- •Основні
- •Практична робота № 1 Тема: Розрахунок основних параметрів кисневих конверторів.
- •Практична робота №2
- •Практична робота № 3 Тема: Розрахунок теплового балансу киснево-конверторної плавки.
- •Практична робота № 4
- •Практична робота № 5 Тема: Розрахунок потреби обладнання киснево-конверторного цеху.
- •Практична робота № 6 Розрахунок основних параметрів мартенівської печі.
- •Практична робота № 7 Тема: Розрахунок матеріального балансу плавки в мартенівській печі
- •Практична робота № 8 Тема: Розрахунок розкислювання мартенівської сталі.
- •Практична робота № 9 Тема: Розрахунок теплового балансу мартенівської плавки
- •Практична робота № 10 Тема: Розрахунок шихти і матеріального балансу в двохванному сталеплавильному агрегаті.
- •Практична робота №11
- •Прииклад розкислювання сталі 1c26
- •Практична робота 12 Тема: Розрахунок теплового балансу в двохванному сталеплавильному агрегаті.
- •Практична робота №13 Розрахунок потреби обладнання мартенівського цеху.
- •Практична робота 13 Тема: Розрахунок виливниці для злитка киплячої сталі
- •Практична робота 14 Тема: Розрахунок часу затвердення злитка у виливниці
- •Практична робота 15 Тема: Розрахунок температури ліквідус та солідус.
- •Практична робота №16 Тема: Розрахунок розмірів плавильного простору дугової сталеплавильної печі.
- •Ванна печі після капітального ремонту повинна мати об'єм
- •Глибина і діаметр ванни
- •Розміри плавильного простору
- •Висота підйому для магнезитохромітового зведення рівна
- •Корисна потужність за період плавлення
- •Вибір ступенів напруги
Практична робота № 7 Тема: Розрахунок матеріального балансу плавки в мартенівській печі
Мета работи: Навчитися розроховувати матеріальний баланс для мартенівської печі.
Мартенівські печі середньої і великої місткості, що діють в денний час, опалюються природним газом з добавкою або без добавки мазуту, а також з інтенсифікацією процесу киснем. При цьому практично виключається з процесу залізняк.
У справжньому розрахунку передбачено продування ванни киснем з середньою і підвищеною інтенсивністю. Розрахунок ведеться на 100 кг металевої шихти (чавун +скрап).
При складанні матеріального балансу визначаються:
- вміст елементів в металі перед розкисленням;
- середній склад металошихті;
- кількість що видаляються з металу по ходу плавки домішок, витрата кисню на їх окислення, склад первинного шлаку;
- загальна витрата кисню на плавку;
- витрата вапняку, винищити і бокситу;
- всі види втрат металу і уточнений вихід придатного;
- склад і кількість газів, що виділяються з ванни;
- зведений баланс плавки перед розкислюванням;
- розрахунок розкислювання стали з перевіркою складу готового металу.
Нижче приведений приклад розрахунку матеріального балансу плавки в мартенівській печі місткістю 300 т стали марки А36.
Приклад розрахунку матеріального балансу плавки.
Ісходні дані
В таблиці 1 приведений масовий вміст елементів в готовій сталі мазкі А36.
Таблиця 1 масовий вміст елементів в готовій сталі мазкі А36,%
Марка стали |
Стандарт |
Масовий зміст елементів |
||||
С |
Мп |
Si |
Не більш |
|||
Р |
S |
|||||
А36 |
ГОСТ 5521-93 |
0.14-0.18 |
0.90-1.60 |
0.15-0.50 |
0.035 |
0.035 |
Таблиця 2 масовий вміст елементів в металевій частині шихти %.
Матеріал |
Стандарт |
Масовий зміст елементів |
||||
С |
Мп |
Si |
Р |
S |
||
Чавун передільний |
ДСТУ 31 33-95 |
4.41 |
1.0 |
0.7 |
0.12 |
0.04 |
Скрап 45% |
ДСТУ 2787-94 |
0.20 |
0.40 |
0.30 |
0.03 |
0.05 |
Місткість мартенівської печі - 300 т.
Інтенсивність продування через одну склепінну кисневу фурму - 1800 м3/час.
Зміст сталевого скрапу у складі металошихти - 45%.
Кількість міксерного шлаку, що зливається з рідким чавуном, - 0.8% від маси чавуну.
Зміст: сміття в скрапі - 2%,
окалини в скрапі - 1% від маси в скрапі.
Приймаємо:
а) витрата, кг/м: материалу зведення - 0.5;
подини - 1.0;
сирого доломиту - 8.0;
обпаленого доломиту - 10.0;
кінцевого шлаку - 5.0;
б) попередній вихід рідкої сталі - 90%.
Розрахунок ведомо на 100 кг металошихты.
Розрахункова частина
Маса рідкого чавуну з миксерным шлаком: 100-45=55 кг
Маса миксерного шлаку 55
Маса сміття скрапу 45= 0,9000 кг
Маса окалини скрапу 45=0,4500 кг
Маса рідкого чавуну (без миксерного шлаку): 55-0,44=54,5600 кг
Маса сталевого скрапу (без сміття і окалина): 45-0,900-0,4500=43,6500 кг
У таблиці 3 приведений масовий вміст компонентів в неметалічній частині шихти.
