8 Составление теплового баланса плавки и определение температуры металла
Таблица 11.1 - Тепловой баланс плавки и определение Tм
Приходная часть, кДж
|
Расходная часть, кДж
|
||
Qч |
100663,867 |
Qм |
128815,93 |
Qх |
66327,804 |
Qшл |
22760,12 |
QFeO |
10319,505 |
Qг |
17744,24 |
Qшо |
6805,12 |
QFe |
10319,51 |
Qсо |
1200,918 |
Qв |
1972,2 |
Qприход |
185317,233 |
Qд |
1154,19 |
|
|
Qк |
993,68 |
|
|
Qп |
5559,52 |
|
|
Qрасход |
189319,38 |
Приравняв приходную и расходную части теплового баланса, определим температуру жидкого металла в конце продувки.
Определим величину перегрева металла над температурой начала затвердевания:
TПЕР = tМ – tПЛ.
TПЕР = 1550,29– 1509,4 = 40,89 ˚С.
Полученная величина перегрева не совпадает с той, которая была принята (tПЕР=80˚С). Поэтому необходимо скорректировать расход металлического лома, исходя из того что 1% лома снижает температуру металла на 15-20°С.То есть надо уменьшить долю лома на 2%.
Составим тепловой баланс плавки в конверторе (таблица 12).
Таблица 12 – Тепловой баланс плавки в конвертере с верхней продувкой
Приход тепла |
Расход тепла |
|
||||
Статьи прихода |
кДж |
% |
Статьи расхода |
кДж |
% |
|
Qч |
100663,867 |
55,16 |
Qм |
|
128815,94 |
70,10 |
Qх |
66327,8038 |
36,35 |
Qшл |
|
22760,12 |
12,39 |
QFeO |
10319,505 |
5,66 |
Qг |
|
17744,24 |
9,66 |
Qш.о. |
6805,14 |
2,18 |
QFe |
|
10319,51 |
5,62 |
Qсо |
1200,91829 |
0,66 |
Qв |
|
1972,2 |
1,07 |
|
|
|
Qд |
|
1454,19 |
0,63 |
|
|
|
Qк |
|
993,68 |
0,54 |
Итого |
185317,2 |
100 |
Итого |
|
185317,2 |
100 |
9 Расчет раскисления стали и ее химического состава
Так как Сталь 40 спокойная, то раскисление необходимо провести наиболее полно, что достигается введением в металл трех элементов - марганца, кремния и алюминия. Расход марганца и кремния выбирается так, чтобы остаточное содержание этих элементов в металле после раскисления находилось в пределах, установленных для выплавляемой стали. Расход алюминия следует выбирать по данным таблицы 13.
Таблица 13 - Расход алюминия на раскисление стали
Показатель |
Содержание углерода перед раскислением, % |
||
0,05-0,10 |
0,11-0,20 |
более 0,20 |
|
Расход алюминия, г/т |
350 |
300 |
250 |
В качестве раскислителей будут использоваться следующие марки ферросплавов – А6,ФС90,ФМн0,5.
Расход алюминия на раскисление выбираем с учетом практических данных в зависимости от содержания углерода перед раскислением. Поскольку [C] = 0,37%, то принимаем расход алюминия марки А6 – 250 г/т стали. При этом поступлением кремния и марганца в металл при введении алюминия пренебрегаем из-за незначительного содержания этих элементов.
Таблица 14 - Угар ведущего элемента при раскислении стали в ковше
Ведущий элемент ферросплава |
Угар элемента ферросплава при содержании углерода в металле в конце продувки, % |
||
менее 0,10 |
0,10-0,25 |
более 0,25 |
|
Марганец |
25-35 |
20-30 |
15-20(17) |
Кремний |
30-40 |
25-35 |
20-25(23) |
Хром* |
15-20 |
10-15 |
8-10 |
Ванадий* |
20-25 |
15-20 |
10-15 |
Фосфор, сера* |
20-35 |
||
Углерод* |
30-50 |
||
Никель, медь* |
0 |
||
Алюминий* |
100 / 10-20** |
||
* угар легирующего элемента после предварительного раскисления марганцем и кремнием; ** в числителе - при раскислении, в знаменателе – легировании. |
|||
Определим расход ферромарганца:
Определим расход ферросилиция:
Масса металла после раскисления ферромарганцем и ферросилицием составит:
Gм=92,68+0,682+0,364=93,726 кг.
Результаты расчета массы и химического состава стали по ходу раскисления и легирования, а также массы продуктов раскисления, заносятся в таблицу 15.
Таблица 15 - Баланс элементов при раскислении стали
Расчетные показатли |
С |
Si |
Mn |
Р |
S |
Fe |
Всего |
|||
остается |
окисляется до СО |
остается |
окисляется до SiO2 |
остается |
окисляется до MnО |
|||||
Содержится перед раскис-лением, кг |
0,37000 |
- |
0 |
- |
0,10000 |
- |
0,01600 |
0,01733 |
92,18 |
92,68 |
Вносится ферромарганцем, кг |
0,00171 |
0,00171 |
0,01028 |
0,00343 |
0,49 |
0,123 |
0,00206 |
0,00021 |
0,04893 |
0,6824 |
Вносится ферросилицием, кг |
0 |
0 |
0,24671 |
0,08224 |
0,00058 |
0,00015 |
0,00011 |
0,00007 |
0,02346 |
0,3517 |
Содержится после раскис-ления , кг |
0,37171 |
- |
0,25577 |
- |
0,59190 |
|
0,01817 |
0,01761 |
92,249 |
93,505 |
Образуется оксида, кг |
- |
0,00400 |
- |
0,183 |
0 |
0,159 |
0 |
0 |
Образуется после раскисления, кг |
|
Состав металла, % |
0,403 |
0,277 |
0,642 |
0,0197 |
0,0191 |
Газа |
Шлака |
|||
0,004 |
0,341 |
|||||||||