Завдання.
1) Розрахунок ведеться на 100 кг металевої шихти.
2) Металева шихта складається з 60% рідкого чавуну і 40% металобрухту.
3) Температура заливається чавуну: 1320 ° С, температура металу перед розкисленням: 1600 ° С. 4) Хімічний склад металевої шихти і готової сталі наведений в таблиці № 1.
5) Хімічний склад неметалевої частини шихти (сипучих), а також магнезітохромітового зводу, забруднення і окалини брухту в таблиці № 2.
Таблиця № 2.
Розділ № 1
Розрахунок матеріального балансу першого періоду плавки (до розплавлення).
1.1 Визначення середнього складу металошихти
Таблиця № 3
1.2 Визначення складу металу по расплавлении
2. Зміст вуглецю.
/% С / роз = /% С / раск + /% DС / = 0,18 + 0,8 = 0,98
3. Зміст кремнію.
/% Si / розплив = 0
4. Вміст марганцю.
/% Mn / розплив = 0,62 '15 / 100 = 0,093%
5. Вміст фосфору.
/% Р / розплив = 0,096 '20 / 100 = 0,0192%
6. Вміст сірки.
/% S / розплив = 0,042 '85 / 100 = 0,0357%
6. Отже, склад металу за розплавлення буде,%
1.3 Визначення кількості руди в завалку, таблиця № 4
1. Надходить кисню з газової фази печі
2. Визначаємо витрату руди в завалку.
1.4 Визначення кількості вапняку в завалку
Таблиця № 5.
Таблиця № 6
1.5 Визначення кількості шлаку, що утворюється під час плавлення (в 1 періоді)
Кількість шлакообразующих окислів, що надійшли в шлак під час плавлення (SМ плав ок), таблиця № 7.
Таблиця № 7
1. Кількість спущеного шлаку буде
1.6 Матеріальний баланс 1 періоду плавки
1. Кількість оксидів заліза, що надійшли у ванну з шихтою в першому періоді плавки, таблиця № 10
Таблиця № 10
2. Окислами заліза шихти вноситься заліза (М 1 Fe)
М 1 Feвосст = М 1 Fe2O3 '112 / 160 + M 1 FeO' 56 / 72 = 4,499 '112 / 160 + 0,373' 56 / 72 = 3,44 кг
3. При цьому виділиться кисню (М 1 Овосст)
А) при відновленні Fe 2 O 3: 4,499 - 3,149 = 1,35 кг
Б) при відновленні FeO: 0,373 - 0,29 = 0,083 кг
М 1 Овосст = 1,35 + 0,083 = 1,43 кг
4. Кількість кисню, втраченого внаслідок дисоціації Fe 2 O 3 руди (у середньому до Fe 3 O 4) у період завалки і прогріву шихти.
5. Кількість кисню оксидів заліза шихти, що бере участь в окисленні домішок ванни (М акт О1).
М акт О1 = М 1 Овосст - М піт О1 = 1,43 - 0,117 = 1,315 кг
6. Кількість кисню, що надійшов в першому періоді плавки з СО 2 вапняку (М изв О1).
7. На формування шлаку (спущеного та вільного в печі по расплавлении) витрачається окислів заліза.
8. Для утворення такої кількості оксидів заліза окислиться заліза металошихти (М шл Fe 1)
А) на освіту Fe 2 O 3:
Б) на освіту FeO:
9. При цьому витрачається кисню (М шл О1)
10. Надходить кисню з дуття при продувці ванни (М вд О1)
11. Витрата дуття (технічного кисню) в першому періоді плавки.
1,383 / 0,9 = 1,538 кг на 100 кг завалки або на 1 тонну = 15,377 кг
15,377 * 100 = 16,0177 кг або 16,0177 * 22,4 = 11,212 м 3 / т
96 32
12. Втрати заліза в шлаку у вигляді корольків металу (М 1 Fe (K))
13. Вихід рідкого металу в першому періоді плавки (М м розплив).
14. Кількість газоподібних оксидів в першому періоді.
ЗІ: від окислення С в СО = 2,842 кг
З вапняку:
SСО = 2,842 + 0,612 = 3,454 кг
СО 2: від окислення С в СО 2 = 0,667 кг
З вапняку:
З обпаленого доломіту: = 0,008044 кг
З сирого доломіту: = 0,0654 кг
З магнезиту: = 0,00187 кг
SСО 2 = 0,667 + 0,962 + 0,008 + 0,0654 + 0,00187 = 1,704909 кг
Н 2 О: З вапняку: = 0,056 кг
З руди: = 0,061 кг
З обпаленого доломіту: = 0,008 кг
З сирого доломіту: = 0,002 кг
З магнезиту: = 0,00117 кг
З бокситу: = 0,0198 кг
SН 2 О = 0,056 +0,061 + 0,008 + 0,002 + 0,00117 + 0,0198 = 0,148639 кг
Невязка: 
Розділ № 2
Розрахунок шихти і матеріального балансу другого періоду плавки (від розплавлення до розкислення).
2.1 Визначення складу металу перед розкисленням
2.2 Визначення кількості руди в доведення
1. Витрачається кисню на окиснення домішок ванни (вуглецю) у другому періоді плавки.
За період доведення плавки окислюється вуглецю 1) Розрахунок ведеться на 100 кг металевої шихти.
