Определение среднего состава металлошихты
Задание.
1) Расчет ведется на 100 кг металлической шихты.
2) Металлическая шихта состоит из 68% жидкого чугуна и 32% металлолома.
3) Марка стали Ст5сп.
4) Химический состав металлической шихты и готовой стали приведен в таблице №1.
Таблица №1
| Вариант №2 | Химический состав | ||||
| С | Si | Mn | S | P | |
| Не более | |||||
| Чугун | 3,8 | 0,9 | 0,7 | 0,05 | 0,14 |
| Скрап | 0,25 | 0,2 | 0,5 | 0,03 | 0,03 |
| Сталь | 0,15¸0,22 | 0,05¸0,17 | 0,4¸0,65 | 0,05 | 0,04 |
5) Химический состав неметаллической части шихты (сыпучих), а также магнезитохромитового свода, загрязнения и окалины лома в таблице №2.
Таблица №2.
| Наименование материалов | Содержание компонентов, % | |||||||||||
| SiO2 | Al2O3 | MnO | CaO | MgO | P2O5 | Sm | Fe2O3 | FeO | CO2 | H2O | Fe00 | |
| Руда железная | 1,3 | 0,9 | 0,4 | 0,7 | 15,3 | 4,5 | - | 1,2 | 58,8 | |||
| Агломерат мартеновский | 1,5 | 0,3 | 0,4 | 23,2 | 19,7 | - | 0,4 | 55,4 | ||||
| Известняк | 2,1 | 1,2 | - | 52,5 | 0,7 | - | 56,5 | 1,1 | - | 41,2 | 1,2 | - |
| Известь | 2,45 | 1,5 | - | 88,5 | 0,8 | - | 93,3 | - | - | 6,2 | 0,5 | - |
| Боксит | - | 1,2 | - | 0,8 | - | - | - | |||||
| Доломит обожженный | 4,2 | - | 53,3 | - | 95,5 | 2,5 | - | - | ||||
| Доломит сырой | 1,8 | 1,3 | - | 30,3 | 19,2 | - | 52,6 | 1,4 | - | 44,5 | 1,5 | - |
| Магнезитовый порошек | - | 3,2 | 87,5 | - | 95,7 | - | 0,8 | 0,5 | - | |||
| Материал свода | - | - | - | - | - | - | ||||||
| Загрязнение лома | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| Окалина лома | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Раздел №1
Расчет материального баланса первого периода плавки (до расплавления).
Определение среднего состава металлошихты
Таблица №3
| Источники | Содержание элементов, % | Примечание | ||||
| С | Si | Mn | Р | S | ||
| Вносит чугун (60 кг), % | 2,28 | 0,54 | 0,42 | 0,084 | 0,03 | |
| Вносит лом (40 кг), % | 0,1 | 0,08 | 0,2 | 0,012 | 0,012 | |
| итого | 2,38 | 0,62 | 0,62 | 0,096 | 0,042 |
Определение состава металла по расплавлении
2. Содержание углерода.
/%С/расп = /%С/раск + /%DС/ = 0,18 + 0,8 = 0,98
3. Содержание кремния.
/%Si/распл = 0
4. Содержание марганца.
/%Mn/распл = 0,62 ´ 15 / 100 = 0,093%
5. Содержание фосфора.
/%Р/распл = 0,096 ´ 20 / 100 = 0,0192%
6. Содержание серы.
/%S/распл = 0,042 ´ 85 / 100 = 0,0357%
6. Следовательно, состав металла по расплавлению будет, %
| С | Si | Mn | P | S |
| 0.98 | 0.093 | 0.0192 | 0.0357 |
1.3 Определение количества руды в завалку, таблица №4
| Элемент –окисел | Удаляется примесей (элементов), кг | Расходуется кислорода, кг | Образуется окислов, кг |
| С ® СО | (2,38-0,98)´87/100=1,218 | 1,218´16/12=1,624 | 1,218+1,624=2,842 |
| С ® СО2 | (2,38-0,98)´13/100=0,182 | 0,182´32/12=0,4853 | 0,182+0,4853=0,6673 |
| Si ® SiO2 | 0,62-0=0,62 | 0,62´32/28=0,70857 | 0,62+0,70857=1,32857 |
| Mn ® MnO | 0,62-0,093=0,527 | 0,527´16/55=0,15331 | 0,527+0,15331=0,68031 |
| P ® P2O5 | 0,096-0,0192=0,0768 | 0,0768´80/62=0,0991 | 0,0768+0,0991=0,175897 |
| /S/ ® (S) | 0,042-0,0357=0,0063 | - | - |
| Итого: | М1прим = 2,6301 | МшихО1 = 3,070311 | - |
1. Поступает кислорода из газовой фазы печи
2. Определяем расход руды в завалку.
