2.11. Тепл. Баланс конверт. Плавки и треб-я к шихт мат-лам.

Схема матер. потоков при выплавке в конверт-х: 1)Поступают: -газообр. кислород, -жидк.чугун, -тв. мет. лом, - шлакообраз-щие; 2)Кисл-конверт. процесс; 3)На выходе: -отход. газы, -металл, -шлак.

Тепл. баланс конверт. плавки:

Приход тепла: 1)Физич. тепло жидк. чугуна; 2)Хим. тепло окислит. р-ций: 2._)Окисл-е: 1)С, 2)Mn, 3)Si, 4)P, 5)Fe; 3)Шлакообраз-ние.

Расход тепла: 1)нагрев Ме; 2)Нагрев шлака; 3)Потери тепла: 3.1) с отх. газами, 3.2)остальные виды потерь.

Термопары в футеровке конв-ра (получаемая инф-ция): 1)распред-е темп-ры внутри футеровки конв-ра, 2)износ футеровки по мере выхода из строя термопар.

Тепл. потери обусловлены: 1) Потери тепла через корпус конв-ра в окр прост-во из-за нагрева корпуса. 2) потери на нагрев активн. слоя футеровки.

Тепл. поток с ед-цы площади поверх-ти конв-ра, Вт/м²: q_к=(9,42+0,0523*(t-t_в))*t, t-темп-ра корпуса конв., t_в-окр. среды, ⁰С. Тепл. потери через корпус конв-ра: Q_кор=q_к*S_к*τ_ц, S_к-площ. внешн. поверх-ти конв-ра, τ_ц-время цикла плавки. S_к= 1,33*S_внут.

Потери на нагрев актив. слоя футеровки Q_фут.

Суммарн. тепл. потери: Q_пот= Q_кор+ Q_фут.

2.12 Технолог операции конверт. плавки. Составляющие технолог. цикла конвертер. плавки: 1)подготовка конв-ра:5-6мин; 2) загрузка скрапа:2мин; 3)заливка чугуна:2мин; 4)продувка:12-16мин; 5)отбор пробы, замер t⁰:4мин; 6)слив металла:4-7мин; 7)неучтен. задержки:3мин. Итого:32-40мин.

Коментарий: -подготовка конв-ра включ-т слив шлака пред-ей. плавки, -продувка ведется с интенсивн-тью 4м³/(т*мин), -загрузка скрапа осущ-ся одним совком, -заливка чугуна осущ-ся одним чугунозаливочн. ковшом.

Миксер – емкость, предназнач для времен. хранения жидк чугуна, создания резерва и усреднения чугуна в сталеплав цехе.

Стационарный миксер (2500т) состоит из: -корпуса, имеющ. внутри огнеупорн. кладку; -опорного устр-ва; -мех-ма наклона корпуса; -мех-мов открывания крышки заливочн окна и крышки сливного носка.

1)Корпус миксера изготавл из метал. листов, соед-ных накладками и заклепками. 2)Изнутри корпус выложен огнеупорами (рабоч слой-магнезитовыми, а защитный – шамотными). 3)Мех-м наклона обеспеч наклон миксера для слива чугуна в чугуновозы. 4)Для компенсации тепл. потерь миксер снабжен горелками.

Чугуновозы миксерн типа: искл-ют строит-во стационарн миксеров; способств сниж-ю тепла при перевозке и переливе чугуна; снижают капитальн и эксплуат расходы. Транспортирование чугуна осущ-ся самоходн. чугуновозами с большегрузн. ковшами, вместимостью 300 и 350т. Корпус ковша изг-ся цельносварным и внутри футеруется огнеупорами.

Операции конвертерной плавки: а)Завалка металлич лома; б) Заливка чугуна; в) Продувка.

Процесс продувки(окислит. рафинирование): -Si окис-ся почти весь; -конц-я Mn в конце продувки приближ к равновесн; -конц-я P и S сниж-ся до знач-й, опред-ных требованиями стандартов, что обесп наведением шлака задан. осн-ти; -к-ция углерода и темп-ра металла должны соотв-ть заданной марке стали.

Цели управления – получение в конце продувки:

1)конц-ю углерода в пределах, предусмотр стандартами на задан марку стали [C]_ст; 2)темп-ры металла предусмотр стандартами на задан. марку стали; 3)основности шлака, обеспеч снижение конц-ции P и S не выше, уст стандартами предлов В.

Длит-ть продувки опред-ся процессами: -окисл-я углерода; -нагрева металла; -наведения шлака задан осн-ти; -расплавл-я металлич лома.

Задача управления – синхронизация во времени процессов: окисления улерода; нагрева металла; наведения шлака; расплавл-я лома.

Важнейшая операция – окисление углерода, она фактически опред длит-ть продувки и напрям связана с удельн интенс-ю продувки.

Средняя за продувку скор-ть окисл-я углерода:

[C]+0,5{O₂}={CO}; V_C=(Ac/0,5V_O2)*η_C*i_O2*G_к,[кг/мин];

V_C=0,0992*η_C*i_O2, [%C/мин]. η_C*i_O2*G_к-расход O₂ на окисление до {CO}, η_C-доля О₂, расход. на окисл-е С.

Завис-ть средн. скор-ти окисл-я С от удельн. интенс-ти продувки: Резюме: -эксперим. данные хорошо согласуются с предварит. «теоретич.» анализом; -доля О₂ расход. на окисл-е С до {CO} остается, практич., пост. во всем интервале измен-я удельн. инт-ти продувки. Следоват., процесс окисл-я С лимит-ся доставкой О₂(за искл. заверш. этапа продувки). Процесс продувки может осущ-ся с еще больш. интенс-ю, чем это имеет место в наст. время.

Длительность продувки и связь с уд интенсивностью продувки: V_О2= i_О2 * G_k. ∑V_О2=V_О2*τ_пр –суммарн. расход О₂ на продувку, I_O2=∑V_О2/G_k-расход О₂ на т Ме, м³/т.

I_O2 зависит от: состава металлошихты; темп-ры чугуна; состава выплавл стали; темп-ры выплавл стали.

На действующ. агрегатах I_O2=47±2м³/т, τ_пр=I_O2/i_O2=47/i_O2. Трудности при большой удельной инт-ти продувки: затягив-е проц-са шлакообраз-я; расплавл-е метал. лома.

Длит-ть вспомог. операций 20-24мин, длит-ть продувки при удельн. интенс-ти 2м³/(т*мин)-23,5мин, при 4м³/(т*мин)-12мин.