2) Металева шихта складається з 60% рідкого чавуну і 40% металобрухту.
3) Температура заливається чавуну: 1320 ° С, температура металу перед розкисленням: 1600 ° С. 4) Хімічний склад металевої шихти і готової сталі наведений в таблиці № 1.
Таблиця № 1
| Варіант № 2 | Хімічний склад | ||||
| З | Si | Mn | S | P | |
| Не більше | |||||
| Чавун | 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 |
Таблиця № 2.
| Найменування матеріалів | Вміст компонентів,% | |||||||||||
| SiO 2 | Al 2 O 3 | MnO | CaO | MgO | P 2 O 5 | S m | Fe 2 O 3 | FeO | CO 2 | H 2 O | Fe 00 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Руда залізна | 10 | 2 | 1,3 | 0,9 | 0,4 | 0,7 | 15,3 | 79 | 4,5 | - | 1,2 | 58,8 |
| Агломерат мартенівський | 8 | 1,5 | 1 | 12 | 0,3 | 0,4 | 23,2 | 57 | 19,7 | - | 0,4 | 55,4 |
| Вапняк | 2,1 | 1,2 | - | 52,5 | 0,7 | - | 56,5 | 1,1 | - | 41,2 | 1,2 | - |
| Вапно | 2,45 | 1,5 | - | 88,5 | 0,8 | - | 93,3 | - | - | 6,2 | 0,5 | - |
| Боксит | 11 | 44 | - | 1,2 | - | 0,8 | 57 | 31 | - | - | 12 | - |
| Доломіт обпалений | 4,2 | 2 | - | 53,3 | 36 | - | 95,5 | 2,5 | - | 1 | 1 | - |
| Доломіт сирий | 1,8 | 1,3 | - | 30,3 | 19,2 | - | 52,6 | 1,4 | - | 44,5 | 1,5 | - |
| Магнезитовий порошек | 3 | 2 | - | 3,2 | 87,5 | - | 95,7 | 3 | - | 0,8 | 0,5 | - |
| Матеріал зводу | 5 | 4 | - | 2 | 68 | - | 79 | 11 | - | - | - | - |
| Забруднення брухту | 75 | 25 | - | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - |
| Окалина брухту | - | - | - | - | - | - | - | 69 | 31 | - | - | - |
Розрахунок матеріального балансу першого періоду плавки (до розплавлення).
1.1 Визначення середнього складу металошихти
Таблиця № 3
| Джерела | Зміст елементів,% | Примітка | ||||
| З | Si | Mn | Р | S | ||
| Вносить чавун (60 кг),% | 2,28 | 0,54 | 0,42 | 0,084 | 0,03 | |
| Вносить брухт (40 кг),% | 0,1 | 0,08 | 0,2 | 0,012 | 0,012 | |
| разом | 2,38 | 0,62 | 0,62 | 0,096 | 0,042 | |
2. Зміст вуглецю.
/% С / роз = /% С / раск + /% DС / = 0,18 + 0,8 = 0,98
3. Зміст кремнію.
/% Si / розплив = 0
4. Вміст марганцю.
/% Mn / розплив = 0,62 '15 / 100 = 0,093%
5. Вміст фосфору.
/% Р / розплив = 0,096 '20 / 100 = 0,0192%
6. Вміст сірки.
/% S / розплив = 0,042 '85 / 100 = 0,0357%
6. Отже, склад металу за розплавлення буде,%
| З | Si | Mn | P | S |
| 0.98 | 0 | 0.093 | 0.0192 | 0.0357 |
| Елемент-окисел | Видаляється домішок (елементів), кг | Витрачається кисню, кг | Утворюється окислів, кг |
| З ® СО | (2,38-0,98) '87 / 100 = 1,218 | 1,218 '16 / 12 = 1,624 | 1,218 +1,624 = 2,842 |
| З ® СО 2 | (2,38-0,98) '13 / 100 = 0,182 | 0,182 '32 / 12 = 0,4853 | 0,182 +0,4853 = 0,6673 |
| Si ® SiO 2 | 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 ® P 2 O 5 | 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 | - | - |
| Разом: | М 1 прим = 2,6301 | М ших О1 = 3,070311 | - |
2. Визначаємо витрату руди в завалку.
1.4 Визначення кількості вапняку в завалку
Таблиця № 5.