Таблиця 3- масовий вміст компонентів в неметалічній частині шихти, у відсотках
матеріал |
Стандарт |
Масовий вміст компонентів |
||||||||||
CaO |
MgO |
MnO |
FeO |
SiO2 |
P2O5 |
Fe2O3 |
Al2O3 |
S |
CO2 |
H2O |
||
Шлак міксерний |
- |
47.0 |
4.0 |
1.5 |
1.5 |
39.5 |
- |
- |
6.0 |
1.5 |
- |
- |
Шлак кінцевий |
- |
48.8 |
10.0 |
5.0 |
12.0 |
17.0 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
0.2 |
- |
- |
Окалина скрапу |
- |
- |
- |
- |
31.0 |
- |
- |
69.9 |
- |
- |
- |
- |
Сміття скрапу |
- |
- |
- |
- |
- |
70.0 |
- |
- |
25.0 |
- |
- |
- |
Матеріал своду |
- |
2.0 |
66.0 |
- |
- |
6.5 |
- |
5.0 |
4.0 |
Cr2O3=46.5% |
||
Матеріал подини |
- |
1.3 |
93.5 |
- |
- |
2.0 |
- |
2.1 |
1.1 |
- |
- |
- |
Доломіт опалений |
ДОСТ 10389-63 |
53.3 |
38.8 |
- |
- |
1.0 |
-- |
3.7 |
3.8 |
- |
- |
- |
Доломіт серий |
ДОСТ 10357-63 |
44.2 |
10.4 |
- |
- |
1.6 |
- |
0.7 |
0.3 |
- |
41.0 |
1.8 |
Вапняк |
- |
53.3 |
0.7 |
- |
- |
1.6 |
0.03 |
0.7 |
0.8 |
0.1 |
42.57 |
- |
Вапно |
- |
91.2 |
0.7 |
- |
- |
2.8 |
- |
- |
1.5 |
0.1 |
3.2 |
0.5 |
Боксит (Б-6) |
ДОСТ 972-74 |
4.0 |
- |
- |
- |
20.0 |
- |
18.0 |
52.0 |
- |
- |
6.0 |
Визначаємо середній масовий зміст елементів в металошихті. Для цього масу чистих складових шихти (чавуну і скрапу) умножаемо на процентний зміст данного элементу в ньом і ділимо на 100.
чавун
С 4,41×54,56/100=2,4061
Мп 1,0×54,56/100=0,5456
Si 0,7×54,56/100=0,3819
Р 0,12×54,56/100=0,0655
S 0,04×54,56/100=0,022
скрап
С 0,20×43,65/100=0,0873
Мп 0,40×43,65/100=0,1746
Si 0,30×43,65/100=0,1310
Р 0,03×43,65/100=0,0131
S 0,05×43,65/100=0,0219
У таблицю 4 вносимо результати розрахунку.
Таблиця 4 середній масовий зміст елементів в металошихті.
— |
Маса, кг |
С |
Мп |
Si |
Р |
S |
Чавун рідкий |
54,56 |
2,4061 |
0,5456 |
0,3819 |
0,0655 |
0,022 |
Скрап сталевої |
43,65 |
0,0873 |
0,1746 |
0,1310 |
0,01310 |
0,0219 |
Середній склад металоших |
— |
2,4934 |
0,7202 |
0,5129 |
0,0786 |
0,0439 |
Визначаємо зміст елементів в металі перед розкислюванням:
- вуглецю
.
де [С]міп.г.с, [С]max. г.с. - відповідно мінімально і максимально допустимі значення змісту вуглецю в готовій сталі (таблиця 1);
∆С - кількість вуглецю, що вноситься розкислювачами
(коливається в межах 0,01-0,04%).
Приймаємо ∆С = 0.02%. Тоді [C]п.р.=
- кремнію [Si]пр =0;
- марганцю.
Залежно від змісту марганцю в металошихті коливається в межах 0.08-0,18%. Приймаємо [Mn]пр. =0.15%;
- фосфору.
Залежить від режиму скачування первинного шлаку, зміст фосфору в чавуні коливається в межах 0.008-0.02%. Приймаємо [Р]пр = 0.020%;
- сірка
Приймається з розрахунку видалення по ходу процесу 30-50% сірки металошихти. Приймаємо, що віддаляється 40% сірі металошихти.
Тоді
Оскільки вихід приданного металу заздалегідь прийнятий рівним 90%, то в металі перед розкислюванням залишиться наступний зміст елементів, кг:
[С] = [С]п.р.х0,9 =0,14х 0,9=0,126;
[Мп] = [Мп]п.рх0,9=0,15x 0,9=0,135;
[Р] = [Р]п.р.х0,9=0,020х 0,9=0,018;
[S] = [SJn.P.x0,9=0,026x0,9=0,0234
Визначаємо кількість домішок, яка віддаляється з металу по ходу плавки, Для цього з середнього змісту кожного елементу в металошихті віднімаємо вміст даного елементу в металі перед розкисленням (по вертикалі) і остаточно складаємо (по горизонталі).
С 2,4934-0,1260=2,3674
Мп 0,7202-0,1350=0,5852
Si 0,5129-0,000=0,5129
Р 0,0786-0,018=0,0606
S 0,0439-0,0234=0,0205
3,5466
Результати розрахунку приведені в таблиці 5.
Таблиця 5- визначаємо кількість домішок, яка віддаляється з металу по ходу плавки.
|
С |
Мп |
Si |
Р |
S |
Сума |
Середній склад металлошихти |
2,4934 |
0,7202 |
0,5129 |
0,0786 |
0,0439 |
– |
Домішки металу перед розкислюв |
0,1260 |
0,1350 |
0,0000 |
0,018 |
0,0234 |
— |
Віддаляється домішок |
2,3674 |
0,5852 |
0,5129 |
0,0606 |
0,0205 |
3,5466 |
Визначимо витрату кисню на окислення домішок, використовуючи дані таблиці 5 і реакції окислення. Оскільки при видаленні сірі з металу і її скріпленні в шлаку виділяється кисень, то цю кількість віднімають з суми витрати кисню на окислення решти елементів. Для отримання таблиці 6, по вертикалі 1 колонка –береться з таблиці 5
Кількість оксидів, що утворюються, знаходимо шляхом складання витрати кисню і елементу, що окислюється (останній стовпець таблиці 6)
С ( ---------- дивись нижче)
С 0,2374+0,6313=0,8680
Мп 0,5852+0,1702=0,7555
Si 0,5129+0,5862=1,0991
Р 0,0606+0,0782=0,1388
S 0,0205+(-0,01025)=0,0103
Для того щоб розрахувати кількість оксиду С, що утворюються (5 стовпчик верхня строка ) необхідно скласти 2 і 4 стовпчики 3,5466+4,2966=7,8433
І від цієї суми утворюючих оксидів віднімаємо:
7,8433-0,0103-0,1388-1,0991-0,7555-0,8680=4,9716
Отримані дані зводимо в таблицю 6.
