Расчет мартеновской плавки

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Расчет мартеновской плавки

Расчет мартеновской плавки

1

Задание.

1) Расчет ведется на 100 кг металлической шихты.

2) Металлическая шихта состоит из 60% жидкого чугуна и 40% металлолома.

3) Температура заливаемого чугуна: 1320 С, температура металла перед раскислением: 1600 С. 4) Химический состав металлической шихты и готовой стали приведен в таблице №1.

5) Химический состав неметаллической части шихты (сыпучих), а также магнезитохромитового свода, загрязнения и окалины лома в таблице №2.

Таблица №2.

Раздел №1

Расчет материального баланса первого периода плавки (до расплавления).

1.1 Определение среднего состава металлошихты

Таблица №3

1.2 Определение состава металла по расплавлении

2. Содержание углерода.

/%С/расп = /%С/раск + /%С/ = 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, %

1.3 Определение количества руды в завалку, таблица №4

1. Поступает кислорода из газовой фазы печи

2. Определяем расход руды в завалку.

1.4 Определения количества известняка в завалку

Таблица №5.

Таблица №6

1.5 Определение количества шлака, образующегося в период плавления (в 1 периоде)

Количество шлакообразующих окислов, поступивших в шлак в период плавления (Мплавок), таблица №7.

Таблица №7

1. Количество спущенного шлака будет

1.6 Материальный баланс 1 периода плавки

1. Количество окислов железа, поступивших в ванну с шихтой в первом периоде плавки, таблица №10

Таблица №10

2. Окислами железа шихты вносится железа (М1Fe)

М1Feвосст= М1Fe2O3 112 / 160+ M1FeO 56 / 72=4,499 112 / 160 + 0,373 56 / 72 = 3,44 кг

При этом выделится кислорода (М1Овосст)

А) при восстановлении Fe2O3 : 4,499 - 3,149 = 1,35 кг

Б) при восстановлении FeO : 0,373 - 0,29 = 0,083 кг

М1Овосст = 1,35 + 0,083 = 1,43 кг

Количество кислорода, потерянного вследствие диссоциации Fe2O3 руды ( в среднем до Fe3O4) в период завалки и прогрева шихты.

Количество кислорода окислов железа шихты, участвующего в окислении примесей ванны (МактО1).

МактО1 = М1Овосст - МпотО1 = 1,43 - 0,117 = 1,315 кг

Количество кислорода, поступившего в первом периоде плавки из СО2 известняка (МизвО1).

На формирование шлака (спущенного и оставшегося в печи по расплавлении) расходуется окислов железа.

Для образования такого количества окислов железа окислится железа металлошихты (МшлFe1)

А) на образование Fe2O3 :

Б) на образование FeO :

При этом расходуется кислорода (МшлО1)

Поступает кислорода из дутья при продувке ванны (МвдО1)

Расход дутья (технического кислорода) в первом периоде плавки.

1,383 / 0,9 = 1,538 кг на 100 кг завалки или на 1 тонну = 15,377 кг

15,377 * 100 = 16,0177 кг или 16,0177 * 22,4 = 11,212 м3/т

32

Потери железа в шлаке в виде корольков металла (М1Fe(K))

Выход жидкого металла в первом периоде плавки (Ммраспл).

Количество газообразных окислов в первом периоде.

СО: от окисления С в СО = 2,842 кг

Из известняка :

СО = 2,842 + 0,612 = 3,454 кг

СО2 : от окисления С в СО2 = 0,667 кг

Из известняка:

Из обожженного доломита: = 0,008044 кг

Из сырого доломита: = 0,0654 кг

Из магнезита: = 0,00187 кг

СО2 = 0,667 + 0,962 + 0,008 + 0,0654 + 0,00187 = 1,704909 кг

Н2О: Из известняка: = 0,056 кг

Из руды: = 0,061 кг

Из обожженного доломита: = 0,008 кг

Из сырого доломита: = 0,002 кг

Из магнезита: = 0,00117 кг

Из боксита: = 0,0198 кг

Н2О = 0,056 +0,061 + 0,008 + 0,002 + 0,00117 + 0,0198 = 0,148639 кг

Невязка:

Раздел №2

Расчет шихты и материального баланса второго периода плавки (от расплавления до раскисления).

2.1 Определение состава металла перед раскислением

2.2 Определение количества руды в доводку

Расходуется кислорода на окисление примесей ванны (углерода) во втором периоде плавки.

За период доводки плавки окисляется углерода

СП = / % С /распл - / % С /раск = 0,98 - 0,18 = 0,8 кг

Потребуется кислорода для окисления примесей (углерода) ванны в период доводки

Поступает кислорода за период доводки плавки из газовой фазы печи

Расход руды в доводку.

2.3 Определение количества извести в доводку

Количество SiO2 и СаО, поступивших в шлак во втором периоде плавки из всех источников, кроме извести, таблица №11.

Таблица №11

Основность шлака перед раскислением.

Враск = 2,7

СаО2 = Враск SiO22 = 2,7 0,945413 = 2,552615 кг

Необходимо внести СаО известью.

СаО2 - CaO2 = 2,552615 - 1,827251 = 0,725364 кг

Флюсующая способность извести (при данной основности шлака перед раскислением).

Во втором периоде плавки присаживается извести.

2.4 Определение количества шлака во втором периоде плавки (перед раскислением)

1. Во втором периоде плавки вносится шлакообразующих окислов, кроме окислов железа (Мдовок) таблица №12.

Таблица №12

2. Содержание окислов железа (FeO+Fe2O3) в шлаке перед раскислением.

Враск=2.7

(%FeO)раск=10,8%

(%Fe2O3)раск=(%FeO)раск/3,5=10,8/3,5=3,1%

3. Количество шлака во втором периоде плавки (перед раскислением).