| Найменування матеріалу | Загальний витрата мат-ла на плавку% (кг/100кг) | Бере участь в утворенні шлаку | |||||
| На всю плавку | У тому числі | ||||||
| У 1 періоді | У 2 періоді | ||||||
| % | кг | % | кг | % | кг | ||
| Магнезит обпалений | 0,65 | 80 | 0,52 | 45 | 0,234 | 55 | 0,286 |
| Доломіт обпалений | 1,65 | 75 | 1,2375 | 65 | 0,80437 | 35 | 0,43312 |
| Доломіт сирий | 1,4 | 15 | 0,21 | 70 | 0,147 | 30 | 0,063 |
| Матеріал зводу | 0,165 | 100 | 0,165 | 55 | 0,09075 | 45 | 0,07425 |
| Боксит | 0,3 | 100 | 0,3 | 55 | 0,165 | 45 | 0,135 |
| Забруднення брухту | 1,4 | 100 | 0,56 | 100 | 0,56 | - | - |
| Окалина брухту | 1,15 | 100 | 0,46 | 100 | 0,46 | - | - |
| Джерела | Витрата в 1 періоді | Вноситься, кг | |
| SiO 2 | CaO | ||
| З металошихти | - | 1,32857 | - |
| Руда залізна 1 період | 5,113913 | 5,114 '10 / 100 = 0,5114 | 5,114 '0, 9 / 100 = 0,001485 |
| Боксит 1 період | 0,165 | 0,165 '11 / 100 = 0,01815 | 0,165 '1, 2 / 100 = 0,00198 |
| Магнезит 1 період | 0,234 | 0,234 '3 / 100 = 0,00702 | 0,234 '3, 2 / 100 = 0,007488 |
| Доломіт обпалений 1 період | 0,804375 | 0,804 '4, 2 / 100 = 0,0338 | 0,804 '53, 3 / 100 = 0,428732 |
| Доломіт сирої 1 період | 0,147 | 0,147 '1, 8 / 100 = 0,002646 | 0,147 '30, 3 / 100 = 0,044541 |
| Матеріал зводу 1 період | 0,09075 | 0,091 '5 / 100 = 0,0045375 | 0,091 '2 / 100 = 0,001815 |
| Забруднення брухту 1 період | 0,56 | 0,56 '75 / 100 = 0,42 | - |
| Разом: | - | М 1 SiO = 2,3261 | M 1 CaO = 0,486041 |
1.5 Визначення кількості шлаку, що утворюється під час плавлення (в 1 періоді)
Кількість шлакообразующих окислів, що надійшли в шлак під час плавлення (SМ плав ок), таблиця № 7.
Таблиця № 7
| Джерела | Витрата в 1 періоді, кг | Вноситься шлакообразующих окислів, кг |
| З металошихти | - | 1,328571 +0,680309 +0,175897 = 2,184777294 |
| Руда залізна 1 період | 5,113913 | 5,113913 '15, 3 / 100 = 0,782428744 |
| Вапняк 1 період | 4,671092 | 4,671092 '56, 5 / 100 = 2,63916679 |
| Боксит 1 період | 0,165 | 0,165 '57 / 100 = 0,095205 |
| Магнезит обпалений 1 період | 0,234 | 0,234 '95, 7 / 100 = 0,223938 |
| Доломіт обпалений 1 період | 0,804375 | 0,804375 '95, 5 / 100 = 0,768178125 |
| Доломіт сирої 1 період | 0,147 | 0,147 '52, 6 / 100 = 0,077322 |
| Матеріал зводу 1 період | 0,09075 | 0,09075 '79 / 100 = 0,0716925 |
| Забруднення брухту 1 період | 0,56 | 0,56 '100 / 100 = 0,56 |
| Разом: | - | SМ плав ок = 7,40271 |
1. Кількість спущеного шлаку буде
1.6 Матеріальний баланс 1 періоду плавки
1. Кількість оксидів заліза, що надійшли у ванну з шихтою в першому періоді плавки, таблиця № 10
Таблиця № 10
| Джерела надходження | Витрата в першому періоді | Надійшло, кг | |
| Fe 2 O 3 | FeO | ||
| З руди першого періоду | 5,113913 | 5,114 '79 / 100 = 4,04 | 5,114 '4, 5 / 100 = 0,23 |
| З вапняку 1 періоду | 4,671092 | 4,67 '1, 1 / 100 = 0,051 | 0 |
| З бокситу 1 періоду | 0,165 | 0,165 '31 / 100 = 0,051 | 0 |
| З магнезиту 1 періоду | 0,234 | 0,234 '3 / 100 = 0,007 | 0 |
| З доломіту обпаленого 1 періоду | 0,804375 | 0,804 '2, 5 / 100 = 0,02 | 0 |
| З доломіту сирого 1 періоду | 0,147 | 0,147 '1, 4 / 100 = 0,002 | 0 |
| З зводу 1 періоду | 0,09075 | 0,009 '11 / 100 = 0,00998 | 0 |
| З окалини брухту 1 періоду | 0,46 | 0,46 '69 / 100 = 0,32 | 0,46 '31 / 100 = 0,1426 |
| Разом: | - | М 1 Fe2O3 = 4,499 | M 1 FeO = 0,373 |
М 1 Feвосст = М 1 Fe2O3 '112 / 160 + M 1 FeO' 56 / 72 = 4,499 '112 / 160 + 0,373' 56 / 72 = 3,44 кг
3. При цьому виділиться кисню (М 1 Овосст)
А) при відновленні Fe 2 O 3: 4,499 - 3,149 = 1,35 кг
Б) при відновленні FeO: 0,373 - 0,29 = 0,083 кг
М 1 Овосст = 1,35 + 0,083 = 1,43 кг
4. Кількість кисню, втраченого внаслідок дисоціації Fe 2 O 3 руди (у середньому до Fe 3 O 4) у період завалки і прогріву шихти.
5. Кількість кисню оксидів заліза шихти, що бере участь в окисленні домішок ванни (М акт О1).
М акт О1 = М 1 Овосст - М піт О1 = 1,43 - 0,117 = 1,315 кг
6. Кількість кисню, що надійшов в першому періоді плавки з СО 2 вапняку (М изв О1).
7. На формування шлаку (спущеного та вільного в печі по расплавлении) витрачається окислів заліза.
