Количество примесей в металле в конце продувки % (кг):

Содержание углерода в металле должно соответствовать нижнему пределу его в готовой стали по ГОСТ – [С]_к.

Содержание марганца определяем из балансового уравнения распределения марганца между шлаком и металлом:

[Mn]_к' = [ ( М_ч  Mn_ч + М_л  Mn_л ) + 0,775  ( М_р  MnO_р + М_м.шл  MnO_м.шл ) ] /

/ [ М_мет' + ( FeO )_к  0,755  К_Mn  М_шл' ], (2.13)

где: К_Mn – константа равновесия реакции окисления марганца

(MnO) 6230

lgК_Mn = ––––––––––– = –––––– – 3,06 (2.14)

[Mn]  (FeO) T

T = t_к.м + 273

Содержание фосфора также определяется из балансового уравнения:

М_ч  Р_ч + М_л  Р_л + 0,437  ( М_р  Р₂О_5р + М_м.шл  Р₂О_5м.шл )

[ Р ]_к' = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– (2.15)

М_мет' + L_S  М_шл'

Содержание кремния в металле конца продувки принимаем равным нулю, [ Si ]_к^' = 0.

Остается примесей в металле, кг:

углерода – С_ост = [С]_к'  М_мет' / 100, (2.16)

кремния – Si_ост = 0, (2.17)

марганца – Mn_ост = [ Mn ]_к'  М_мет' / 100, (2.18)

фосфора – Р_ост = [ Р ]_к'  М_мет' / 100, (2.19)

серы – S_ост = [ S ]_к'  М_мет' / 100, (2.20)

Удаляется примесей, кг:

С'' = С_ших' – С_ост, (2.21)

Mn'' = M_ших' – Mn_ост, (2.22)

Si'' = Si_ших', (2.23)

P'' = P_ших' – Р_ост, (2.24)

S'' = S_ших' – S_ост. (2.25)

Всего окисляется примесей, кг:

М_прим = C'' + Si'' + Mn'' + P'' + S''. (2.26)

Образуется окислов (принимаем, что 90 % углерода окисляется до СО и 10 % до СО₂, кг):

М_СО' = 2,1  С'' (2.27)

М_СО2' = 0,37  С'' (2.28)

М_SiO2' = 2,14  Si'' (2.29)

М_MnO' = 1,29  Mn'' (2.30)

М_P2O5' = 2,29  Р'' (2.31)

Количество шлакообразующих окислов (кроме окислов железа), кг:

SiO₂ = М_SiO2' + 0,01( M_р%SiO_{2 р} + M_изв%SiO_{2 изв} + М_пл.шп%SiO_{2 пл.шп} +

+М_м.шл%SiO_{2 м.шл} + М_ф%SiO_{2 ф} + М_з.л%SiO_{2 з.л} ) (2.32)

Al₂O₃ = М_Al2O3' + 0,01( M_р%Al₂O_{3 р} + M_изв%Al₂O_{3 изв} + М_пл.шп%Al₂O_{3 пл.шп} +

+М_м.шл%Al₂O_{3 м.шл} + М_ф%Al₂O_{3 ф} + М_з.л%Al₂O_{3 з.л} ) (2.33)

MnO = М_MnO' + 0,01( M_р%MnO_р + М_м.шл%MnO _м.шл ) (2.34)

CaO = 0,01( M_р%CaO_р + M_изв%CaO_изв + М_пл.шп% CaO_пл.шп +

+ М_м.шл%CaO_м.шл + М_ф%CaO_ф + М_з.л% CaO_з.л ) (2.35)

MgO = 0,01( M_р%MgO_р + M_изв%MgO_изв + М_м.шл%MgO_м.шл + М_ф%MgO_ф +

+ М_з.л %MgO_з.л ) (2.36)

P₂O₅ = М_P2O5' + 0,01( M_р% P₂O₅ + М_м.шл%P₂O_{5 м.шл} ) (2.37)

CaF₂ = 0,01М_пл.шп  %P₂O_{5 пл.шп} (2.38)

S = S'' + 0,01( M_изв%S_изв + М_м.шл%CaO_м.шл ) (2.39)

Общее количество шлакообразующих окислов (кроме окислов железа), кг:

_ок^шл = SiO₂ + Al₂O₃ + MnO + CaO + MgO + P₂O₅ + CaF₂ + S (2.40)

Уточненное количество конечного шлака, %

100М_ок^шл

М_шл^к = ––––––––––––––– (2.41)

100 – (%FeO)_к

Химический состав конечного шлака, %

(%SiO₂) = SiO₂  100 / М_шл^к (2.42)