Таблиця 6- кількість оксидів, що утворюються.
Элемент |
Віддаляється по ходу плавки, кг |
Реакція |
Потрібний кисню на окислення домішок, кг |
Утворюється оксидів, кг |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
С |
2,3674 |
[С]+0,5{ O}={CO} [С]+{O}={CO} |
2,3674x90x16/1200=2,8409 2,3674x10x32/1200=0,6313 |
4,9716 0,8680 |
Мп |
0,5852 |
[Мп]+0,5{O}=(МпО) |
0,5852x16/55=0,1702 |
0,7555 |
Si |
0,5129 |
[Si]+{ O}={SiO} |
0,5129x32/28=0,5862 |
1,0991 |
Р |
0,0606 |
2[Р]+2,5{O}={РO} |
0,0606x80/62=0,0782 |
0,1388 |
S |
0,0205 |
(FеS)+(CaO)= (CaS)+(FeO) |
0,0205х(-16/36) = -0,01025 |
0,0103 |
|
3,5466 |
— |
4,2966 |
7,8433 |
Приймаємо, що в первинний шлак переходять:
- шлакообразуючі оксиди від окислення домішок металошихти (з таблиці 6);
- міксерний шлак, окалина і сміття сталевого скрапу, весь кінцевий шлак, матеріал подіни і зведення, сирий і обпалений доломіт;
- частина вапняку (приймаємо рівним 2.5%).
Визначаємо масовий вміст компонентів в первинному шлаку. Для цього витрата вказаних складових шихти і заправних матеріалів, а також вапняку, умножаємо на зміст даного компоненту (з'єднання) з таблиці 3. Набутих по горизонталі значень складаємо по вертикалі, а цифри останньої рядки - по горизонталі, отримуючи остаточно кількість первинного шлаку (без урахування окислення заліза).
Внесено |
Засвоєн ванною |
SіО |
1 |
2 |
3 |
Металлошихтой |
- |
із таб.6 дивись стовпчик 5: 1,0991 |
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 39,5×0,4400/100=0,1738 |
Сміттям скрапу |
0,9000 |
із таб.3. 70×0,9000/100=0,6300 |
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб. 17×0,5/100=0,0850 |
Матеріал. зведення |
0,0500 |
із таб.3 6,5×0,0500/100=0,0032 |
Матеріал.подіни |
0,1000 |
із таб.3 2,0×0,100/100=0,0020 |
Сирим доломітом |
0,8000 |
із таб.3 1,6×0,8000/100=0,0128 |
Обпален.доломітом |
1,0000 |
із таб.3 1,0×1,000/100=0,0100 |
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 1, 6×2,500/100=0,0400 |
Разом |
|
2,0559 |
Внесено |
Засвоєн ванною |
АlО |
Металлошихтой |
- |
---------------------------------------- |
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 6,0×0,4400/100=0,0264 |
Сміттям скрапу |
0,9000 |
із таб.3. 25,0×0,9000/100=0,2250 |
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 2,0×0,5/100=0,0100 |
Матеріал. зведення |
0,0500 |
із таб.3 4,0×0,0500/100=0,0020 |
Матеріал.подіни |
0,1000 |
із таб.3 1,1×0,100/100=0,0011 |
Сирим доломітом |
0,8000 |
із таб.3 0,3×0,8000/100=0,0024 |
Обпален.доломітом |
1,0000 |
із таб.3 3,8×1,000/100=0,0380 |
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 0,8×2,500/100=0,0200 |
Разом |
|
0,3249 |
Внесено |
Засвоєн ванною |
СаО |
1 |
2 |
5 |
Металлошихтой |
- |
---------------------------------------- |
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 47,0×0,4400/100=0,2068 |
Сміттям скрапу |
0,9000 |
---------------------------------------- |
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 48,8×0,5/100=0,244 |
Матеріал. зведення |
0,0500 |
із таб.3 2,0×0,0500/100=0,001 |
Матеріал.подіни |
0,1000 |
із таб.3 1,3×0,100/100=0,0013 |
Сирим доломітом |
0,8000 |
із таб.3 44,2×0,8000/100=0,3536 |
Обпален.доломітом |
1,0000 |
із таб.3 53,3×1,000/100=0,5330 |
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 53,3×2,500/100=1,3325 |
Разом |
|
2,6722 |
Внесено |
Засвоєн ванною |
MgO |
1 |
2 |
6 |
Металлошихтой |
- |
---------------------------------------- |
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 4,0×0,4400/100=0,0176 |
Сміттям скрапу |
0,9000 |
---------------------------------------- |
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 10,0×0,5/100=0,05 |
Матеріал. зведення |
0,0500 |
із таб.3 66,0×0,0500/100=0,033 |
Матеріал.подіни |
0,1000 |
із таб.3 93,5×0,100/100=0,094 |
Сирим доломітом |
0,8000 |
із таб.3 10,4×0,8000/100=0,083 |
Обпален.доломітом |
1,0000 |
із таб.3 38,8×1,000/100=0,388 |
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 0,7×2,500/100=0,0175 |
Разом |
|
0,6831 |
Внесено |
Засвоєн ванною |
МnО |
1 |
2 |
7 |
Металлошихтой |
- |
із таб.6 0,7555 |
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 1,5×0,4400/100=0,0066 |
Сміттям скрапу |
0,9000 |
---------------------------------------- |
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 5,0×0,5/100=0,025 |
