Материальный баланс I-го периода.

Израсходовано, кг	Получено, кг
Железного лома		Металла	96,72
Железная руда		Шлака	(4,338*0,7+4,669)=7,846
Извести	2,5+0,99=3,49	Газов	8,396
Электродов	0,56	Улет железа
Магнезита	1,05	Невязка	0,338 (0,3%)
Шамотного боя	0,882
Воздух (влажного)	0,0120+6,687=6,699
Газообразного кислорода	1,846
Всего:	115,697

Восстановительный период плавки.

Определение количества шлака. Количество шлака определяем исходя из задачи десульфурации. Задаемся целью удалить из металла такое количество серы, чтобы остаток ее не превышал 0,008%. В конце окислительного периода металл содержал 0,021-0,008=0,013% S. Подлежит удалению 0,021-0,008=0,013% S; 0,013*0,8/100=0,013 кг.

Для промышленной электропечи можно принять коэффициент распределения серы между шлаком и металлом:

Шлак должен содержать серы:

(S)=n[S]=30*0,008=0,24%, отсюда количество шлака:

.

Шлак восстановительного периода образуется:

1) Из остатка шлака окислительного периода; можно принять, что в печи остается 5% шлака, т.е. 4,669*0,05=0,233 кг;

2) Из свода поступит: 0,03;

3) Из пода и стен: 0,45 кг;

4) Из извести, плавикового шпата, шамота и песка:

5,4-(0,233+0,09+0,45)=5,4-0,713=4,687 кг.

На основании практических данных принимаем, что в шлаковой смеси содержится:

Извести – 65% или 4,687*0,65=9,046;

Шпата – 13% или 4,687*0,13=0,609;

Шамота – 13% или 4,687*0,13=0,609;

Кокса 0,250 кг.

Расчет металлургических присадок.

Для предварительного осадочного периода раскисления требуется пускового 75% ферросилиция:

Требуется алюминия: 10,8 кг/т

96,72*0,0008=0,007 кг потребуется феррохрома, содержащего 70% хрома

, пусковой ферросилиций заданный в начале восстановительного периода внесет кремний 0,365*0,75*0,6=0,164 кг или в готовом металле должно быть 0,50% Si, к концу окислительного периода металл содержал кремний; необходимо добавить: 0,50-(0,17+0,014)=0,050-0,184-0,316%, требуется ферросилиция для введения недостающего количества кремния .

При расчете добавки ферромарганца можно не учитывать угар, так как закись марганца, образовавшегося после присадки, впоследствии практически полностью восстанавливается при диффузионном раскислении шлака.

Для конечного раскисления применяют алюминий в количестве 0,5 кг/т в металл и столько же порошком на шлак.

Требуется алюминий в чушках.

и 0,048 кг в порошке.

Предварительный состав и вес (кг) шлака восстановительного периода (см. приложение табл.8).

Окисляется Si из 75% FeSi 0,365*0,75*0,4=0,109, образуется SiO₂ 0,109*60/28=0,233, окисляется кремния 0,606*0,75*0,3= 0,136 кг, образуется SiO₂ 0,136*60/28=0,291.

Окисляется пускового Al0,077*0,98*0,90+0,048*0,98=0,60+0,048*0,98*1=

=0,068+0,028+0,047=0,143 кг, образуется Al₂O₃ 0,143*102/54=0,270.

Раскисление. Раскисление металла идет в 3 стадии. В начале восстановительного периода проводят глубинное раскисление марганцем, кремнием, алюминием; позже диффузионное раскисление углеродом и кремнием, и наконец, перед выпуском – глубинное раскисление алюминием. Данные о роли отдельных раскислителей при таком методе раскисления отсутствуют. Равным образом нет данных о том, сколько кислорода, ранее поглощенного футеровкой ванны, переходит в металл и шлак, сколько кремния и алюминия окисляется кислородом воздуха. Так как 85-90% всего кислорода, облагораживаемого в готовом металле, связано с алюминием, примем, что весь марганец идет на легирование, кислород металла связывается с алюминием, 40% кислорода шлака восстанавливается углеродом и 60% - кремнием. Остальное количество углерода, кремния и алюминия окисляется кислородом воздуха. Кислорода в металле в конце окислительного периода содержится 0,906*16/72=0,021 кг.

Перед выпуском хорошо раскисленная сталь содержит 0,005 или 96,72*0,005/100=0,0048 кг кислорода. Для раскисления этого количества требуется алюминия: (0,021-0,0048)*54/48=0,018 кг; образуется глинозема 0,018*102/48=0,038 кг; восстановится железа 0,018*56/16=0,063 кг; и шлака восстановиться: 0,0035 кг Cr₂O₃; 0,041 P₂O₅ и 0,089 кг Fe₂O₃. В шлаке в конце окислительного периода останется 0,20% или 5,8*0,20/100=0,012 кг FeO т.е. восстановиться 0,039-0,012=0,024 кг FeO в результате реакции десульфурации CaO+FeS=CaS+FeO. Образуется закиси железа 0,013*78/32=0,029 кг.

Потребность в углероде 0,027 кг образуется окиси углерода 0,027/28/12=0,063 кг. Требуется 0,028 кг, образуется кремнезема 0,028*60/28=0,06 кг.

Расчет окончательного состава количества шлака восстановительного периода.

Около половины фтористого кальция реагирует с кремнеземом по реакции 2CaF₂+SiO₂=SiF₄+2CaO фтористый кремний улетучивается для образования SiF₄ требуется кремнезема образуется SiF₄ и кг CaO.

Таблица №9.