материальный баланс после раскисления стали
- •8. Расчет технических показателей процесса
- •8.1. Определение производительности конвертера
- •8.2. Определение расходных коэффициентов
- •9. Выводы
- •9. Список литературы.
Вес и состав конечного шлака
|
Вес |
|
Вес |
||
Составляющие |
кг |
% |
Cоставляющие |
кг |
% |
SiO2 |
0.778 |
11.09 |
CaO |
3.362 |
47.96 |
Al2O3 |
0.144 |
2.05 |
MgO |
0.17 |
2.42 |
Fe2O3 |
0.39 |
5.56 |
P2O5 |
0,228 |
3.25 |
FeO |
0.69 |
9.84 |
S |
0,034 |
0,48 |
CaF2 |
0.93 |
13.26 |
|||
MnO |
0,288 |
4.1 |
Итого |
7.01 |
100,00 |
2.2. Расчет количества стали, получающейся из 100 кг чугуна
В шлаке должно быть 0.39 кг Fe2O3 и 0.69 кг FeO. Количество Fe2O3, вносимое в шлак шихтой (см. табл. 2.3), составляет
0,01+1,76=1.77кг.
1.77
– 0.39 = 1.38 кг Fe2O3
должно восстановиться до FeO,
при этом выделится кислорода:
1.38 · (144/160) = 1.242 кг FeO и 1.38 – 1.242 = 0,138 кг.
Шихтовыми материалами вносится 0,06 кг FeO. Избыток 1.242 + 0,06 – 0.69 = 0.612 кг FeO восстановится до железа. При этом получится 0.612 · (56/72) = 0.476 кг Fe и 0.612 -0,476) = 0.136 кг кислорода.
Если количество оксидов железа, вносимое шихтовыми материалами, меньше их необходимого количества в шлаке, недостающее количество оксидов получается за счет окисления металлического железа. Такая ситуация обычно складывается в случае, если в завалку железная руда не дается. В данном расчете введение двух килограммов руды обеспечило шлак нужным количеством окислов железа, исключив этим необходимость окисления металлического железа и уменьшения выхода жидкого металла.
В процессе продувки наблюдаются выбросы металла (и шлака) из конвертера и вынос мелких капель металла с отходящими газами. Потери металла с выбросами и выносом зависят от целого ряда факторов: удельного объема конвертера, интенсивности продувки, рода охладителя (скрап или руда), конструкции и положения фурмы, характера процесса шлакообразования и т.д. Хотя при конструировании конвертера и разработке технологии продувки стараются выбрать вышеуказанные факторы такими, чтобы этих потерь не было. На практике они всегда имеют место. Согласно практическим данным общие потери металла с выбросами и выносом можно принять равными 1 % от массы чугуна при использовании в качестве охладителя (металлической ванны) скрапа и 2 % – в случае применения руды.
Некоторое количество железа теряется со шлаком, находясь в нем в виде корольков. Количество корольков в шлаке зависит в основном от интенсивности перемешивания ванны и консистенции шлака. Количество корольков в шлаке обычно составляет 2–7 % от веса шлака. В данном расчете примем его равным 5 %.
Потери металла (в виде корольков) со шлаком равны (см. табл. 2.7).
7.01· 0,05 = 0,35 кг.
Угар металла составляет
5.79+ 0,029 - 0,476= 5.34 кг.
5,79 (табл.2.2.) + 0,029 (сера,удоляющаяся из металла) - 0,476 (железо восстановленное из руды) = 5,34 кг
Таблица 2.7