Матеріал. зведення |
0,0500 |
---------------------------------------- |
Матеріал.подіни |
0,1000 |
---------------------------------------- |
Сирим доломітом |
0,8000 |
---------------------------------------- |
Обпален.доломітом |
1,0000 |
---------------------------------------- |
Вапняком |
2,500 |
--------------------------------------- |
Разом |
|
0,7871 |
Внесено |
Засвоєн ванною |
РO |
1 |
2 |
8 |
Металлошихтой |
- |
із таб.6. 0,1388 |
Міксерним шлаком |
0,4400 |
--------------------------------------- |
Сміттям скрапу |
0,9000 |
---------------------------------------- |
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 2,0×0,5/100=0,01 |
Матеріал. зведення |
0,0500 |
----------------------------------------- |
Матеріал.подіни |
0,1000 |
---------------------------------------- |
Сирим доломітом |
0,8000 |
---------------------------------------- |
Обпален.доломітом |
1,0000 |
----------------------------------------- |
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 0,03×2,500/100=0,0008 |
Разом |
|
0,1496 |
Внесено |
Засвоєн ванною |
S |
1 |
2 |
9 |
Металлошихтой |
- |
із таб.6. 0,0103 |
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 1,5×0,4400/100=0,0066 |
Сміттям скрапу |
0,9000 |
---------------------------------------- |
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 0,2×0,5/100=0,001 |
Матеріал. зведення |
0,0500 |
|
Матеріал.подіни |
0,1000 |
|
Сирим доломітом |
0,8000 |
|
Обпален.доломітом |
1,0000 |
|
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 0,1×2,500/100=0,0025 |
Разом |
|
0,0204 |
Внесено |
Засвоєн ванною |
СгO |
1 |
2 |
10 |
Металлошихтой |
- |
|
Міксерним шлаком |
0,4400 |
|
Сміттям скрапу |
0,9000 |
|
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
|
Матеріал. зведення |
0,0500 |
|
Матеріал.подіни |
0,1000 |
|
Сирим доломітом |
0,8000 |
|
Обпален.доломітом |
1,0000 |
|
Вапняком |
2,500 |
|
Разом |
|
0,0083 |
Результат розрахунку зводимо в таблицю 7.
Таблиця 7 Масовий вміст компонентів в первинному шлаку.
Внесено |
Засвоєн ванною |
SiO2 |
Аl2О3 |
СаО |
MgO |
МnО |
Р2O5 |
S |
Сг2O3 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Міксерним шлаком |
0,4400 |
0,1738 |
0,0264 |
0,2068 |
0,0176 |
0,0066 |
------ |
0,0066 |
|
Сміттям скрапу |
0,9000 |
0,6300 |
0,2250 |
----- |
------- |
------ |
------ |
----- |
|
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
0,0850 |
0,0100 |
0,244 |
0,05 |
0,025 |
0,01 |
0,001 |
|
Матеріалом зведення |
0,0500 |
0,0032 |
0,0020 |
0,001 |
0,033 |
------- |
----- |
------ |
|
Матеріалом подіни |
0,1000 |
0,002 |
0,0011 |
0,0013 |
0,094 |
-------- |
----- |
------ |
|
Сирим доломітом |
0.8000 |
0,0128 |
0,0024 |
0,3536 |
0,083 |
--------- |
----- |
------ |
|
Обпаленим доломітом |
1,0000 |
0,01 |
0,0380 |
0,533 |
0,388 |
-------- |
------ |
----- |
|
Вапняком |
2,500 |
0,04 |
0,02 |
1,3325 |
0,0175 |
-------- |
0,0008 |
0,0025 |
|
Разом |
6,7015 |
2,0559 |
0,3249 |
2,6722 |
0,6831 |
0,7871 |
0,1496 |
0,0204 |
0,0083 |
Продовження таблиці 7 - Масовий вміст компонентів в первинному шлаку.
Внесено |
Засвоєн ванною |
РO |
S |
СгO |
1 |
2 |
8 |
9 |
10 |
Металлошихтой |
— |
0,1388 |
0,0103 |
|
Міксерним шлаком |
0.4400 |
------ |
0,0066 |
|
Сміттям скрапу |
0.9000 |
------ |
----- |
|
Кінцевим шлаком |
0.5000 |
0,01 |
0,001 |
|
Матеріалом зведення |
0.0500 |
----- |
------ |
|
Матеріалом подіни |
0.1000 |
----- |
------ |
|
Сирим доломітом |
0.8000 |
----- |
------ |
|
Обпаленим доломітом |
1.0000 |
------ |
----- |
|
Вапняком |
2.500 |
0,0008 |
0,0025 |
|
Разом |
|
0,1496 |
0,0204 |
0,0083 |
Приймаємо вміст оксидів заліза в первинному шлаку рівним 26%.
Тоді кількість первинного шлаку складе М пер.шл.=9,0561 кг.
Визначаємо масовий вміст компонентів в первинному шлаку (таблиця 8).
Для цього загальну кількість засвоєних шлаком матеріалів (6.7015) приймаємо за 100% (таблиця 7), а зміст даного компоненту - за X (остання горизонтальна строчка таблиці7) і з рівняння розраховуємо відсоток даного компоненту в шлаку (з урахуванням змісту СгO яке не виділилося окремою строчкою в таблиці 7).
SiO=22,70%
АlО=3,59%
СaО=29,51, %
MgO= 7,54%
МnО=8,69%
РO=1,65%
СгO=0,92%
S=0,22%
FeO=приймаємо 26,0%
Результат розрахунку зводимо в таблицю 8
Таблиця 8 -Масовий зміст компонентов в первинному шлаку.