8. Для утворення такої кількості оксидів заліза окислиться заліза металошихти (М шл Fe 1)
А) на освіту Fe 2 O 3:
Б) на освіту FeO:
9. При цьому витрачається кисню (М шл О1)
10. Надходить кисню з дуття при продувці ванни (М вд О1)
11. Витрата дуття (технічного кисню) в першому періоді плавки.
1,383 / 0,9 = 1,538 кг на 100 кг завалки або на 1 тонну = 15,377 кг
15,377 * 100 = 16,0177 кг або 16,0177 * 22,4 = 11,212 м 3 / т
96 32
12. Втрати заліза в шлаку у вигляді корольків металу (М 1 Fe (K))
13. Вихід рідкого металу в першому періоді плавки (М м розплив).
14. Кількість газоподібних оксидів в першому періоді.
ЗІ: від окислення С в СО = 2,842 кг
З вапняку:
SСО = 2,842 + 0,612 = 3,454 кг
СО 2: від окислення С в СО 2 = 0,667 кг
З вапняку:
З обпаленого доломіту: = 0,008044 кг
З сирого доломіту: = 0,0654 кг
З магнезиту: = 0,00187 кг
SСО 2 = 0,667 + 0,962 + 0,008 + 0,0654 + 0,00187 = 1,704909 кг
Н 2 О: З вапняку: = 0,056 кг
З руди: = 0,061 кг
З обпаленого доломіту: = 0,008 кг
З сирого доломіту: = 0,002 кг
З магнезиту: = 0,00117 кг
З бокситу: = 0,0198 кг
SН 2 О = 0,056 +0,061 + 0,008 + 0,002 + 0,00117 + 0,0198 = 0,148639 кг
| Надійшло | Отримано | ||
| Матеріал | Кг | Матеріал | Кг |
| Металошихти (лом + чавун) | 100 | Метал по расплавлении | 97,50845 |
| Руда залізна 1 період | 5,113913 | Шлаки спущений (М шл сп) | 5,306278 |
| Вапняк 1 період | 4,671062 | Шлаки по расплавлении | 4,2 |
| Боксит 1 період | 0,165 | Залізо корольків спущеного шлаку | 0,504096 |
| Доломіт обпалений 1 період | 0,804375 | Залізо корольків шлаку по розплав | 0,1764 |
| Доломіт сирої 1 період | 0,147 | СО 1 періоду | 3,454338 |
| Магнезит 1 період | 0,234 | СО 2 1 періоду | 1,704909 |
| Матеріал зводу 1 період | 0,09075 | Н 2 О 1 періоду | 0,148639 |
| Кисень газової фази 1 період | 0,5244 | Втрачений кисень | 0,117477 |
| Кисень вдихається 1 період | 1,383929 | ||
| Разом: | 113,1345 | Разом: | 113,1206 |
Розділ № 2
Розрахунок шихти і матеріального балансу другого періоду плавки (від розплавлення до розкислення).
2.1 Визначення складу металу перед розкисленням
| З | Si | Mn | P | S |
| 0.18 | 0 | 0.093 | 0.0192 | 0.0357 |
1. Витрачається кисню на окиснення домішок ванни (вуглецю) у другому періоді плавки.
З П = /% С / розплив - /% С / раск = 0,98 - 0,18 = 0,8 кг
Буде потрібно кисню для окислення домішок (вуглецю) ванни в період доведення
2. Надходить кисню за період доведення плавки з газової фази печі
3. Витрата руди в доведення.
2.3 Визначення кількості вапна у доведення
1. Кількість SiO 2 і СаО, що надійшли в шлак у другому періоді плавки з усіх джерел, крім вапна, таблиця № 11.
Таблиця № 11
| Джерела | Вноситься, кг | ||
| SiO 2 | CaO | ||
| Руда залізна 2 період | 0,9943 | 0,9943 '10 / 100 = 0,09943 | 0,9943 '0 .9/100 = 0,008949 |
| Боксит 2 період | 0,135 | 0,135 '11 / 100 = 0,01485 | 0,135 '1 .2/100 = 0,00162 |
| Магнезит 2 період | 0,286 | 0,286 '3 / 100 = 0,00858 | 0,286 '3 .2/100 = 0,009152 |
| Доломіт обпалений 2 період | 0,4331 | 0,4331 '4, 2 / 100 = 0,01819 | 0,4331 '53 .3/100 = 0,230856 |
| Доломіт сирої 2 період | 0,063 | 0,063 '1, 8 / 100 = 0,002646 | 0,063 '30 .3/100 = 0,019089 |
| Матеріал зводу 2 період | 0,0742 | 0,0742 '5 / 100 = 0,003713 | 0,0742 '2 / 100 = 0,001485 |
| Шлаки 1 період - за розплавлений | 4,2 | 4,2 '19 / 100 = 0,798 | 4,2 '37 .05/100 = 1.5561 |
| Разом: | - | SSiO 2 лютого = 0.945413 | SCaO 2 = 1.827251 |
У раск = 2,7
СаО 2 = В раск 'SSiO 2 лютого = 2,7' 0,945413 = 2,552615 кг
3. Необхідно внести СаО вапном.
СаО 2 - SCaO 2 = 2,552615 - 1,827251 = 0,725364 кг
4. Флюсующие здатність вапна (при даній основності шлаку перед розкисленням).
