3 Определение расхода лома на плавку
Для начала расчета можно выбрать расход лома произвольно из обычно наблюдаемого на практике интервала значений (22-28%), провести все расчеты до определения температуры металла, сравнить ее с требуемой и вернуться к началу расчета, скорректировать величину расхода лома и расчет повторить.
GЛ = 17,4 + 4,1 ∙ (4,3 – 4,0) + 9,5 ∙ (0,8 – 0,5) + 0,034 ∙ (1400 – 1330) +
+ 3,2 ∙ (1,4 – 0,2) + 11 ∙ (0,2 – 0,37) + 0,05 ∙ (1650 – 1589,4) = 28,86%.
Тогда коэффициент эквивалентности твердого окислителя как охладителя по отношению к лому составит:
SТО = 0,062 ∙ 64 – 0,014 ∙ 0,4 – 0,633 = 3,3294 кг/кг.
Следовательно, 1 кг окатышей по охлаждающему эффекту эквивалентен 3,3294 кг лома.
Далее, по данным о расходе окатышей на плавку (РТО) определяют количество лома, замененное окатышами в соответствии с охлаждающим эффектом по формуле:
кг
Далее определяют уточненный расход лома на плавку, используемый в дальнейших расчетах
4 Расчет окисления примесей металлической шихты
Для решения этой задачи необходимо определить средний химический состав металлической шихты и остаточные содержания примесей в металле в конце продувки.
Средний химический состав металлической шихты определяется в соответствии с расходами чугуна и лома на плавку и их химическим составом. По известному расходу лома, определяется расход чугуна (GЧ):
GЧ = 100 – 22,2012 = 77,80 кг.
Химический состав металлического лома зависит от того, отходы каких марок сталей составляют лом.
Таблица 2 – Химический состав металлошихты
Материал |
Химический состав, % |
||||
C |
Mn |
Si |
S |
P |
|
Чугун жидкий |
4,3 |
1,4 |
0,8 |
0,036 |
0,13 |
Лом металлический |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,03 |
0,025 |
Следует иметь в виду, что в производственных условиях вместе с жидким чугуном в конвертер попадает шлак, называемый миксерным шлаком. Gм.ш = 1% к массе чугуна. По полученным данным определяется общее поступление элементов с компонентами металлошихты (химичский состав металлошихты).
Таблица 3 - Определение среднего химического состава металлошихты
Внесено в шихту, кг |
||||||
|
Расход |
С |
Si |
Mn |
S |
P |
Чугун жид. |
77,799 |
3,345 |
0,622 |
0,311 |
0,028 |
0,101 |
Лом метал. |
22,201 |
0,022 |
0,044 |
0,089 |
0,007 |
0,006 |
Всего |
100,000 |
3,368 |
0,667 |
0,400 |
0,035 |
0,107 |
Для определения остаточных содержаний примесей в металле в конце продувки используются данные о содержание углерода в конце продувки [C]М, а также теоретические данные о поведении примесей в основных сталеплавильных процессах.
Кремний при выплавке стали в конвертере с основной футеровкой окисляется практически полностью, поэтому [Si]М = 0%.
Таблица 4 - Степень удаления некоторых элементов из металла при кислородно-конвертерной плавке с верхней продувкой, % [3]
Химический элемент |
Степень удаления элемента при содержании углерода в металле в конце продувки, % |
||
менее 0,10 |
0,10-0,25 |
более 0,25 |
|
Марганец |
80-95 |
75-80 |
70-75 |
Фосфор |
90-95 |
85-90 |
80-85 |
Сера |
45-50 |
40-45 |
35-40 |
По принятым степеням удаления элементов в процессе продувки, определяются остаточные концентрации марганца фосфора и серы в металле в конце продувки:
[Mn]М = 0,4 ∙ (100 - 75) ∙ 0,01 = 0,1 кг;
[P]М = 0,035 ∙ (100 - 50) ∙ 0,01 = 0,017 кг;
[S]М = 0,107 ∙ (100 - 85) ∙ 0,01 = 0,016 кг.
Потребность в кислороде на реакции окисления примесей определяется в соответствии с уравнениями реакций окисления примесей:
Таблица 4.1 - Потребность в кислороде на реакции окисления примесей
М∆[C] |
2,998 |
кг |
м3 |
C - CO |
2,548 |
3,397 |
2,378 |
C - CО2 |
0,449 |
1,199 |
0,839 |
Si - SiО2 |
0,667 |
0,762 |
0,533 |
Mn - MnО |
0,3 |
0,174 |
0,122 |
Р - Р2О5 |
0,0906 |
112,449 |
78,71 |
Таблица 4.2 - Количество образовавшихся оксидов в результате окисления примесей
|
кг |
gСО2 |
1,65 |
gСО |
5,95 |
gSiО2 |
1,43 |
gMnO |
0,39 |
gP2O5 |
0,06 |
gСaS |
0,03 |
Таблица 5 - Расчет окисления примесей шихты*
Расчетные показатели
|
С |
Si |
Mn |
S |
P |
Всего |
||
Всего |
СО |
СО2 |
|
|
|
|
|
|
Содержится в шихте, кг |
3,368 |
- |
- |
0,667 |
0,400 |
0,035 |
0,107 |
- |
Остается после продувки, кг |
0,370 |
- |
- |
0,000 |
0,100 |
0,017 |
0,016 |
- |
Удаляется при продувке, кг |
2,998 |
2,548 |
0,450 |
0,667 |
0,300 |
0,017 |
0,091 |
4,072 |
Требуется кислорода, кг |
4,596 |
3,397 |
1,199 |
0,762 |
0,175 |
- |
0,117 |
5,650 |
Требуется кислорода, м3 |
3,217 |
2,378 |
0,839 |
0,533 |
0,122 |
- |
0,082 |
3,955 |
Обр.оксидов,кг |
- |
5,945 |
1,649 |
1,429 |
0,387 |
0,031 |
0,061 |
9,503 |