- •Курсовой проект. «Расчет материального и теплового баланса Кислородно-конвертерной плавки»
- •Задание на расчет
- •Химический состав чугуна и стали
- •Химический состав ферросплавов
- •Расход и состав других материалов плавки
- •Количество примесей, удаляющихся из 100 кг чугуна к концу продувки (в кг)
- •Количество кислорода, необходимое для окисления примесей, и количество образующихся окислов
- •Вносится известью, в кг
- •Переходит в шлак и уходит с газами из чугуна и других шихтовых материалов (см. Табл. 1.3, 2.1, 3.2)
- •2.1. Расчет количества и состава шлака
- •Вещества, переходящие в шлак (кроме окислов железа) из различных источников (в кг)
- •Вес и состав конечного шлака
- •2.2. Расчет количества стали, получающейся из 100 кг чугуна
- •Баланс металла, кг
- •2.3. Расчет состава и количества отходящего из конвертера газа
- •Общая масса и состав конвертерных газов
- •Материальный баланс плавки до раскисления стали
- •3. Тепловой баланс конвертерной плавки
- •3.1. Приход тепла
- •3.1.1. Теплота жидкого чугуна
- •3.1.2. Теплота окисления примесей
- •Теплота окисления примесей
- •3.1.3. Теплота шлакообразования
- •Теплота шлакообразования
- •3.2.4. Теплота стали, остающейся в виде корольков в шлаке
- •Тепловой баланс плавки без теплопотерь
- •4. Расчет основных размеров конвертера
- •4.1. Расчет размеров внутренней полости конвертера
- •4.2. Конструирование огнеупорной футеровки цилиндрической части конвертера
- •5. Расчет теплопотерь конвертера и уточнение теплового баланса
- •5.1. Теплопотери через стенки конвертера
- •5.2. Теплопотери излучением через горловину конвертера
- •5.3. Расход тепла на охлаждение кислородной фурмы
- •Уточненный тепловой баланс конвертерной плавки
- •6. Расчет количества охладителей
- •7. Раскисление стали
- •Химический состав используемых ферросплавов
- •Угар элементов из раскислителей, %
- •Расчет количества элементов (в кг), вносимых раскислителями
- •Количество кислорода, необходимое для окисления элементов ферросплавов
- •Материальный баланс после раскисления стали
- •8. Расчет технических показателей процесса
- •8.1. Определение производительности конвертера
- •8.2. Определение расходных коэффициентов
- •9. Выводы
- •9. Список литературы.
Вещества, переходящие в шлак (кроме окислов железа) из различных источников (в кг)
|
SiO2 |
Al2O3 |
MnO |
CaO |
MgO |
CaF2 |
P2O5 |
S |
Сумма |
Из 3.57кг извести |
0,106 |
0,104 |
– |
3.212 |
0.07 |
– |
– |
0,0035 |
3.495 |
Из источников, приведенных в табл. 2.3 |
0.778 |
0,04 |
0,288 |
0,15 |
0,1 |
0.93 |
0,228 |
0,031 |
2.545 |
Вес шлака без оксидов железа |
0.884 |
0,144 |
0.288 |
3.362 |
0,17 |
0.93 |
0,228 |
0,0345 |
6.04 |
Содержание оксидов железа в ходе LD-процесса зависит от многих факторов: концентрации углерода в металле, температуры, основности шлака, давления дутья, интенсивности продувки, количества сопел в фурме, положения фурмы (высоты выходного сечения над металлом) и т.д. Причем вклад отдельных факторов может изменяться в зависимости от величины остальных. В настоящее время еще недостаточно фактического материала, который позволил бы учесть влияние всех перечисленных факторов. Особенно трудно учесть количественно влияние положения фурмы, давления дутья, интенсивности продувки и количества сопел в фурме.
Поэтому
приведенный расчет следует рассматривать
как приближенный. Положение фурмы
является одним из существенных рычагов
регулирования окисленности шлака. В
ходе продувки оно изменяется, но большая
часть времени продувки (исключая
начальный период) осуществляется при
«рабочем» положении – определенном
для каждой емкости конвертера расстоянии
головки фурмы от поверхности ванны в
спокойном состоянии. Это состояние
колеблется от 0,8 до 3,3 м, возрастая с
увеличением емкости конвертера. Здесь
речь идет об окисленности шлака в
указанном «рабочем» положении фурмы.
Для определения окисленности шлака при более низких содержаниях углерода в металле в конце продувки, в работе [1] рекомендуется следующая эмпирическая формула:
.
При [C] = 0,2 % , основности шлака 3, температуре металла в конце продувки 1620 оС общее содержание оксидов железа в шлаке равно
%
В конечных шлаках кислородно-конвертерного процесса отношение двухвалентного железа к трехвалентному можно принять равным примерно трем.
Поэтому концентрация FeO в шлаке равна (см. табл. 2.6)
2 / 3 · 14.75 =9.8 %,
а общее количество железа в шлаке в виде оксидов составит
14.75 · (56/72) = 11.47 %.
Концентрация Fe2O3 в шлаке определяется из уравнения
(Fe2O3, %) ּ (112/160) + (FeO, %) ּ (56/72) = (Fe, %),
Fe2O3
(112/160) + 9.8 (56/72) = 11.47%,
Fe2O3 = 5.49 %,
FeO + Fe2O3 = 15.29 %.
Вес шлака без оксидов железа (см. табл. 2.5) равен 6.04 кг. Поэтому количество FeO и Fe2O3 в шлаке составит (см. табл. 2.6):
0Таблица 2.6