5. У другому періоді плавки сідає вапна.
2.4 Визначення кількості шлаку в другому періоді плавки (перед розкисленням)
1. У другому періоді плавки вноситься шлакообразующих окислів, крім оксидів заліза (М дов ок) таблиця № 12.
Таблиця № 12
| Джерела | Вноситься шлакообразующих окислів, кг | |
| Руда залізна 2 період | 0,994332 | 0,994332 '15, 3 / 100 = 0,152132794 |
| Вапно 2 період | 0,88583 | 0,88583 '93, 3 / 100 = 0,826482 |
| Боксит 2 період | 0,135 | 0,135 '57 / 100 = 0,077895 |
| Магнезит 2 період | 0,286 | 0,286 '95, 7 / 100 = 0,273702 |
| Доломіт обпалений 2 період | 0,433125 | 0,433125 '95, 5 / 100 = 0,413634375 |
| Доломіт сирої 2 період | 0,063 | 0,063 '52, 6 / 100 = 0,033138 |
| Матеріал зводу 2 період | 0,07425 | 0,07425 '79 / 100 = 0,0586575 |
| Шлаки по расплавлении | 4,2 | 4,2 '(100-18,5) / 100 = 3,423 |
| Разом | - | М дов ок = 5,258641853 |
У раск = 2.7
(% FeO) раск = 10,8%
(% Fe 2 O 3) раск = (% FeO) раск / 3,5 = 10,8 / 3,5 = 3,1%
3. Кількість шлаку в другому періоді плавки (перед розкисленням).
2.5 Матеріальний баланс другого періоду плавки
1. Кількість оксидів заліза, що надійшли у ванну в другому періоді плавки з усіх джерел. Таблиця № 13.
| Джерела, кг | Вноситься окислів заліза, кг | ||
| Fe 2 O 3 | FeO | ||
| З руди 2 періоду | 0,9943 | 0,9943 '79 / 100 = 0,78552226 | 0,9943 '4, 5 / 100 = 0,0447449 |
| З бокситу 2 періоду | 0,135 | 0,135 '31 / 100 = 0,04185 | - |
| З магнезиту 2 періоду | 0,286 | 0,286 '3 / 100 = 0,00858 | - |
| З доломіту обпаленого 2 періоду | 0,4331 | 0,4331 '2, 5 / 100 = 0,0108281 | - |
| З сирого доломіту 2 періоду | 0,063 | 0,063 '1, 4 / 100 = 0,000882 | - |
| З матеріалу зводу 2 періоду | 0,0742 | 0,0742 '11 / 100 = 0,0081675 | - |
| З шлаку по расплавлении | 4,2 | 4,2 '3, 85/100 = 0,1617 | 4,2 Пул 14, 65/100 = 0,6153 |
| Разом: | - | ||
3. При цьому виділяється кисню (
4. На формування шлаку другого періоду плавки витрачається окислів заліза.
5. Для утворення такої кількості оксидів заліза окислюється заліза металошихти (
Для утворення Fe 2 O 3:
Для утворення FeO:
6. При цьому витрачається кисню.
7. Надходить кисню з дуття при продувці ванни.
8. Витрата дуття (технічного кисню) у другому періоді плавки.
V 0 = 0.9
9. Втрати заліза в шлаку другого періоду у вигляді корольків.
10. Вихід рідкого металу в другому періоді плавки (перед розкисленням).
11. Кількість газоподібних оксидів в 2 періоді плавки:
ЗІ: від окислення С в СО
СО 2: від окислення С в СО 2
З вапняку:
З обпаленого доломіту: = 0,004331 кг
З сирого доломіту: = 0,028035 кг
З магнезиту: = 0,002288 кг
SСО 2 = 0,324243 кг
Н 2 О: З руди:
З вапняку:
З бокситу: = 0,0162 кг
З обпаленого доломіту: = 0,004331 кг
З сирого доломіту: = 0,000945 кг
З магнезиту: = 0,00143 кг
S Н 2 О = 0,039267 кг
12. Таблиця матеріального балансу другого періоду плавки.
| Надійшло | Отримано | ||
| Матеріал | кг | Матеріал | кг |
| Метал по расплавлении | 97,51842 | Метал перед розкисленням | 97,2802 |
| Шлаки по расплавлении | 42, | Корольки заліза 2 періоду | 0,195411 |
| Руда 2 періоду | 0,994332 | Шлаки 2 періоду | 6,106585 |
| Вапно 2 періоду | 0,88583 | СО 2 періоду | 1,717333 |
| Обпалений доломіт 2 періоду | 0,433125 | СО 2 2 періоду | 0,32424 |
| Сирий доломіт 2 періоду | 0,063 | Н 2 О 2 періоду | 0,039267 |
| Магнезит 2 періоду | 0,286 | ||
| Боксит 2 періоду | 0,135 | ||
| Матеріал зводу 2 періоду | 0,07425 | ||
| Кисень газової фази 2 періоду | 0,333333 | ||
| Кисень вдихається 2 період | 0,569819 | ||
| Корольков заліза в шлаку | 0,1764 | ||
| Разом: | 105,6695 | Разом: | 105,663 |
Розділ № 3
Розрахунок матеріального балансу періоду розкислення
3.1 1.Таблиця № 15.