(%Al₂O₃) = Al₂O₃  100 / М_шл^к (2.43)

(%MnO) = MnO  100 / М_шл^к (2.44)

(%CaO) = CaO  100 / М_шл^к (2.45)

(%MgO) = MgO  100 / М_шл^к (2.46)

(%P₂O₅) = P₂O₅  100 / М_шл^к (2.47)

(%S) = S  100 / М_шл^к (2.48)

(%CaF₂) = CaF₂  100 / М_шл^к (2.49)

Уточненный выход жидкого металла в конце продувки, кг

М_мет^кон = ( 100 + М_Fe^восст ) – ( М_прим + М_Fe^шл + М_Fe^дыма + М_Fe^выб + М_Fe^кор ), (2.50)

где:

М_Fe^восст = 0,007  ( М_р  %Fe₂O₃ + М_ф  %Fe₂O₃ + 0,0065  М_з.л.  %Fe₂O_{3 з.л} +

+ 0,012  М_л  %Fe₂O_3л) + 0,078  ( М_р  %FeO_р + М_м.шл  %FeO_м.шл +

+ 0,012  М_л  %FeO_ок.л ) (2.51)

М_Fe^шл = 0,007  М_шл^к  (Fe₂O₃)_шл^к + 0,0078  М_шл^к  (%FeO)_шл^к (2.52)

М_Fe^кор = 0,08  М_шл.^к – потери железа в виде корольков;

М_Fe2O3^дыма = 1,43  М_Fe^дыма – количество оксидов железа в дыме, кг.

Количество дутья, кг

М_дутья = [ ( М_О2^расх – М_О2^прих )  10000 / kn ] + М_{инерт.газа}, (2.53)

где: k – степень усвоения кислорода ванной (принимаем 97 %)

n – чистота кислорода (принимаем 99,5 %)

М_О2^расх = 1,2  С'' + 0,27 С_к'' + 1,14 Si'' + 0,29 Mn'' + 1,29 Р'' +

+ 0,01  М_шл^к  [ 0,429 (%Fe₂O₃)_шл^к + 0,29  (%FeO)_шл^к ] +

+ 0,429  М_Fe^дыма (2.54)

М_О^прих = М_О2^вост + М_О2^влаги = 0,0043  ( М_р  Fe₂O_3р + М_ф  %Fe₂O_3ф +

+ М_ок.л  %Fe₂O_{3 ок.л} + М_з.л  %Fe₂O_3з.л ) + 0,0029  ( М_р  %FeO_р +

+ М_м.шл + М_ок.л  %FeO_ок.л ) + 0,0027  (М_р  %Н₂О_р + М_изв  %Н₂О_изв ) (2.55)

Расход кислорода, кг

М_кисл = М_дутья – М_{инер.газа} (2.56)

Расход кислорода в нм³

М_кисл = М_кисл  22,4 / 32 (2.57)

Количество и состав конвертерных газов

СО₂ = М_СО2' + 0,01  (М_изв  %СО_{2 изв} + М_пл.шп  % СО_{2 пл.шп} + М_р  %СО_{2 р}), кг (2.58)

СО₂' = СО₂  22,4 / 44, нм³ (2.59)

СО = М_СО' (2.60)

СО' = СО  22,4 / 28, нм³ (2.61)

Н₂О = 0,007  ( М_р  %Н₂О_р + М_изв  % Н₂О_изв ), кг (2.62)

Н₂О' = Н₂О  22,4 / 18, нм³ (2.63)

Н₂ = 0,003  (М_р  %Н₂О_р + М_изв  %Н₂О_изв )  2 / 18, кг (2.64)

Н₂' = Н₂  22,4 / 2, нм³ (2.65)

N₂ = 0,005  М_кисл., кг (2.66)

N₂' = N₂  22,4 / 28, нм³ (2.67)

О₂ = 0,003  М_кисл., кг (2.68)

О₂' = О₂  22,4/32, нм³ (2.69)

Ar = М_{инер.газа}, кг (2.70)

Ar' = Ar  22,4 / 39,94 нм³ (2.71)

М_газов = СО + СО₂ + Н₂О + Н₂ + О₂ + Ar (2.72)

М_газов' = СО' + СО₂' + Н₂О' + Н₂' + О₂' + Ar' (2.73)

Материальный баланс до раскисления

М_{поступило} = М_ч + М_л + М_м.шл + М_з.л + М_дутья + М_ок.л + М_пл.шп +

+ М_изв + М_ф + М_р, кг (2.74)

М_{получено} = М_мет^к + М_шл^к + М_газов + М_Fe2O3^дыма + М_Fe^выбр + М_Fe^кор, кг (2.75)