|
Читайте также: |
На основании исходных параметров технологического процесса, представленных в таблицах 4.1 и 4.2, рассчитывают:
1. Массу жидкого металла, полученного в конвертере после продувки его кислородом, кг
Мж = Мсляб + Мтех.потерь – 0,8 × Мраск, (1)
где Мсляб – масса металла после разливки на МНЛЗ в слябах, кг;
Мсляб = Тзаг × Шзаг × S Lзаг × rсляб;
Тзаг, Шзаг, Lзаг – толщина, ширина, длина отливаемых слябов, м (выписать из паспорта плавки, 3 стр.);
rсляб – плотность стали в слябах, кг/м3 (~7800);
Мраск – масса раскислителей и легирующих, присаживаемых в ковш (Al, FeMn, SiMn, FeSi, FeTi и др.), с учетом угара (~20 %), 0,8SМраск, кг (из паспорта плавки);
Мтех.потерь – масса технологических потерь (3¸5 % от Мсляб), кг;
или
Мж = 1,04 × Мсляб – 0,8 × Мраск. (1.1)
2. Массу химического элемента в металлошихте определяем по формуле, кг
М[Е] = 0,01 (Мч × [%Е]ч + Мл × [%Е]л), (2)
где М[Е] – масса химического элемента Е (C, Mn, Si, S, P), кг;
Мч, Мл – масса чугуна и лома на плавку, соответственно, кг;
[%Е]ч, [%Е]л – содержание соответствующего химического элемента в чугуне и стальном ломе, %.
3. Среднее (избыточное) содержание химического элемента в металлошихте определяем по формуле, %:
[%Е]м.ш = [М[Е] / (Мч + Мл)] × 100. (3)
4. Массы окисляющихся примесей переходящих в шлак (при определении количества серы необходимо учитывать, что основная масса серы не окисляется, а удаляется из металла в шлак по реакции [FeS] + (CaO) = (CaS) + (FeO), учитывая, что кремний окисляется практически весь до SiO2, определяем по формуле
M[E]окисл = M[E] – Mж × [%Е]ж × 10-2, (4)
где [%Е]ж – содержание соответствующего химического элемента в жидкой стали после продувки кислородом, %.
5. Массу кислорода на окисление избыточных примесей при окислении 10 % углерода до СО2 и 90 % до СО (по реакциям: С®СО2; С®СО; Mn®MnО; Si®SiО2; P®P2О5; S®SО2; Fe®Fe2О3), принимая, что при продувке ванны кислородом 10% серы выгорает до SО2 от удаляемой серы, определяем по формуле, кг:
МО2= 0,1 × М[C]окисл ×32/12 + 0,9 × M[C]окисл ×16/12 + М[Mn]окисл ×16/55 +
+ М[Si]окисл ×32/28 + М[P]окисл ×80/62 + 0,1 М[S]окисл ×32/32 + М[Fe]окисл ×16/56, (5)
где М[C]окисл, M[C]окисл, М[Mn]окисл, М[Si]окисл, М[P]окисл, М[S]окисл, М[Fe]окисл – массы окислившихся химических элементов, соответственно, кг.
М[Fe]окисл определим из общей массы шлака, которую определим из формулы
Мшл = М[Si]окисл × (60/28) / [(%SiO2) × 10–2], (5.1)
М[Fe]окисл = Мшл × 10–2 × (%FeO) × 56/72. (5.2)
6. Интенсивность продувки жидкого металла кислородом, м3/мин
I = VО2/ tпрод (6)
где VО2– объем кислорода на плавку, м3;
tпрод – продолжительность продувки жидкого металла кислородом (из паспорта плавки), мин.
VО2= МО2× 22,4/32. (6.1)
7. Удельную интенсивность продувки кислородом, м3/т×мин
i = I / Mж, (7)
8. Уточненное количество формирующегося шлака, кг
Мшл' = (М[Si]окисл 60/28 + (%SiO2)ш.м ×10–2 × Мизв-ти) / (%SiO2)конеч × 10–2, (8)
где (%SiO2)ш.м – содержание SiO2 в извести, загружаемой за период продувки жидкой стали (~3,5; см. в источн. [4]), %.
9. Перегрев жидкого металла, °С
Dt = tзамер – tликв, (9)
где tзамер – температура металла на повалке (при сливе жидкого металла в сталеприемный ковш, из паспорта плавки), °С;
tликв – температура плавления железа с добавками других компонентов определяется (с учетом химического состава жидкого металла после продувки) по формуле, °С.
tлик = 1539 – (88×[% C] + 8×[%Si] +5×[%Mn] + 4×[%Ni] +5×[%Cu] +
+ 2×[%W] + 2×[%Mo] + 1,5×[%Cr] + 25×[Ti] + 30×[P]). (9.1)
10. Уточненное количество окислившегося железа (FeO), перешедшего в шлак, кг
М[Fe]окисл' = Мшл' × (%FeO) × 10–2 × 56/72. (10)
11. Количество тепла, вносимого от основных источников теплового баланса технологического процесса (в конвертерном процессе Q1 > Q2 > Q3), МДж
SQприход = Q1 + Q2 + Q3, (11)
где Q1 – физическое тепло жидкого чугуна, МДж;
Q2 – химическое тепло окисления примесей металлошихты (тепло экзотермических реакций), МДж;
Q3 – химическое тепло реакций шлакообразования, МДж.