| Тип стали | Варіант розкислення | Витримка на розкислення | Зміст С у металі перед безкисневі | Чад елементів,% | ||
| З | Мn | Si | ||||
| Полуспокой ва | Розкислення в печі FeSi і FeMn | 10-20 хв. | 0,16 | 32 | 30 | 65 |
| Раскислители | Зміст елементів,% | |||||
| З | Si | Mn | P | Fe | S | |
| Феромарганець | 6.5 | 1.1 | 74.8 | 0.3 | 17.3 | 100 |
| Доменний феросиліцій | 1.2 | 13.5 | 2.5 | 0.1 | 82.7 | 100 |
| Багатий феросиліцій | 0.2 | 46.5 | 0.65 | 00.5 | 52.6 | 100 |
3.2.1 Розрахунок розкислення напівспокійної стали ферромарганцем та доменних ферросилицием в печі і багатим ферросилицием в ковші
1. Розрахунок розкислення металу в печі ферромарганцем та доменних ферросилицием
А) середньо заданий зміст елементів у готовій сталі
Б) Бракує елементів до середньо заданого в готової стали
/% Mn / = 0,507 - 0,1 = 0,407%
/% Si / = 0,1%
В) Витрата розкислювачів, сідає в піч.
Г) Вноситься елементів у метал раскислителями
Таблиця № 16
| Елемент | Вноситься, кг | ||
| Ферромарганцем | Доменним ферросилицием | Разом | |
| З | (0,756 '6, 5 / 100) '(100-32) / 100 = 0,0334 | (0,72 '1, 2 / 100) '(100-32) / 100 = 0,0059 | 0.0393 |
| Mn | (0,756 '74, 8 / 100) '(100-30) / 100 = 0,396 | (0,72 '2, 5 / 100) '(100-30) / 100 = 0,0126 | 0.408 |
| Si | (0,756 '1, 1 / 100) '(100-65) / 100 = 0,0029 | (0,72 '13, 5 / 100) '(100-65) / 100 = 0,0341 | 0.0369 |
| P | 0,756 '0, 3 / 100 = 0,0022 | 0,72 '0, 1 / 100 = 0,00072 | 0.00299 |
| Fe | 0,756 '17, 3 / 100 = 0,1308 | 0,72 '82, 7 / 100 = 0,596 | 0.726 |
| Разом: | DМ FeMn = 0,5654 | DМ д. FeSi = 0.649 | SDM = 1.214 |
Таблиця № 17
| елемент ® окисел | Окислюється елементів, кг | Витрачається кисню, кг | Утворюється окислів, кг |
| З ® СО | 0,0393 '32 / (100-32) = 0,018 | 0,018 '16 / 12 = 0,02466 | 0,0431 |
| Mn ® MnO | 0,408 '30 / (100-30) = 0,1751 | 0,1751 '16 / 55 = 0,0509 | 0,226 |
| Si ® SiO 2 | 0,0369 '65 / (100-65) = 0,068 | 0,068 '32 / 28 = 0,0784 | 0,147 |
| Разом: | - | М Ш О = 0,154 | - |
М Ш О '
0,154 - 0,0662 = 0,0878 кг О 2 з газової фази
Ж) Відновлюється FeO з шлаку
З) Вихід рідкого металу після попереднього розкислення в печі.
І) кількість шлаку в печі після розкислення М 3 шл.
К) Втрати заліза в шлаку після розкислення в печі (Fe 3 к)
Приймаються дорівнюють втратам в шлаку перед розкисленням.
Л) Таблиця матеріального балансу розкислення в печі.
Таблиця № 18
| Надійшло | Отримано | ||
| Матеріал | Кг | Матеріал | кг |
| Метал перед розкисленням | 97,2802 | Сталь після розкислення в печі | 98,82 |
| Шлаки перед розкисленням | 6,106 | Шлаки після розкислення в печі | 6,08 |
| Феромарганець | 0,756 | СО 3 періоду | 0,043 |
| Доменний феросиліцій | 0,72059 | Залізо корольків в шлаку після розкислення | 0,195 |
| Залізо корольків | 0,195 | ||
| Разом: | 105,059 | Разом: | 105,146 |
М) Таблиця матеріального балансу плавки.
Таблиця № 19
| Надійшло | |||
| Матеріал | Кг | Матеріал | кг |
| Чавун рідкий | 60 | Сталь після розкислення в печі | 98,82 |
| Лом залізний | 40 | Шлаки спущений в 1 періоді | 5,326 |
| Руда залізна 1 період | 5,17 | Шлаки після розкислення в печі | 6,08 |
| Руда залізна 2 період | 0,99 | СО 1 періоду | 3,49 |
| Вапняк 1 період | 4,68 | СО 2 періоду | 1,72 |
| Вапняк 2 період | 0,88 | СО 3 періоду | 0,04 |
| Доломіт обпалений 1 період | 0,8 | СО 2 1 періоду | 1,71 |
| Доломіт обпалений 2 період | 0,43 | СО 2 2 періоду | 0,324 |
| Доломіт сирої 1 період | 0,147 | Н 2 О 1 періоду | 0,149 |
| Доломіт сирої 2 період | 0,06 | Н 2 О 2 періоду | 0,039 |
| Магнезит 1 період | 0,23 | Fe K спущеного шлаку 1 періоду | 0,506 |
| Магнезит 2 період | 0,28 | Fe K шлаку після розкислення 3 періоди | 0,195 |
| Матеріал зводу 1 і 2 період | 0,165 | ||
| Боксит 1 період | 0,165 | Кисень втрачений в 1 періоді | 0,118 |
| Боксит 2 період | 0,135 | ||
| Кисень газової фази 1 період | 0,524 | ||
| Кисень газової фази 2 період | 0,333 | ||
| Кисень газової фази 3 період | 0,087 | ||
| Кисень вдихається 1 період | 1,4 | ||
| Кисень вдихається 1 період | 0,569 | ||
| Феромарганець 3 період | 0,756 | ||
| Доменний феросиліцій 3 період | 0,72 | ||
| Разом: | 118,5614 | Разом: | 118,541 |
2. Розрахунок розкислення металу в ковші багатим ферросилицием.
