Расчет состава и количества конвертерного шлака

Источники компонентов шлака	Масса компонентов, кг/100 кг шихты
	CaO	SiO2	MnO	MgO	P2O5	Al2O3	FeO	Fe2O3
Окисление примесей (Si, Mn, P) металлошихты		=0,36	0,261 =0,34		0,079 =0,18
Известь	0,95·3,42 =3,249	0,05·3,42 =0,171	-	-	-	-	-	-
Огнеупорная футеровка	0,07·0,3 =0,021	-	-	0,93·0,3 =0,279	-	-	-	-
Масса шлака без оксидов железа	3,27	0,531+0,44=0,971	0,34	0,279	0,18	-	-	-
Общая масса шлака	6,456
Состав шлака, %	50,649	15,04	5,266	4,321	2,788	-	17,167	4,769

4.2.3 Расчет выхода полупродукта

В ходе продувки расплава в конвертере масса металлошихты уменьшается в результате:

- окисления примесей чугуна и металлолома ;

- окисления железа ;

- потерь железа с пылью ;

- потерь железа в виде корольков в шлаке ;

- загрязнения металлолома .

Отсюда массу полупродукта ( ) можно рассчитать следующим образом:

.

Массу окислившихся примесей и железа, перешедшего в шлак, определим, соответственно, как:

,

где , , , - изменение содержания углерода, кремния, марганца и фосфора в процессе продувки металла в конвертере.

Потери железа с пылью принимают равными 1,5 – 2,0 % массы металлической части шихты, в виде корольков – 6 – 10 % массы шлака. Потери массы металла вследствие загрязнения металлолома – 1 – 2 % его массы.

Выход жидкой стали (% отн.) является важной характеристикой эффективности работы сталеплавильного агрегата, его величина определяется отношением:

%

4.2.4 Определение расхода кислорода

В кислородно-конвертерном процессе основным источником кислорода для рафинирования расплава является технический кислород, вдуваемый через фурму в металлическую ванну . Часть кислорода поступает из окалины, находящейся на поверхности металлолома .

Кислород расходуется на окисление примесей шихты и железа, переходящего в шлак , а также на образование плавильной пыли . Расход кислорода можно рассчитать из уравнения баланса кислорода:

Количество кислорода, необходимого для окисления примесей, составляет:

,

где - доля углерода, окисляющегося до CO₂

Количество кислорода, необходимое для образования оксидов железа в шлаке, составляет:

,

где 0,238 – стехиометрический коэффициент пересчета массы окислившегося железа на требуемую для этого массу кислорода в предположении, что в составе оксидов железа 80 % FeO и 20 % Fe₂O₃.

Количество кислорода, расходуемое при пылеобразовании, в предположении, что окисление железа идет до Fe₃O₄ составляет:

,

где 0,27 – стехиометрический коэффициент пересчета окалины на кислород, полученный в предположении, что в состав окалины входит 30 % FeO и 70 % Fe₂O₃.

Подставляя результаты расчетов в уравнение баланса кислорода, можно установить массу чистого кислорода, необходимую для проведения конвертерного процесса. При расчете массового расхода технического кислорода следует учитывать его состав (примем, что {O₂}_ТК=99,5 % об., {N₂}_ТК =0,5 % об.), а также то, что не весь кислород усваивается ванной при продувке - коэффициент использования кислорода К=0,93:

= 6,765 · 100/99,5/0,93 = 7,311

На практике, как правило, контролируют не массу продутого в конвертере технического кислорода, а его объемный расход :

л,

где 32 и 22,4 – соответственно масса и объем при нормальных условиях одного киломоля технического кислорода.