Определения количества известняка в завалку
Таблица №5.
| Наименование материала | Общий расход мат-ла на плавку % (кг/100кг) | Участвует в образовании шлака | |||||
| На всю плавку | В том числе | ||||||
| В 1 периоде | Во 2 периоде | ||||||
| % | кг | % | кг | % | кг | ||
| Магнезит обожженный | 0,65 | 0,52 | 0,234 | 0,286 | |||
| Доломит обожженный | 1,65 | 1,2375 | 0,80437 | 0,43312 | |||
| Доломит сырой | 1,4 | 0,21 | 0,147 | 0,063 | |||
| Материал свода | 0,165 | 0,165 | 0,09075 | 0,07425 | |||
| Боксит | 0,3 | 0,3 | 0,165 | 0,135 | |||
| Загрязнение лома | 1,4 | 0,56 | 0,56 | - | - | ||
| Окалина лома | 1,15 | 0,46 | 0,46 | - | - |
Таблица №6
| Источники | Расход в 1 периоде | Вносится, кг | |
| SiO2 | CaO | ||
| Из металлошихты | - | 1,32857 | - |
| Руда железная 1 период | 5,113913 | 5,114´10/100=0,5114 | 5,114´0,9/100=0,001485 |
| Боксит 1 период | 0,165 | 0,165´11/100=0,01815 | 0,165´1,2/100=0,00198 |
| Магнезит 1 период | 0,234 | 0,234´3/100=0,00702 | 0,234´3,2/100=0,007488 |
| Доломит обожженный 1 период | 0,804375 | 0,804´4,2/100=0,0338 | 0,804´53,3/100=0,428732 |
| Доломит сырой 1 период | 0,147 | 0,147´1,8/100=0,002646 | 0,147´30,3/100=0,044541 |
| Материал свода 1 период | 0,09075 | 0,091´5/100=0,0045375 | 0,091´2/100=0,001815 |
| Загрязнение лома 1 период | 0,56 | 0,56´75/100=0,42 | - |
| Итого: | - | М1SiO=2,3261 | M1CaO=0,486041 |
Определение количества шлака, образующегося в период плавления (в 1 периоде)
Количество шлакообразующих окислов, поступивших в шлак в период плавления (SМплавок), таблица №7.
Таблица №7
| Источники | Расход в 1 периоде, кг | Вносится шлакообразующих окислов, кг |
| Из металлошихты | - | 1,328571+0,680309+0,175897=2,184777294 |
| Руда железная 1 период | 5,113913 | 5,113913´15,3/100=0,782428744 |
| Известняк 1 период | 4,671092 | 4,671092´56,5/100=2,63916679 |
| Боксит 1 период | 0,165 | 0,165´57/100=0,095205 |
| Магнезит обожженный 1 период | 0,234 | 0,234´95,7/100=0,223938 |
| Доломит обожженный 1 период | 0,804375 | 0,804375´95,5/100=0,768178125 |
| Доломит сырой 1 период | 0,147 | 0,147´52,6/100=0,077322 |
| Материал свода 1 период | 0,09075 | 0,09075´79/100=0,0716925 |
| Загрязнение лома 1 период | 0,56 | 0,56´100/100=0,56 |
| Итого: | - | SМплавок=7,40271 |
1. Количество спущенного шлака будет
Раздел №2
Расчет шихты и материального баланса второго периода плавки (от расплавления до раскисления).
Раздел №3
Таблица №15.
| Тип стали | Вариант раскисления | Выдержка на раскисление | Содержание С в металле перед раскислен | Угар элементов, % | ||
| С | Мn | Si | ||||
| Полуспокой ная | Раскисление в печи FeSi и FeMn | 10-20 мин. | 0,16 |
2. Примерный состав раскислителей.
| Раскислители | Содержание элементов, % | |||||
| С | Si | Mn | P | Fe | S | |
| Ферромарганец | 6.5 | 1.1 | 74.8 | 0.3 | 17.3 | |
| Доменный ферросилиций | 1.2 | 13.5 | 2.5 | 0.1 | 82.7 | |
| Богатый ферросилиций | 0.2 | 46.5 | 0.65 | 00.5 | 52.6 |
Раздел №4
Приход тепла
Физическое тепло чугуна
4.1.2 Тепло шлакообразования
А) считаем, что все SiO2 и P2O5 в шлаке связаны реакциями:
SiO2 + 2CaO = (CaO) ´ SiO2 + 2300 кДж/кг SiO2
P2O5 + 4CaO = (CaO)4 ´ P2O5 +4860 кДж/кг Р2О5
Б) поступает SiO2 и P2O5 в шлак из всех материалов (в 1, 2, 3 периодах плавки).