2.1 вноситься кремнію в метал ферромарганцем та доменних ферросилицием при попередньому раскислении металу в печі.
2.2 бракує кремнію до среднезаданного утримання його в готовій сталі.
2.3 необхідно ввести в ківш багатого феросиліцію
2.4 вноситься в сталь елементів багатим ферросилицием.
Таблиця № 20
2.5 вихід рідкої сталі в ковші після розкислення багатим ферросилицием
2.6 перевірка змісту вуглецю в готової стали після розкислення.
Розділ № 4
Розрахунок теплового балансу плавки, віднесеного до 100 кг металевої завалки
4.1 Прихід тепла
4.1.1 Фізична тепло чавуну
4.1.2 Тепло шлакоутворення
А) вважаємо, що всі SiO 2 і P 2 O 5 в шлаку пов'язані реакціями:
SiO 2 + 2CaO = (CaO) 'SiO 2 + 2300 кДж / кг SiO 2
P 2 O 5 + 4CaO = (CaO) 4 'P 2 O 5 +4860 кДж / кг Р 2 О 5
Б) надходить SiO 2 і P 2 O 5 в шлак з всіх матеріалів (в 1, 2, 3 періодах плавки).
Таблиця № 21
В) виділиться тепла при протіканні реакцій шлакоутворення.
Q 2 = S SiO 2 '2300 + SP 2 O 5' 4860 = 2.74 '2300 + 0.221' 4860 = 7390.219 кДж
4.1.3 Тепло окислення елементів шихти
Таблиця № 22
4.1.4 Тепло реакцій утворення оксидів заліза шлаку
1) Для утворення необхідної кількості оксидів заліза шлаку.
А) на освіту Fe 2 O 3
Б) на освіту FeO
2) виділити тепла при окисленні заліза.
А) по реакції: 2Fe + 1.5O 2 = Fe 2 O 3 + 7330
Б) по реакції: Fe + 0.5O 2 = FeO +4775
В) Усього виділяється тепла при утворенні окислів заліза шлаку.
4.1.5 Всього надходить тепла
SQ = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 = 74262 + 7390.22 + 55802 + 11902.78 = 149357.7 кДж
4.2 Витрата тепла
4.2.1 фізичне тепло стали
4.2.2 фізичне тепло шлаку
4.2.3 фізичне тепло шлаку в печі після розкислення
4.2.4 всього несеться тепла шлаком
4.2.5 Тепло, що буря газами, що відходять
1) тепло, що буря СО та СО 2 в першому періоді плавки.
2) тепло, що буря СО та СО 2 у другому періоді плавки.
3) за все несеться тепла газами, що відходять.
4.2.6 Тепло дисоціації СаСО 3 вапняку
CaCO 3 = CaO + CO 2 - 4025 кДж / кг СО 2
4.2.7 Тепло дисоціації оксидів заліза, що надійшли з шихтою в 1 і 2 періодах плавки
1) При дисоціації Fe 2 O 3 по реакції:
2) При дисоціації FeO по реакції:
3) Усього поглинається тепла при дисоціації оксидів заліза шихти.
4.2.8 Тепло дисоціації СО 2 вапняку, що бере участь в окисленні домішок металошихти
Тепло дисоціації СО 2 вапняку, по реакції:
4.2.9 Таблиця теплового балансу плавки
Недолік тепла на процес:
Література
1. Біге А.І. Розрахунки мартенівських плавок, видавництво «Металургія», 1966.
2.4 вноситься в сталь елементів багатим ферросилицием.
Таблиця № 20
| Разом: |
2.6 перевірка змісту вуглецю в готової стали після розкислення.
Розділ № 4
Розрахунок теплового балансу плавки, віднесеного до 100 кг металевої завалки
4.1 Прихід тепла
4.1.1 Фізична тепло чавуну
4.1.2 Тепло шлакоутворення
А) вважаємо, що всі SiO 2 і P 2 O 5 в шлаку пов'язані реакціями:
SiO 2 + 2CaO = (CaO) 'SiO 2 + 2300 кДж / кг SiO 2
P 2 O 5 + 4CaO = (CaO) 4 'P 2 O 5 +4860 кДж / кг Р 2 О 5
Б) надходить SiO 2 і P 2 O 5 в шлак з всіх матеріалів (в 1, 2, 3 періодах плавки).
