- •Розрахунок матеріального та теплового балансу процесів виробництва сталі
- •1.Завдання на розрахунок
- •2. Розрахунок матеріального балансу періоду продувки
- •2.1. Передчасне визначення витрати скрапу (Мскр, кг/100 кг метало шихти)
- •2.2. Визначення кількості домішок, внесених металевою частиною шихти
- •2.3. Визначення витрати шлакоутворюючих
- •2.4 Визначення вмісту окислів заліза в шлаці
- •2.6. Визначення орієнтованої кількості шлаку
- •2.7. Уточнення складу металу під час повалки конвертера після продувки (перед розкисленням)
- •2.8. Уточнення кількості і складу кінцевого шлаку
- •2.9. Уточнений вихід металу в кінці продувки
- •2.10. Визначення кількості дуття
- •2.11. Розрахунок кількості і складу виходячих з конвертера газів
- •2.12. Матеріальний баланс плавки (до розкислення)
- •3. Розрахунок розкислення сталі
- •5. Розрахунок коригуючих добавок
Розрахунок матеріального та теплового балансу процесів виробництва сталі
1.Завдання на розрахунок
Розрахунок параметрів киснево-конвертерної плавки для наступних вихідних даних:
хімічний склад чавуну;
хімічний склад сталі, що виплавляється;
температура чавуну, що заливається в конвертер – tчав, ˚С;
температура сталі в кінці продувки в конвертері – tст, ˚С;
матеріал футеровки конвертера – смолодоломіт;
ступінь опалювання вуглецю до СО2 в ванні конвертера(або частка СО2 в сумі Σ = СО + СО2 у складі конвертерних газів) – α = 0,10.
Таблиця 1 – вихідні данні для розрахунку
Матеріал |
Вміст елементів, % |
Температура, ˚С | ||||
С |
Si |
Mn |
P |
S | ||
Рідкий чавун |
4,550 |
0,660 |
0,520 |
0,180 |
0,060 |
1360 |
Готова сталь |
0,12-0,19 |
0,17-0,27 |
0,37-0,67 |
0,05 |
0,05 |
1670 |
2. Розрахунок матеріального балансу періоду продувки
2.1. Передчасне визначення витрати скрапу (Мскр, кг/100 кг метало шихти)
де ΣΔH - загальна кількість тепла, що виділяється при повному окисленні домішок чавуну, кДж/100 кг чавуну;
Спов – вміст вуглецю на повалці конвертера
Хімічне тепло чавуну
2.2. Визначення кількості домішок, внесених металевою частиною шихти
Маса чавуну, що заливається в конвертер, складає:
Однак на практиці чавун зважується разом з міксерним шлаком; кількість останнього “а” приймаємо 0,5% від маси чавуну. Тоді дійсна кількість залитого в конвертер чавуну дорівнює:
Саме так дійсну кількість скрапу, що попадає в конвертер, треба визначити з урахуванням його забруднень “b” (в = 0,5%) та окалини “с”
(с = 1,0% від маси скрапу):
Таблиця 2 - Кількість домішок внесених металевою шихтою
Вносять |
Вміст елементів в металошихті, % | ||||
C |
Si |
Mn |
P |
S | |
Чавун |
3,603 |
0,523 |
0,412 |
0,143 |
0,048 |
Скрап |
0,031 |
0,044 |
0,105 |
0,010 |
0,010 |
Разом |
3,634 |
0,567 |
0,516 |
0,153 |
0,058 |
2.3. Визначення витрати шлакоутворюючих
(на 100кг металошихти)
2.3.1. Витрати плавікового шпату Мп.ш. складає 0,15кг від маси метало шихти.
2.3.2. Знос футерівки збільшується, якщо виплавляються сталі з більш низьким вмістом вуглецю Спов і збільшується витрата чавуну на плавку Мчав
2.3.3. Потрібна кількість вапна визначається з рівняння
Де ΣSiO2, ΣCaO – кількість кремнезему та оксиду кальцію, що вносять усіма шихтовими матеріалами (за винятком вапна) і футерівкою, кг;
B´к – основність кінцевого шлаку (%СаО)/(% SiO2), приймаємо 3,0;
Fвап – флюсуючи здатність вапна.
З цього місця розрахунку треба приймати до уваги склади неметалевих матеріалів, які витрачаються при виплавці сталі. Можна прийняти любе значення вмісту компонента в шихтовому матеріалі у межах вказаного в цій таблиці діапазону, при цьому сума всіх компонентів шихтового матеріалу повинна бути не більше 100%.
Флюсуючи здатність вапна дорівнює:
Величини ΣSiO2, ΣCaO складають:
2.4 Визначення вмісту окислів заліза в шлаці
2.5. Визначення орієнтованого виходу приданого металу наприкінці продувки М´СТ
де ΔFe ВТР – втрати заліза з димовими газами, викидами, зі шлаком у вигляді окислів і корольків металу, %: приймаємо 3%.