Q1 = Мч × [C1ч × tsч + qч + C2ч ×(tч – tsч), (11.1)
где Мч – масса жидкого чугуна, кг;
C1ч, – теплоемкость твердого чугуна (0,755), кДж/(кг× °С);
C2ч – теплоемкость жидкого чугуна (0,92), кДж/(кг× °С);
tsч – температура плавления чугуна (~1200), °С;
tч – температура чугуна, (в паспорте плавки), °С;
qч – скрытая теплота плавления чугуна (218), кДж/кг.
Q2 = 11096 × 0,9 × M[С]окисл + 34710 × 0,1× M[С]окисл + 26922 × M[Si]окисл +
+ 7034 × M[Mn]окисл + 19763 × M[Р]окисл, (11.2)
где 11096, 34710, 26922, 7034, 9763 – тепловые эффекты реакций окисления: С®СО2, С®СО, Si®SiO2, Mn®MnO, P®P2O5 (на 1 кг элемента), кДж;
0,1; 0,9 – количество кислорода на окисление примесей при окислении 10 % углерода до СО2 и 90 % до СО;
M[С]окисл, M[Si]окисл, M[Mn]окисл, M[Р]окисл – масса окисляющихся примесей, соответственно C, Si, Mn, P, кг.
Q3 = МSiO2 × 2300 + МP2O5 × 4860, (11.3)
где МSiO2и МP2O5– массы окислившихся элементов кремния и фосфора, перешедших из жидкого металла в шлак, кг.
12. Процент усвоения раскислителей и легирующих элементов, %
С[Е] = [(Мсляб ×[Есляб]×10–2 – Мж ×[Еж]×10–2) / (Мф.спл. × [%E]ф.спл.×10–2)]×100, (12)
где [Есляб], [Еж] – содержание химического элемента в готовой стали (слябе) и после продувки кислородом в жидком металле, %;
Мф.спл. – масса раскислителя (или ферросплава), содержащего химический элемент Е, кг;
[%E]ф.спл. – содержание раскисляющего (или легирующего) элемента в материале, % (из паспорта или литературных источников).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. В чем заключается особенность тепловых балансов всех конвертерных процессов?
2. В чем принципиальные особенности и основные отличия кислых и основных конвертерных процессов?
3. В чем преимущества применения многосопловых фурм для продувки металла кислородом сверху?
4. Каковы закономерности дымообразования при вдувании кислорода в жидкую металлическую ванну?
5. Какие мероприятия способствуют снижению количества пыли в газах, отходящих из горловины конвертера?
6. Охарактеризовать динамику шлакообразования по периодам продувки кислородно-конвертерной плавки.
7. Как соединения фтора, оксиды железа, марганца, магния, бора, алюминия и щелочноземельных металлов влияют на физические свойства шлака?
8. Каков механизм окисления кремния и марганца при продувке в кислородном конвертере и от чего зависит остаточное содержание марганца в металле после окончания продувки?
9. Какие условия получения низкого содержания фосфора в конвертерном металле? Рефосфорация и борьба с ней.
10. Оценить источники поступления серы в ванну кислородного конвертера и влияние технологических факторов на содержание серы в металле после окончания продувки.
11. От каких факторов зависит скорость окисления углерода в различные периоды конвертерной плавки?
12. Как влияет количество и качество металлолома в металлошихте на температурный режим кислородно-конвертерной плавки?
13. Какие основные источники поступления тепла в тепловом балансе конвертерной плавки и мероприятия, позволяющие увеличить долю металлолома в металлошихте кислородных конвертеров?
14. Какие факторы определяют содержание водорода и азота в кислородно-конвертерной стали?
15. От чего зависит окисленность конвертерной ванны в конце продувки?
16. Как конструктивные размеры рабочего пространства конвертера связаны с технологическими параметрами конвертерной плавки?
17. Как устроен корпус конвертера и какие механизмы используют для поворота и вращения конвертера?
18. Какова схема огнеупорной футеровки кислородных конвертеров и технология ее выполнения?
19. Какие факторы определяют разрушение футеровки конвертера в различных зонах его рабочего пространства?
20. Какие мероприятия используют для увеличения стойкости футеровки конвертеров?
21. Какие системы отвода конвертерного газа используют? В чем преимущества и недостатки каждого из вариантов?
22. На что расходуется тепло процесса?
Дата добавления: 2015-11-26; просмотров: 47 | Нарушение авторских прав