- •Министерство образования и науки украины
- •Перечень ссылок 31
- •1 Выбор и расчет кислородного конвертера номинальной емкостью 3400 т
- •2 Материальный и тепловой балансы конвертерной плавки на сталь марки 35гс
- •Определение расхода кислорода на окисление примесей
- •Баланс железа
- •Определение количества газов
- •Приход тепла
- •Расход тепла
- •Материальный баланс плавки перед раскислением
- •3 Раскисление стали марки 35гс
- •Определяем содержание кремния в металле после присадки силикомарганца
- •4.Расчет кислородной фурмы
- •5 Выбор системы охлаждения и очистки конвертерных газов
- •6 Определение продолжительности периодов и длительности
- •7 Особенности выплавки стали марки 35
2 Материальный и тепловой балансы конвертерной плавки на сталь марки 35гс
Химический состав исходных и конечных материалов
Химический состав готовой стали, получаемой в результате плавки, берется из марочника сталей. Химический состав скрапа принимается равным среднему химическому составу выплавляемой в цехе стали.
Химический состав чугуна, извести, разжижителей и футеровки выбраны в соответствии с заданием и приложением 1.[3]
Дутьевой режим плавки
При верхней продувке она ведется через водоохлаждаемую фурму технически чистым кислородом, обычно содержащим 99,5 % кислорода и 0,5 % азота.
Шлаковый режим плавки
Для успешного ведения плавки и расчетов шлакового режима необходимо знать ориентировочное содержание оксидов железа в шлаке в конце плавки. Их количество можно рассчитать по формулам
где С- содержание углерода в стали перед раскислением
Для улучшения жидкоподвижности шлака по ходу плавки в конвертер присаживают разжижитель в виде плавикового шпата. Расход плавикового шпата принимаю 2 кг/т шихты.
Исходные данные
Химический состав заданной марки стали, металлической и неметаллической шихты приведен в табл. 2.1- 2.3.
Таблица 2.1 – Химический состав стали марки 35
Марка стали |
||||||||
35ГС |
0,3 |
0,37 |
0,6 |
0,9 |
0,8 |
1,2 |
0,04 |
0,3 |
Таблица 2.2 – Химический состав металлической части шихты, %
Материал |
С |
Si |
Mn |
P |
S |
Чугун |
4,44 |
0,92 |
0,5 |
0,12 |
0,035 |
Скрап |
0,34 |
0,75 |
1 |
0,04 |
0,3 |
Таблица 2.3 – Химический состав неметаллической части шихты, %
Материал |
SiO2 |
CaO |
MgO |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaF2 |
H2O |
CO2 |
Известь |
2,0 |
86 |
2,0 |
2,0 |
|
|
2,0 |
6,0 |
Плавиковый шпат |
2,0 |
0,3 |
|
0,2 |
2,0 |
95 |
|
0,5 |
Футеровка |
4,0 |
3,5 |
90,0 |
1,5 |
1,0 |
|
|
|
Определение химического состава металла перед раскислением [3]
Углерод.
Содержание углерода перед раскислением должно быть не более нижнего предела углерода в готовой стали, так как углерод может быть внесен в сталь во время раскисления и обработки в стальковше. В случае, если содержание углерода в стали допускается не более какой-либо величины, то его содержание перед раскислением должно быть на 0,04 - 0,06 % меньше этой величины.
Марганец
Содержание марганца перед раскислением рассчитывается по формуле
где Mnчуг и Mnскр – соответственно содержание марганца в чугуне и скрапе, %
(%FeO) – содержание FeO в конечном шлаке.
Кремний
В основном процессе кремний окисляется практически полностью и в конце продувки его содержание снижается до следов. Поэтому для практических расчетов содержание кремния перед раскислением может быть принято равным нулю.
Фосфор
При переделе низкофосфористых чугунов, содержащих не более 0,2 % Р, содержание фосфора перед раскислением может быть определено по формуле
где Сп.р. - содержание углерода перед раскислением.
Сера
где и – соответственно содержание серы в чугуне и скрапе.
Химический состав металла перед раскислением, %
Материал |
С |
Si |
Mn |
P |
S |
Металл перед раскислением |
0,305 |
0 |
0,13 |
0,0355 |
0,05 |
расчет материального и теплового балансов
Расчет ведем на 100 кг металлической шихты.
Обозначим расход скрапа через Х %, тогда расход чугуна составит (100-Х) %.
Вносят в шихту, кг:
чугун скрап
C…… (100-Х) 0,0444 = 4,44– 0,0444X 0.0034X
Si...…. (100-Х) 0.0092 = 0.92 – 0.0092X 0.0075X
Mn..... (100-Х) 0.005 = 0.5 – 0.005X 0.01X
P....…. (100-Х) 0.0012 = 0.12 – 0.0012X 0.0004X
S1)… (100-20)*0.00035 = 0.028 0.06
1)В первом приближении принимаем расход скрапа 20 % (только при расчете серы)
Средний состав шихты, кг:
C 4.44 – 0.0444X + 0.0034X = 4.44 – 0.041X
Si 0.92 – 0.0092X + 0.0075X = 0.92 – 0.0017X
Mn 0.5 – 0.005X + 0.01X = 0.5 – 0.005X
P 0.12 – 0.0012X + 0.0004X = 0.12– 0.0008X
S 0.028 + 0.006= 0.0088
Удаляется примесей (предполагается выход стали 90 %), кг
C 4.1655 – 0.041X
Si 0.92 – 0.0017X
Mn 0.383 + 0.005X
P 0.088 – 0.0008X
S 0,042
Fe в дым.………………… 1.5000
Удаляется примесей 7,0989 + 0.0485X