Компонент |
SiO2 |
Аl2О3 |
СаО |
MgO |
МnО |
Р2O5 |
S |
Сг2O3 |
Fe2O3 |
|
% |
22,70 |
3,59 |
29,51 |
7,54 |
8,69 |
1,65 |
0,22 |
0,92 |
26,0 |
100 |
Знаходимо кількість оксидів, яку вносять матеріали в первинний шлак.
Для цього × (з таблиці 3) і діліти на 100.
зміст FeO міксерний шлак=0,0066
окалина скрапа : дивись ісходні данні-маса окалини скрапа=0,4500кг умножаємо на зміст FeO із таблиці 3 по окалині =0,1395
також і по FeO дивись ісходні данні-маса окалини умножаємо на зміст по FeO із таблиці 3 по окалині =0,3146
FeO по своду 5,0×0,05/100=0,025
подіна 2,1×0,1/100=0,0021
сирий доломіт 0,7×0,8/100=0,0056
обпалений доломіт 3,7×1,0/100=0,037
вапняк 0,7×2,5/100=0,0175
кінцев. шлак3,0×0,5/100=0,015
Результат розрахунку зводимо в таблицю 8 А
Таблиця 8 А - кількість оксидов, яку вносять матеріали в первинний шлак.
Оксиди |
Поступає з |
||||||||
Міксер. шлак |
Окалин скрапа |
своду |
подіни |
Сирого доломіт. |
Обпалендоламіт |
Вапняк |
Кінцев. шлак |
Сума |
|
FeO |
0,0066 |
0,1395 |
— |
— |
— |
— |
— |
0,0600 |
0,2061 |
FeO |
— |
0,3146 |
0,0025 |
0,0021 |
0,0056 |
0,0370 |
0,0175 |
0,0150 |
0,3943 |
Визначаємо зміст, FeOу шлаку: (FeO)= (FeO/М перв.ш)×100 = 0,3943 / 9,0561 =4,35%.
Кількість FeO, яка поступає за рахунок окислення зализа з розплаву, равна.
9,0561-6,7015-0,3943-0,2061=1,7542 кг
При цьому окислюється залоза: 1,7542 × 56 / 72=1,3643 кг
Витрата кисню на окислення заліза складе: 1,7542-1,3643=0,3899 кг
Загальна витрата кисню на окислено домішок і заліза складе:
Σ О=4,2966+0,3899=4,6865 кг
При окислювальній здатності мартенівської печі (δ=30%) поступить кисню з атмосферу печі:
О=1,4060кг
Потреба в кисні продування складае:
Σ О =4,6865-1,.4060=3,2805 кг
Визначаємо тривалість продування ванни киснем через дві фурму:
t=
де Іо- інтенсивність продування ванни киснем на одну фурму, м/годин;
К= 90 - чистота технічного кисню % (приймаємо);
K= 80 - ступінь засвоєння кисню мартенівської % (приймаємо);
О - потреба в кисні продування, кг;
Мпл-садка мартенівської печі, т (Мпл=300т)
Тоді
t=2.66 годин
Визнаємо витрату вапняка в завалення
Мвапна = 2,5+
де 2,5 - кількість вапняку, що перейшов в первинний шлак;
(СаО) вапна., (SiO)вапна. - зміст компонентов у вапняку %; дивись таб.3
(В)распл. - основності шлаку після розплавлення (приймаємо= 2 ).
M(SiO), M(CаO) - кількість СаО і SiO у первинному шлаку після його скачування в плавлення, кг
При скачуванні в плавлення 20% первинного шлаку і основності шлаку після розплавлення (В)распл.=2, кількість шлаку, що скачали, і загальна витрата вапняку в завалення складає:
М=9,0561×1,8112кг %
Мвапна=2,5+кг %
У таблиці 9 приведені результати визначення складу шлаку після розплавлення
Розрахунок першої строки таблиці 9
Внесено шлаком первинним
SiO = 9,0561×22,7/100×0,8=1,6446
АlО=9,0561×3,59/100×0,8=0,2601
СaО = 9,0561×29,51/100×0,8=2,1380
MgO = 9,0561×7,54/100×0,8=0,5463
МnО = 9,0561×8,69/100×0,8=0,6296
РO = 9,0561×1,65/100×0,8=0,1195
S = 9,0561×0,22/100×0,8=0,0159
FeO = 9,0561×26/100×0,8=1,8836
де кількість первинного шлаку складе М пер.шл=9,0561
множеної - дивись дані із таблиці 8
Розрахунок другої строки таблиці 9
Внесено вапняком
SiO= 0,0365
АlО=0,0183
СaО =1,2161
MgO = 0,0160
РO = 0,0007
S = 0,0023
FeO = 0,0160
СгO=0,0083 із таб.7×0,8=0,0066
Результат розрахунку зводимо в таблицю 9
Таблиця 9 склад шлаку після розплавлення
Внесено |
SiO2 |
Аl2О3 |
СаО |
MgO |
МnО |
Р2O5 |
S |
Сг2O3 |
Σ EeO |
Шлаком первинним |
1,6446 |
0,2601 |
2, 1380 |
0,5463 |
0,6296 |
0,1195 |
0,0159 |
|
1,8836 |
Вапняком |
0,0365 |
0,0183 |
1,2161 |
0,0160 |
- |
0,0007 |
0,0023 |
|
FeO 0,0160 |
Разом 8,5501 |
1,6811 |
0,2784 |
3,3541 |
0,5623 |
0,6296 |
0,1202 |
0,0182 |
0,0066 |
1,8996 |
У таблиці 10 приведені результати визначення масового змісту компонентів у шлаку після розплавлення
SiO= (1,6811×100)/8,5501=19,66
АlО=(0,2784×100)/8,5501=3,26
СaО = (3,3541×100)/8,5501=39,23
MgO = (0,5623×100)/8,5501=6,58
МnО =(0,6296×100)/8,5501=7,36
РO=(0,1202×100)/8,5501=1,41
S = (0,0182×100)/8,5501=0,21
FeO =(1,8996×100)/8,5501=22,22
СгO=(0,0066×100)/8,5501=0,08
---------------------------------------------
100%
Результат розрахунку зводимо в таблицю 10
Таблиця 10 - Масовий зміст компонентов у шлаку після розплавлення
Компонент |
SiO2 |
Аl2О3 |
СаО |
MgO |
МnО |
Р2O5 |
S |
Сг2O3 |
EeO |
Сума |
% |
19,66 |
3,26 |
39,23 |
6,58 |
7,36 |
1,41 |
0,08 |
0,21 |
22,22 |
100 |
При скачуванні 50% шлаку на початку доведення маса компонентів шлаку, що залишилися, складе:
Разом 8,5501 / 2 =4,27505
SiO= 1,6811 / 2 =0,8406
АlО=0,2784 / 2 =0,1392
СaО = 3,3541 / 2 =1,6771
MgO = 0,5623 / 2 =0,2812
МnО =0,6296 / 2 =0,3148
РO=0,1202 / 2 =0,0601
S = 0,0182 / 2 =0,0091
FeO = 1,8996 / 2 =0,9498
СгO=0,0066 / 2 =0,0033
Результат розрахунку зводимо в таблицю 10 А
Таблиця 10 А - Скачуванні 50% шлаку на початку доведення маси компонентів шлаку.