Таблиця № 21
| Джерела | Витрата на плавку | Вноситься, кг | |
| SiO 2 | P 2 O 5 | ||
| З металевої шихти | - | 1,328 | 0,176 |
| З руди 1 і 2 періодів | 6,168 | 6,168 '10 / 100 = 0,617 | 6,168 '0, 7 / 100 = 0,043 |
| З бокситів 1 і 2 періодів | 0,3 | 0,3 '11 / 100 = 0,033 | 0,3 '0, 8 / 100 = 0,0024 |
| З вапняку 1 періоду | 4,68 | 4,68 '2, 1 / 100 = 0,098 | |
| З вапна 2 періоду | 0,88 | 0,88 '2, 45/100 = 0,021 | |
| З магнезиту 1 і 2 періоди | 0,52 | 0,52 '3 / 100 = 0,0156 | |
| З обпаленого доломіту 1 і 2 періоди | 1,24 | 1,24 '4, 2 / 100 = 0,052 | |
| З сирого доломіту 1 і 2 періоди | 0,21 | 0,21 '1, 8 / 100 = 0,0038 | |
| З зводу 1 і 2 періоди | 0,16 | 0,16 '5 / 100 = 0,008 | |
| З забруднення брухту 1 періоду | 0,56 | 0,56 '75 / 100 = 0,42 | |
| З розкислювачів 3 періоди | - | 0,147 | |
| Разом: | - | S SiO 2 = 2,74 | SP 2 O 5 = 0,221 |
Q 2 = S SiO 2 '2300 + SP 2 O 5' 4860 = 2.74 '2300 + 0.221' 4860 = 7390.219 кДж
4.1.3 Тепло окислення елементів шихти
Таблиця № 22
| Елемент окисел | Вигоряє елементів, кг | Тепловий ефект реакції окислення | Вноситься тепла | |||||
| 1 період | 2 період | 3 період | разом | кДж | ккал | кДж | ккал | |
| З ® СО | 1,2354 | 0,736 | 0,0185 | 1,9899 | 11100 | 2650 | 22087,89 | 5273,235 |
| З ® СO 2 | 0,1846 | 0,064 | - | 0,2486 | 34800 | 8290 | 8651,28 | 2060,894 |
| Si ® SiO 2 | 1,62 | - | 0,0686 | 0,688 | 27000 | 6430 | 18593 | 4428,053 |
| Mn ® MnO | 0,527 | - | 0,175 | 0,702 | 7050 | 1680 | 4949 | 1179,5 |
| Р ® Р 2 О 5 | 0,0768 | - | - | 0,0768 | 19800 | 4720 | 1520,64 | 362,496 |
| Разом: Q 3 | - | - | - | - | 55802 | 13304 | ||
1) Для утворення необхідної кількості оксидів заліза шлаку.
А) на освіту Fe 2 O 3
Б) на освіту FeO
2) виділити тепла при окисленні заліза.
А) по реакції: 2Fe + 1.5O 2 = Fe 2 O 3 + 7330
Б) по реакції: Fe + 0.5O 2 = FeO +4775
В) Усього виділяється тепла при утворенні окислів заліза шлаку.
4.1.5 Всього надходить тепла
SQ = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 = 74262 + 7390.22 + 55802 + 11902.78 = 149357.7 кДж
4.2 Витрата тепла
4.2.1 фізичне тепло стали
4.2.2 фізичне тепло шлаку
4.2.3 фізичне тепло шлаку в печі після розкислення
4.2.4 всього несеться тепла шлаком
4.2.5 Тепло, що буря газами, що відходять
1) тепло, що буря СО та СО 2 в першому періоді плавки.
2) тепло, що буря СО та СО 2 у другому періоді плавки.
3) за все несеться тепла газами, що відходять.
4.2.6 Тепло дисоціації СаСО 3 вапняку
CaCO 3 = CaO + CO 2 - 4025 кДж / кг СО 2
4.2.7 Тепло дисоціації оксидів заліза, що надійшли з шихтою в 1 і 2 періодах плавки
1) При дисоціації Fe 2 O 3 по реакції:
2) При дисоціації FeO по реакції:
3) Усього поглинається тепла при дисоціації оксидів заліза шихти.
4.2.8 Тепло дисоціації СО 2 вапняку, що бере участь в окисленні домішок металошихти
Тепло дисоціації СО 2 вапняку, по реакції:
4.2.9 Таблиця теплового балансу плавки
| Прихід тепла | Витрата тепла | |||||
| Статті приходу | кДж | % | Статті витрат | кДж | % | |
| Фізичне тепло чавуну 1 | 74262 | 49,76 | Фізичне тепло стали 1 | 139720 | 62,95 | |
| Тепло шлакоутворення 2 | 7390,2 | 4,95 | Фізичне тепло шлаку 2 | 23766,7 | 10,7 | |
| Тепло окислення домішок шихти 3 | 55802 | 37,32 | Тепло уносимого газами, що відходять 3 | 12194 | 5,49 | |
| Тепло окислення заліза шлаку 4 | 11902,7 | 7,97 | Тепло дисоціації СаСО 3 Квітень | 7762,89 | 3,56 | |
| Тепло дисоціації оксидів заліза шихти 5 | 32343,8 | 14,5 | ||||
| Тепло дисоціації СО 2 червня | 6219,96 | 2,8 | ||||
| Разом: | 149357,7 | 100 | Разом: | 222007 | 100 | |
Література
1. Біге А.І. Розрахунки мартенівських плавок, видавництво «Металургія», 1966.