7. Уточнення складу металу наприкінці продувки (перед розкисленням)

Температурна залежність константи рівноваги марганцю:

,

де Т = t_мет + 273 = 1600 + 273 = 1873 – температура металу наприкінці продувки, К; t_мет = 1600 – температура металу наприкінці продувки, ^○С (див. вихідні дані); (∑% FeO)_к = 12,8 – сумарний вміст оксидів заліза у кінцевому шлаці, що перерахований на FeO, % (див. п. 2.1.4); (% MnO)_к – вміст оксиду марганцю у кінцевому шлаці, %; [% Mn]_к – вміст марганцю у металі наприкінці продувки, %.

Підставляючи відомі величини до виразу константи рівноваги, одержуємо

,

звідки

,

або ;

Балансове рівняння розподілу між металом і шлаком має вигляд:

,

де ∑ Mn_ших – кількість марганцю, що внесений шихтою, кг; М’_мет = 90,833 – орієнтовний вихід рідкого металу наприкінці продувки (див. п. 2.1.5); М’_шл = 10,949 – орієнтовна кількість шлаку наприкінці продувки (див. п. 2.1.6).

Вноситься марганцю шихтою (∑ Mn_ших), кг:

а) металошихтою – 0,515 (див. табл. 2.3);

б) залізною рудою - ;

в) міксерним шлаком - .

Разом: ∑ Mn_ших = 0,569,

де 0,6 і 0,573 – відповідно витрата залізної руди і міксерного шлаку, кг (див. табл. 2.4); 1,1 і 11,2 – вміст MnO у залізній руді і міксерному шлаці, % (див. табл. 2.2).

Підставляючи відомі величини у балансове рівняння, одержуємо:

звідки

%

Вміст фосфору у металі також визначається з балансового рівняння розподілу фосфору між шлаком та металом:

,

звідки

,

де ∑ Р_ших – кількість фосфору, що вноситься всіма шихтовими матеріалами, кг; [%Р]_к – вміст фосфору у металі наприкінці продувки, %; - коефіцієнт розподілу фосфору між шлаком і металом наприкінці продувки; (%Р₂О₅)_к – вміст Р₂О₅ у кінцевому шлаці, %; М’_мет = 91,020 – орієнтовний вихід рідкого металу (див. п. 2.1.5); М’_шл = 10,662 – орієнтовна кількість шлаку наприкінці продувки (див. п. 2.1.6).

Приблизні значення коефіцієнтів розподілу фосфору між шлаком і металом наприкінці продувки у залежності від основності та окисленості кінцевого шлаку можуть бути визначеними з таблиці 2.6, яка складена за великою кількістю виборчих даних.

Таблиця 2.6 – Приблизні значення коефіцієнтів розподілу фосфору між металом та шлаком у кисневому конвертері

Основність кінцевого шлаку (Вк)	Відношення при вмісті у шлаці (FeO)к, %
	6,0	8,0	10,0	12,0	14,0	16,0
2,6	46	53	62	71	80	89
2,8	50	57	56	75	83	92
3,0	57	64	73	82	91	100
3,2	64	71	80	89	98	107
3,4	71	78	87	96	105	114
3,6	77	85	94	103	112	120

У нашому випадку (при основності кінцевого шлаку В_к = 3,0 та вмісту (FeO)_к = 9,686%) коефіцієнт розподілу фосфору між шлаком та металом складе (знаходимо інтерполюванням):

Вноситься фосфору шихтою (∑ Р_ших), кг:

а) металошихтою – 0,037 (див. табл. 2.3);

б) залізною рудою - ;

в) бокситом - ;

г) міксерним шлаком - .

Разом: ∑ Р_ших = 0,040,

де 0,6 і 0,573 – відповідно витрата залізної руди і міксерного шлаку, кг (див. табл. 2.4); 0,6; 0,4 і 0,2 – вміст Р₂O₅ у залізній руді, бокситі і міксерному шлаці, % (див. табл. 2.2).

Підставляючи відомі величини, одержуємо:

%

Аналогічно з балансового рівняння розподілу сірки між металом та шлаком:

Виходить, що

,

де ∑ S_ших – кількість сірки, що вноситься всіма шихтовими матеріалами, кг; [%S]_к – вміст сірки у металі наприкінці продувки, %; - коефіцієнт розподілу сірки між шлаком і металом наприкінці продувки; (%S)_к – вміст сірки у кінцевому шлаці, %; М’_мет = 91,020 – орієнтовний вихід рідкого металу (див. п. 2.1.5); М’_шл = 10,662 – орієнтовна кількість шлаку наприкінці продувки (див. п. 2.1.6).

Коефіцієнтом розподілу сірки між шлаком і металом наприкінці продувки в залежності від основності кінцевого шлаку наближено можна задатися на основі таблиці 2.7, яка складена внаслідок обробки великої кількості експериментальних та виборчих даних.

Таблиця 2.7 – Приблизні значення коефіцієнтів розподілу сірки у кисневому конвертері

Основність кінцевого шлаку	2,4	2,6	2,8	3,0	3,1	3,2	3,4	3,6
	5,4	6,5	7,4	8,0	8,15	8,3	8,5	8,7

У нашому випадку (основність кінцевого шлаку В_к = 3,0) коефіцієнт розподілу сірки η_S = 8.

Вноситься сірки шихтою (∑ S_ших), кг:

а) металошихтою – 0,040 (див. табл. 2.3);

б) бокситом - ;

в) вапном - ;

г) міксерним шлаком - .

Разом: ∑ S_ших = 0,042,

де 0,4; 6,469 і 0,573 – відповідно витрата бокситу, вапна і міксерного шлаку, кг (див. табл. 2.4); 0,12; 0,1 і 0,21 – вміст сірки у бокситі, вапні і міксерному шлаці, % (див. табл. 2.2).

Підставляючи відомі величини у рівняння, одержуємо:

%

Уточнений хімічний склад металу наприкінці продувки зводимо до таблиці 2.8.

Таблиця 2.8 – Хімічний склад металу наприкінці продувки, %.

С	Si	Mn	P	S
0,4	0	0,184	0,01	0,026