Компонент
|
SiO2 |
Аl2О3 |
СаО |
MgO |
МnО |
Р2O5 |
S |
Сг2O3 |
EeO |
4,27505 |
0,8406 |
0,1392 |
1,6771 |
0,2812 |
0,3148 |
0,0601 |
0,0033 |
0,0091 |
0,9498 |
Визначаємо витрату вапна в доведення:
М вап=
де (В) = 2,6 - основність шлаку перед розкислюванням (приймаємо);
M(SіO); M(CAO) - маса SiO і CаO в шлаку після скачування в доведення
(СаO)вап, (SiO)вап. – зміст CaO і SiO в вапні, %, дивись таблицю 3.
Мвап=0,6049 кг
Визначаємо витрату бокситу в доведення:
М б=,
де Мвап - маса шлаку після скачування в доведення, кг;
6 – вміст AlО в шлаку перед розкислюванням, % (приймаємо);
M - маса в шлаку після скачування в доведення, кг;
- вміст, у бокситі %;
Мвап.- кількість вапна, що перейшло в шлак (без CO і НО).
Визначаємо:
Тоді М вап.=0,6049-=0,5825 кг
Тоді М б=0,2928 кг
Визначуваний склад шлаку перед розкислюванням (таблиця 11)
1строка таблиці 11 беремо із таблиці 10 А
Для розрахунку другої строки таблиці 11 для вапна ,
необхідно -із табл.3 такі данні
SiO= 2,8; АlО=1,5; СaО =91,2; MgO =0,7; S =0,1
М вап=0,6049 із розрахунку витрати вапна в доведення.
SiO= =0,0169
АlО==0,0091
СaО = =0,5517
MgO ==0,0042
S = =0,0006
таблиці 11 розрахунок строки : бокситом
–із табл. 3 по бокситу СaО =4,0; SiO=20,0; FeO =18,0; АlО=52,0
0,2928 - витрату бокситу
СaО = =0,0117
SiO= =0,0586
FeO = =0,0527
АlО==0,1523
Результат розрахунку зводимо в таблицю 11
Таблиця 11 - Склад шлаку перед розкислюванням
Внесен. |
SiO2 |
Аl2О3 |
СаО |
MgO |
МnО |
Р2O5 |
S |
FeO |
Сг2O3 |
Шлак. расплав |
0,8406 |
0,1392 |
1,6771 |
0,2812 |
0,3148 |
0,0601 |
0,0091 |
0,9498 |
0,0033 |
Вапно |
0,0169 |
0,0091 |
0,5517 |
0,0042 |
|
|
0,0006 |
|
|
Боксит |
0,0586 |
0,1523 |
0,0117 |
|
|
|
|
Fe2O3 0,0527 |
|
Разом 5,133 |
0,9161 |
0,3006 |
2,2405 |
0,2854 |
0,3148 |
0,0601 |
0,0097 |
1,0025 |
0.0033 |
Визначаємо масовий вміст компонентів в шлаку перед розкислюванням (таблиця 12)
SiO= 17,85
АlО=5,86
CаO =43,65
MgO =5,56
MnO =6,132
РO=1,17
S=0,19
FeO=19,53
СгO=0,06
Результат розрахунку зводимо в таблицю 12
Таблиця 12 - Масовий вміст компонентів в шлаку перед розкислюванням
компонент |
SiO2 |
Аl2О3 |
СаО |
MgO |
МnО |
Р2O5 |
S |
FeO |
Сг2O3 |
Σ |
% |
17,85 |
5,86 |
43,65 |
5,56 |
6,132 |
1,17 |
0,19 |
19,53 |
0,06 |
100 |
В середньому при вдуванні в мартенівську ванну 1мтехнічного кисню випарюється 0,13 кг заліза. Тоді при продуванні 300 т мартенівської печі технічним киснем протягом 2,66 години з інтенсивністю 3600 м/ годину кількість заліза, що випарюється, складе
М
Втрати заліза в корольках з первинним шлаком при його скачуванні складає:
М
де 15 - прийнята кількість корольків в первинному шлаку (коливається в межах 10-30%)
М
Визначаємо втрати заліза в корольках з шлаком доведення (коливається н межах 4-8%). Приймаємо їх вміст в шлаку рівним 6%.