Таблица №21
| Источники | Расход на плавку | Вносится, кг | |
| SiO2 | P2O5 | ||
| Из металлической шихты | - | 1,328 | 0,176 |
| Из руды 1 и 2 периодов | 6,168 | 6,168´10/100=0,617 | 6,168´0,7/100=0,043 |
| Из бокситов 1 и 2 периодов | 0,3 | 0,3´11/100=0,033 | 0,3´0,8/100=0,0024 |
| Из известняка 1 периода | 4,68 | 4,68´2,1/100=0,098 | |
| Из извести 2 периода | 0,88 | 0,88´2,45/100=0,021 | |
| Из магнезита 1 и 2 периода | 0,52 | 0,52´3/100=0,0156 | |
| Из обожженного доломита 1 и 2 периода | 1,24 | 1,24´4,2/100=0,052 | |
| Из сырого доломита 1 и 2 периода | 0,21 | 0,21´1,8/100=0,0038 | |
| Из свода 1 и 2 периода | 0,16 | 0,16´5/100=0,008 | |
| Из загрязнения лома 1 периода | 0,56 | 0,56´75/100=0,42 | |
| Из раскислителей 3 периода | - | 0,147 | |
| Итого: | - | S SiO2 = 2,74 | S P2O5 = 0,221 |
В) выделится тепла при протекании реакций шлакообразования.
Q2 = S SiO2 ´ 2300 + S P2O5 ´ 4860 = 2.74 ´ 2300 + 0.221 ´ 4860 = 7390.219 кДж
Всего поступает тепла
SQ = Q1 + Q2 + Q3 +Q4 = 74262 + 7390.22 + 55802 + 11902.78 = 149357.7 кДж
Расход тепла
Физическое тепло стали
Физическое тепло шлака
Всего уносится тепла шлаком
Задание.
1) Расчет ведется на 100 кг металлической шихты.
2) Металлическая шихта состоит из 68% жидкого чугуна и 32% металлолома.
3) Марка стали Ст5сп.
4) Химический состав металлической шихты и готовой стали приведен в таблице №1.
Таблица №1
| Вариант №2 | Химический состав | ||||
| С | Si | Mn | S | P | |
| Не более | |||||
| Чугун | 3,8 | 0,9 | 0,7 | 0,05 | 0,14 |
| Скрап | 0,25 | 0,2 | 0,5 | 0,03 | 0,03 |
| Сталь | 0,15¸0,22 | 0,05¸0,17 | 0,4¸0,65 | 0,05 | 0,04 |
5) Химический состав неметаллической части шихты (сыпучих), а также магнезитохромитового свода, загрязнения и окалины лома в таблице №2.
Таблица №2.
| Наименование материалов | Содержание компонентов, % | |||||||||||
| SiO2 | Al2O3 | MnO | CaO | MgO | P2O5 | Sm | Fe2O3 | FeO | CO2 | H2O | Fe00 | |
| Руда железная | 1,3 | 0,9 | 0,4 | 0,7 | 15,3 | 4,5 | - | 1,2 | 58,8 | |||
| Агломерат мартеновский | 1,5 | 0,3 | 0,4 | 23,2 | 19,7 | - | 0,4 | 55,4 | ||||
| Известняк | 2,1 | 1,2 | - | 52,5 | 0,7 | - | 56,5 | 1,1 | - | 41,2 | 1,2 | - |
| Известь | 2,45 | 1,5 | - | 88,5 | 0,8 | - | 93,3 | - | - | 6,2 | 0,5 | - |
| Боксит | - | 1,2 | - | 0,8 | - | - | - | |||||
| Доломит обожженный | 4,2 | - | 53,3 | - | 95,5 | 2,5 | - | - | ||||
| Доломит сырой | 1,8 | 1,3 | - | 30,3 | 19,2 | - | 52,6 | 1,4 | - | 44,5 | 1,5 | - |
| Магнезитовый порошек | - | 3,2 | 87,5 | - | 95,7 | - | 0,8 | 0,5 | - | |||
| Материал свода | - | - | - | - | - | - | ||||||
| Загрязнение лома | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |||
| Окалина лома | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
Раздел №1
Расчет материального баланса первого периода плавки (до расплавления).
Определение среднего состава металлошихты
Таблица №3
| Источники | Содержание элементов, % | Примечание | ||||
| С | Si | Mn | Р | S | ||
| Вносит чугун (60 кг), % | 2,28 | 0,54 | 0,42 | 0,084 | 0,03 | |
| Вносит лом (40 кг), % | 0,1 | 0,08 | 0,2 | 0,012 | 0,012 | |
| итого | 2,38 | 0,62 | 0,62 | 0,096 | 0,042 |