2.5 Материальный баланс второго периода плавки

Количество окислов железа, поступивших в ванну во втором периоде плавки из всех источников. Таблица №13.

При восстановлении окислов железа, поступивших в ванну во втором периоде плавки, вносится железа (М2Feвосст).

При этом выделяется кислорода ( )

На формирование шлака второго периода плавки расходуется окислов железа.

Для образования такого количества окислов железа окисляется железа металлошихты ()

Для образования Fe2O3:

Для образования FeO:

При этом расходуется кислорода.

Поступает кислорода из дутья при продувке ванны.

Расход дутья (технического кислорода) во втором периоде плавки.

V0=0.9

Потери железа в шлаке второго периода в виде корольков.

Выход жидкого металла во втором периоде плавки (перед раскислением).

Количество газообразных окислов во 2 периоде плавки:

СО: от окисления С в СО

СО2 : от окисления С в СО2

Из известняка:

Из обожженного доломита: = 0,004331 кг

Из сырого доломита: = 0,028035 кг

Из магнезита: = 0,002288 кг

СО2 = 0,324243 кг

Н2О: Из руды:

Из известняка:

Из боксита : = 0,0162 кг

Из обожженного доломита: = 0,004331 кг

Из сырого доломита: = 0,000945 кг

Из магнезита: = 0,00143 кг

Н2О = 0,039267 кг

Таблица материального баланса второго периода плавки.

Невязка: =

Раздел №3

Расчет материального баланса периода раскисления

3.1 1.Таблица №15.

Примерный состав раскислителей.

3.2 Расчет раскисления полуспокойной марки стали

3.2.1 Расчет раскисления полуспокойной стали ферромарганцем и доменным ферросилицием в печи и богатым ферросилицием в ковше

1. Расчет раскисления металла в печи ферромарганцем и доменным ферросилицием

А) средне заданное содержание элементов в готовой стали

Б) Недостает элементов до средне заданного в готовой стали

/%Mn/ = 0,507 - 0,1 = 0,407%

/%Si/ = 0,1%

В) Расход раскислителей, присаживаемых в печь.

Г) Вносится элементов в металл раскислителями

Таблица №16

Д) Окисляется элементов раскислителей, расходуется кислорода и образуется окислов.

Таблица №17

Е) Восстанавливается железа марганцем и кремнием раскислителей из окислов железа шлака.

МШО

0,154 - 0,0662 = 0,0878 кг О2 из газовой фазы

Ж) Восстанавливается FeO из шлака

З) Выход жидкого металла после предварительного раскисления в печи.

И) количество шлака в печи после раскисления М3шл .

К) Потери железа в шлаке после раскисления в печи (Fe3к)

Принимаем равным потерям в шлаке перед раскислением.

Л) Таблица материального баланса раскисления в печи.

Таблица №18

Невязка:

М) Таблица материального баланса плавки.

Таблица №19

Невязка:

2. Расчет раскисления металла в ковше богатым ферросилицием.

2.1 вносится кремния в металл ферромарганцем и доменным ферросилицием при предварительном раскислении металла в печи.

2.2 недостает кремния до среднезаданного содержания его в готовой стали.

2.3 необходимо ввести в ковш богатого ферросилиция

2.4 вносится в сталь элементов богатым ферросилицием.

Таблица №20

2.5 выход жидкой стали в ковше после раскисления богатым ферросилицием

2.6 проверка содержания углерода в готовой стали после раскисления.

Раздел №4

Расчет теплового баланса плавки, отнесенного к 100 кг металлической завалки

4.1 Приход тепла

4.1.1 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

В) выделится тепла при протекании реакций шлакообразования.

Q2 = SiO2 2300 + P2O5 4860 = 2.74 2300 + 0.221 4860 = 7390.219 кДж

4.1.3 Тепло окисления элементов шихты

Таблица №22

4.1.4 Тепло реакций образования окислов железа шлака

1) Для образования необходимого количества окислов железа шлака.

А) на образование Fe2O3

Б) на образование FeO

Выделится тепла при окислении железа.

А) по реакции: 2Fe + 1.5O2 = Fe2O3 + 7330

Б) по реакции: Fe + 0.5O2 = FeO +4775

В) Всего выделяется тепла при образовании окислов железа шлака.

4.1.5 Всего поступает тепла

Q = Q1 + Q2 + Q3 +Q4 = 74262 + 7390.22 + 55802 + 11902.78 = 149357.7 кДж

4.2 Расход тепла

4.2.1 физическое тепло стали

4.2.2 физическое тепло шлака

4.2.3 физическое тепло шлака в печи после раскисления

4.2.4 всего уносится тепла шлаком

4.2.5 Тепло, уносимое отходящими газами

тепло, уносимое СО и СО2 в первом периоде плавки.

тепло, уносимое СО и СО2 во втором периоде плавки.

всего уносится тепла отходящими газами.

4.2.6 Тепло диссоциации СаСО3 известняка

CaCO3 = CaO + CO2 - 4025 кДж / кг СО2

4.2.7 Тепло диссоциации окислов железа, поступивших с шихтой в 1 и 2 периодах плавки

1) При диссоциации Fe2O3 по реакции:

При диссоциации FeO по реакции:

Всего поглощается тепла при диссоциации окислов железа шихты.

4.2.8 Тепло диссоциации СО2 известняка, участвующей в окислении примесей металлошихты

Тепло диссоциации СО2 известняка, по реакции:

4.2.9 Таблица теплового баланса плавки

Недостаток тепла на процесс:

Литература

1. Бигеев А.И. Расчеты мартеновских плавок, издательство «Металлургия», 1966.