Тоді
М
М
Визначимо втрати заліза в корольках з кінцевим шлаком (коливається в межах від 0,2 до 4%). Тоді
М М
Залізо у всіх корольках: 0,2717+0,2565+0,1539=0,6921
Вихід придатного металу визначаємо по залежності
Ммет=Мч+Мскр-Мдоміш-Мме-М - М -М- М
Ммет= 54,560 + 43,650 – 3,5466 -1,3643 - 0,4160 - 0,2717- 0,2565 - 0,1539 = 92,201кг
Визначаємо кількість газів, що виділяються з мартенівської ванни, кг (%). Для цього кількість матеріалів, створюючих газів, умножаємо на зміст відповідного газу з табл.3.
СО- Сирим доломітом:
із табл.3 СО=41,0
із табл.7 усвоено ванной =0,800
СО- Сирим доломітом: =
СО- вапняком:
із табл.3 СО=42,57
витрата вапняка в завалення = 4,7817
СО- вапняком= =2,035
СО- вапно:
із табл.3 СО=3,2
витрату вапна в доведення - 0,6049:
СО- вапно=
Результати підсумовуємо : 0,8680+0,3280+2,035+0,021=3,252
НО Сирим доломітом:
із табл.3 НО =1,8
із табл.7 усвоено ванной =0,800
НО - Сирим доломітом: =
НО - вапно: із табл.3 НО = 0,5
витрату вапна в доведення - 0,6049:
НО вапно=
НО - бокситом:
із табл.3 НО = 6,0
витрата бокситу в доведення - 0,2928
НО бокситу=
Результати підсумовуємо по горизонталі і вертикалі. Результати розрахунку зводимо в таблицю 13.
Таблиця 13 - Кількість газів, що виділяються з мартенівської ванни.
Внесено |
СО |
СО |
НО |
Сума |
Металев. шихт. |
4,9716 (див.таб.3) |
0,8680 (див.таб.3) |
- |
5,8396 |
Сміттям скрапу |
- |
- |
0,045 (із ісх.дан) |
0,045 |
Сирим доломітом |
- |
0,3280 |
0,0144 |
0,3424 |
Вапняком |
- |
2,035 |
- |
2,035 |
Вапном |
- |
0,021 |
0,0030 |
0,024 |
Бокситом |
- |
- |
0,0176 |
0,0176 |
Разом |
4,9716 |
3,252 |
0,0800 |
8,3036 |
У таблиці 14 приведений матеріальний баланс мартенівської плавки перед розкислюванням (на 100 кг металошахти)
Таблиця 14 - Матеріальний баланс мартенівської плавки перед розкислюванням
Прихід |
кг |
Витрата |
кг |
Чавун рідкий |
55,0000 |
Метал |
92,201 |
Скрап сталевий |
45,0000 |
Шпак первинний скач. |
1,8112 |
Вапняк |
4,7817 |
Шлак доведення скач. |
4,27505 |
Вапно |
0,6049 |
Шлак кінцевий |
5,133 |
Доломіт сирий |
0,8000 |
Гази |
8,3036 |
Доломіт обоженний |
1,0000 |
Залізо в дим |
0,4160 |
Боксит |
0,2928 |
Залізо у всіх корольках |
0,6921 |
Кисень |
4,6865 |
|
|
Шлак кінцевий |
0,5000 |
|
|
Матеріал зведення |
0,0500 |
|
|
Матеріали подіни |
0,1000 |
|
|
Разом |
112,8159 |
|
112,831 |
Нев'язність
(допустимо до 0,2%)
Додаток 7
Данні для розрахунку матеріального балансу мартенівської плавки
№ варианта |
Доля чавун |
Зміст чугуна, % |
Доля скрап |
Зміст скрапа, % |
||||||||
С |
Мn |
Si |
S |
P |
С |
Мn |
Si |
S |
P |
|||
1 |
45 |
4,40 |
0,98 |
0,71 |
0,04 |
0,12 |
55 |
0,2 |
0,4 |
0,31 |
0,05 |
0,025 |
2 |
46 |
4,26 |
0,98 |
0,71 |
0,04 |
0,12 |
54 |
0,21 |
0,41 |
0,31 |
0,045 |
0,025 |
3 |
47 |
4,33 |
0,96 |
0,72 |
0,04 |
0,11 |
53 |
0,22 |
0,42 |
0,32 |
0,046 |
0,026 |
4 |
48 |
4,41 |
0,98 |
0,73 |
0,04 |
0,12 |
52 |
0,23 |
0,40 |
0,33 |
0,044 |
0,026 |
5 |
49 |
4,32 |
0,99 |
0,74 |
0,04 |
0,12 |
51 |
0,24 |
0,44 |
0,34 |
0,045 |
0,026 |
6 |
50 |
4,39 |
0,95 |
0,75 |
0,035 |
0,12 |
50 |
0,2 |
0,41 |
0,3 |
0,045 |
0,026 |
7 |
51 |
4,38 |
0,98 |
0,76 |
0,036 |
0,12 |
49 |
0,2 |
0,41 |
0,3 |
0,046 |
0,025 |
8 |
52 |
4,39 |
0,85 |
0,71 |
0,037 |
0,12 |
48 |
0,2 |
0,40 |
0,3 |
0,05 |
0,030 |
9 |
53 |
