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 Mn_чуг и Mn_скр – 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 С_п.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