[С]+2(СО)=[СО] или 0,68 ×0,2 = 0,064кг.
Образуется СО.
Потребуется кислорода на окисление углерода
0,317 - 0,136 = 0,181кг.
Останется углерода в металле
0,62 - 0,136 = 0,484кг.
Кремний. Окислится полностью на 100%. При окислении Si, по реакции
[Si] + 2[O]= [SiO2]
На окисление Si потребуется кислорода
0,816 - 0,381 = 0,435 кг.
Марганец. Принимают, что в период плавления теряется 70% Мп, из этого количества 20% теряется с газами, а 80% переходит в шлак, данные в таблице 6.
Всего окисляется марганца
0,575 
0,7 = 0,4025кг.
В шлак перейдет
Теряется с газами
 |
Образуется МnО
С газами теряется 0,5196 0,2 = 0,1039 кг.
В шлак переходит
0,5196 0,8 = 0,4156кг.
Потребуется кислорода для окисления Мn,
0,5196 - 0,4025 = 0,1171 кг.
Сера. Принимаем, что в период плавления сера из шихты не удаляется.
Хром. В период плавления окисляется 20% хрома. 20% окислившегося хрома теряется с газами, 80% переходит в шлак, данные в таблице 8.
За период плавления окисляется хрома
0,71 0,2 = 0,142кг.
Уносится газами
0,142 0,2 = 0,0284кг.
Переходит в шлак
0,142- 0,0284 = 0,1136кг.
Образуется оксид хрома Сг2Оз:
 |
Уносится печными газами
0,2075 0,2=0,0415кг.
Переходит в шлак
0,2075- 0,0415 = 0,1163кг.
Потребуется кислорода для окисления хрома
0,2075- 0,142 = 0,0655кг.
Никель. Допускается, что во время плавления в зоне электрических дуг испарится 1,5% Ni, испарившийся Ni уносится печными газами в
количестве
0,198 0,015 = 0,0029кг.
Титан. В период плавления окисляется 100% Ti, имевшегося в шихте. Оксид титана полностью переходит в шлак. Образуется оксид титана TiO2
 |
Потребуется кислорода для окисления титана
0,225-0,135 = 0,09кг.
Вольфрам 0,047 0,06 = 0,0028кг
Алюминий. Угар алюминия в период плавления составит 100%, при этом образуется глинозема
 |
Потребуется кислорода для окисления алюминия
0,067 – 0,0357 = 0,0317кг.
Молибден, медь, ванадий. Принимаем, что в период плавления эти элементы из шихты не удаляются.
Железо. В период плавления окислится 2% железа, 80% - теряется с газами, а 20% - переходит в шлак. Тогда окислится железа
96,65 0,02 = 1,933кг.
Уносится газами
1,933 0,8 = 1,546кг.
Переходит в шлак
1,933 0,2= 0,386кг.
Образуется оксид железа в пересчете на FeO
 |
Уносится печными газами
2,485 0,8 = 1,988кг.
Переходит в шлак
2,485-1,988 = 0,497кг.
Потребуется кислорода для окисления железа
2,485 - 1,933 = 0,552кг.
Металл. Если принять, что общий угар металла приблизительно составит 2%, то в конце периода плавления в печи останется следующее количество металла
100 0,98 = 98кг.
Содержание углерода в металле составит
 |
Содержание кислорода в металле из m = [С] * [О] = 0.0025. Определяется содержание кислорода в металле, которое пошло на насыщение металла
 |
Содержание оксида железа в шлаке должно быть 1%.
 |
Определяется количество FeO в шлаке, что составляет 4% от массы металла, или 4 кг в конце периода плавления
 |
На образование такого количества FeO потребуется железа
 |
и кислорода
0,04-0,031 = 0,009кг.
Положительное решения данного уравнения имеет значения [Р]=0,00935. определяется количество оставшегося в металле фосфора
 |
Окисляется фосфор
0,0281- 0,0091=0,019кг
При этом образуется оксид фосфора Р2О5
 |
На окисления фосфора потребуется кислорода
0,0435-0,019=0,0245кг
Баланс кислорода периода плавления, кг.