4,38 |
0,96 |
0,71 |
0,038 |
0,12 |
47 |
0,2 |
0,41 |
0,25 |
0,05 |
0,03 |
10 |
54 |
4,36 |
0,95 |
0,72 |
0,039 |
0,11 |
46 |
0,2 |
0,40 |
0,29 |
0,05 |
0,029 |
11 |
55 |
4,39 |
1,01 |
0,80 |
0,04 |
0,12 |
45 |
0,23 |
0,40 |
0,26 |
0,05 |
0,03 |
12 |
56 |
4,40 |
1,05 |
0,81 |
0,041 |
0,11 |
44 |
0,21 |
0,41 |
0,29 |
0,05 |
0,031 |
13 |
57 |
4,41 |
1,01 |
0,82 |
0,042 |
0,12 |
43 |
0,22 |
0,42 |
0,28 |
0,05 |
0,032 |
14 |
58 |
4,42 |
1,03 |
0,83 |
0,043 |
0,12 |
42 |
0,23 |
0,43 |
0,26 |
0,05 |
0,033 |
15 |
59 |
4,42 |
1,02 |
0,84 |
0,044 |
0,12 |
41 |
0,24 |
0,44 |
0,28 |
0,045 |
0,034 |
16 |
60 |
4,33 |
1,03 |
0,85 |
0,04 |
0,13 |
40 |
0,21 |
0,4 |
0,25 |
0,046 |
0,03 |
17 |
61 |
4,36 |
1,03 |
0,86 |
0,04 |
0.12 |
39 |
0,21 |
0,4 |
0,26 |
0,046 |
0,031 |
18 |
62 |
4,34 |
1,01 |
0,87 |
0,04 |
0,12 |
38 |
0,22 |
0,4 |
0,27 |
0,047 |
0,03 |
19 |
63 |
4,34 |
1,04 |
0,88 |
0,04 |
0,11 |
37 |
0,22 |
0,4 |
0,29 |
0,048 |
0,03 |
20 |
64 |
4,45 |
1,02. |
0,89 |
0,04 |
0,12 |
36 |
0,20 |
0,40 |
0,29 |
0,049 |
0,03 |
21 |
65 |
4,41 |
1,00 |
0,71 |
0,04 |
0,12 |
35 |
0,20 |
0,41 |
0,3 |
0,046 |
0,03 |
22 |
66 |
4,41 |
1,02 |
0,71 |
0,04 |
0,11 |
34 |
0,21 |
0,41 |
0,31 |
0,047 |
0,026 |
23 |
67 |
4,40 |
1,06 |
0,71 |
0,04 |
0,12 |
33 |
0,22 |
0,42 |
0,32 |
0,048 |
0,028 |
24 |
68 |
4,40 |
1,01 |
0,72 |
0,04 |
0,12 |
32 |
0,20 |
0,43 |
0,31 |
0,05 |
0,026 |
25 |
69 |
4,38 |
1,07 |
0,70 |
0,04 |
0,12 |
31 |
0,21 |
0,41 |
0,31 |
0,05 |
0,026 |
Додаток7а
Масовий зміст елементів у сталі
Варіант |
Марка сталі |
Масовий зміст елементів у готовій сталі |
||||
С |
Мп |
Si |
S |
Р |
||
не більш |
не більш |
|||||
1 |
Зсп |
0,14- 0,20 |
0,40-0,65 |
0,15-0,30 |
0,050 |
0,040 |
2 |
5сп |
0,28-0,37 |
0,50-0,80 |
0,20-0,40 |
0,050 |
0,040 |
3 |
10 |
0,07-0,14 |
0,35-0,65 |
0,17-0,37 |
0,040 |
0,035 |
4 |
20 |
0,17-О,24 |
0,35-0,65 |
0,17-0,37 |
0,040 |
0,035 |
5 |
А515-6 |
0,14-0,21 |
0,60-0,90 |
0,15-0,40 |
0,035 |
0,035 |
6 |
А36 |
0,15-0,20 |
0,85-1,15 |
0,17-0,37 |
0,040 |
0,040 |
7 |
St 37-2 |
0,12-0,17 |
0,40-0,60 |
0,15-0.30 |
0,035 |
0,035 |
8 |
St44-2 |
0,15-0,20 |
0,40-0,60 |
0,10 -0,25 |
0,040 |
0,040 |
9 |
15Г |
0,12-0,19 |
0,70-1,00 |
0,17-0,37 |
0,035 |
0,035 |
10 |
St 52-3 |
0,15-0,20 |
1,2-1,60 |
0,35-0,55 |
0,030 |
0,035 |
11 |
17ГС |
0,14-0,20 |
1,00-1,40 |
0,40-0,60 |
0,030 |
0,030 |
12 |
А |
0,17-0,21 |
0,40-1,00 |
0,15-0,30 |
0,040 |
0,040 |
13 |
Е |
0,13-0,18 |
0,70-1,40 |
0,15-0,30 |
0,040 |
0,040 |
14 |
D40 |
0,12-0,18 |
0,90-1,60 |
0,15-0,30 |
0,035 |
0,035 |
15 |
А 572-50 |
0,14-0,20 |
0,85-1,25 |
0,15-0,40 |
0,050 |
0,040 |
16 |
А 516-55 |
0,12-0,18 |
0,60-0,90 |
0,15-0,40 |
0,035 |
0,035 |
17 |
А 516-70 |
0.14-0,22 |
0,85-1,21 |
0,15-0,40 |
0,035 |
0,035 |
18 |
АВ/ЕН |
0,12-0,18 |
1,20-1,60 |
0,17-0,50 |
0,040 |
0,040 |
19 |
А 572-65 |
0,14-0.23 |
0,90-1,30 |
0,15-0,40 |
0,050 |
0,040 |
20 |
А 572-60 |
0,14-0,25 |
0,90-1,30 |
0,15-0,40 |
0,050 |
0,040 |
21 |
А 572-42 |
0,14-0,20 |
0,85-1,25 |
0,15-0,40 |
0,050 |
0,040 |
22 |
LRA |
0,14-0,22 |
0,30-0,60 |
0.17-0.37 |
0,030 |
0,040 |
23 |
ЗПС |
0,14-0,22 |
0,40-0,65 |
0,05-0,17 |
0,050 |
0,040 |
24 |
SS400 |
0.14-0,22 |
0.40-0.60 |
0,17-0,37 |
0,030 |
0,030 |
25 |
30 |
0,27-0,35 |
0,50-0,80 |
0,17-0,37 |
0,040 |
0,035 |