3.3 Расчет массы и состава шлака, образующегося в доменной печи при выплавке чугуна
Шлак в доменной печи образуется из компонентов шихтовых материалов, не восстановившихся в ходе доменной плавки, а также не удалившихся из агрегата с газами. Для расчета количества и состава доменного шлака составим следующую таблицу
Расчет массы и состава доменного шлака
Компоненты шлака |
Масса компонента, переходящего из шихты в шлак, кг/100 кг чугуна |
Содержание компонента в шлаке, % |
CaO |
7,412 |
40,51 |
SiO2 |
6,198 |
33,87 |
MgO |
0,83 |
4,54 |
Al2O3 |
2,52 |
13,77 |
MnO |
0,102 |
0,56 |
FeO |
1,227 |
6,71 |
Масса шлака |
18,298 |
100 % |
Массу компонентов (за исключением
),
переходящих в шлак, рассчитаем следующим
образом:
кг/100 кг чугуна
где
,
- содержание компонента
соответственно в агломерате и в коксе,
%;
- степень восстановления компонента
в доменной печи, доля ед.
С учетом того, что оксиды железа в шихте
доменной печи представлены двумя формами
(
и
),
а в шлаке присутствует только один оксид
(
),
массу оксида железа в шлаке рассчитаем
по общему содержанию
в шихте:
,
кг/100 кг чугуна
где
,
- содержание
соответственно в агломерате и в коксе,
%;
- степень восстановления железа в
доменной печи, доля ед.
Раздел IV
Сталеплавильное производство
Сталеплавильное производство — это получение стали из сырья, чугуна или стального лома в сталеплавильных агрегатах металлургических заводов. Сталеплавильное производство является вторым звеном в общем производственном цикле чёрной металлургии. В современной металлургии основными способами выплавки стали являются кислородно-конвертерный и электросталеплавильный процессы.
Кислородно-конвертерный процесс, один из видов передела жидкого чугуна в сталь без затраты топлива путём продувки чугуна в конвертере технически чистым кислородом сверху.
Конвертер имеет грушевидную форму, футерованную изнутри огнеупорным кирпичом, с концентрической горловиной. Это обеспечивает лучшие условия для ввода в полость конвертера кислородной фурмы, отвода газов, заливки чугуна и завалки лома и шлакообразующих материалов. Кожух конвертера выполняют сварным из стальных листов толщиной от 20 до 100 мм, В центральной части конвертера крепят цапфы, соединяющиеся с устройством для наклона. Конвертер может поворачиваться вокруг горизонтальной оси на 360о со скоростью от 0,01 до 2 об/мин.
Рис.11.Кислородный конвертер в разрезе: 1 – стальной кожух; 2 – сталевыпускное отверстие; 3 – механизм поворота; 4 – огнеупорная футеровка
Под давлением более 1 Мн/м2 (10 кгс/см2) подается кислород водо-охлаждаемой фурмой через горловину конвертера. С целью образования основного шлака, связывающего в конвертер в начале продувки добавляют известь. Под воздействием дутья примеси чугуна окисляются, выделяя значительное количество тепла, в результате чего одновременно снижается содержание примесей в металле и повышается температура, поддерживая его в жидком состоянии. Когда содержание достигает требуемого значения продувку прекращают и фурму извлекают из конвертера. Продувка обычно длится
15—22 мин. Полученный металл содержит в растворе избыток поэтому заключительная стадия плавки - раскисление металла. Течение кислородно-конвертерного процесса (т. е. последовательность реакций окисления примесей чугуна) обусловливается температурным режимом процесса и регулируется изменением количества дутья или введением в конвертер "охладителей" (скрапа, руды, известняка). Температура металла при выпуске около 1600 °С.
Рис.12.Схема получения стали в кислородном конвертере: а — загрузка металлолома;
б — заливка чугуна; в — продувка; г — выпуск стали; д — слив шлака.