1 На окисление углерода | - 0,181 |
2 На окисление кремния | - 0,435 |
3 На окисление марганца | - 0,1171 |
4 На окисление хрома | - 0,0655 |
5 На окисление титана | - 0,09 |
6 На окисление алюминия - | - 0,0317 |
7 На окисление железа | - 0,552 |
8 На окисление фосфора | - 0,0245 |
9 На окисление вольфрама | - 0,0028 |
10 На насыщение металла | - 0,00245 |
11 На образование FeO | - 0,009 |
Всего | - 1,33 |
Продолжительность плавления в десятитонной печи составляет один час, за это время усвоится кислорода
20 4,41=88,2
В пересчете на 100 кг – 0,882кг
Следовательно, необходимо внести кислорода
1,33- 0,882= 0,418 кг.
Приведение выше вычисления позволяет рассчитать количество и состав печного шлака в конце плавления и баланс металла периода плавления в таблицах 9 и 10.
Таблица 9 – Количество и состав печного шлака в конце периоде плавления, %
Источник поступления кг | SiO2 | CaO | MnO | ΣFeO | Cr2O3 | Al2O3 | MgO | TiO2 | P2O5 | Σ |
Известь | 0.0325 | 2.2 | - | 0.0045 | - | 0.02 | 0.05 | - | - | 2.307 |
Футеровка ванны | 0.612 | 0.008 | - | 0.018 | - | 0.33 | 0.03 | - | - | 0.998 |
Футеровка стен и свода | 0.0048 | 0.0015 | - | 0.0078 | - | 0.003 | 0.0495 | - | - | 0.067 |
Оксиды из мет. Ванны | 0.812 | - | 0.322 | 0.497 | 0.166 | 0.67 | - | 0.225 | 0.0435 | 2.739 |
Всего | 1.465 | 2.21 | 0.322 | 0.527 | 0.166 | 1.023 | 0.13 | 0.225 | 0.0435 | 6.111 |
% | 23.91 | 36.164 | 5.269 | 8.623 | 2.71 | 16.74 | 2.127 | 3.681 | 0.712 |
Таблица 10 - Баланс металла периода плавления, кг
Элемент | Поступило с шихтой | Перешло в шлак | Потери с газами | Содержание в металле | Содержание в металле, % |
C | 0,68 | - | 0,136 | 0,544 | 0,563 |
O | - | - | - | 0,00245 | 0,0025 |
Si | 0,381 | 0,381 | - | ||
Mn | 0,575 | 0,322 | 0,0805 | 0,173 | 0,179 |
P | 0,028 | 0,0019 |
| 0,009 | 0,009 |
S | 0,0316 | - | - | 0,0316 | 0,0327 |
Cr | 0,71 | 0,1136 | 0,0284 | 0,568 | 0,587 |
Ni | 0,198 | - | 0,00297 | 0,1950 | 0,202 |
Ti | 0,135 | 0,135 | - | ||
W | 0,047 | 0,0028 | - | 0,0442 | 0,0457 |
Al | 0,0357 | 0,0357 | - | ||
Продолжение таблицы 10 | |||||
Элемент | Поступило с шихтой | Перешло в шлак | Потери с газами | Содержание в металле | Содержание в металле, % |
Mo | 0,119 | - | - | 0,119 | 0,123 |
Cu | 0,125 | - |
| 0,125 | 0,129 |
V | 0,092 | - |
| 0,092 | 0,0975 |
B | - |
| |||
Fe | 96,65 | 0,386 | 1,546 | 94,318 | 97,36 |
Всего | 1,395 | 1,794 | 96,318 |
Суммарный материальный баланс периода плавления
Израсходовано, кг Получено, кг
-шихты- 100, из нее; -металла; 96.318
а) отходы Б 1- 40 -шлака; 6,111
б) отходы Б 90-60 -пыли; 2136
-шлакообразующих-2,5 -MnO 0.0805
(Известь) MnO 0.0805
-футеровка ДСП -0,01075; Cr2O7 0.0415
Ni 0.0029
а) шамота -0,01 FeO 1.988
б) магнезитохромит-0,00075 -газов 0.507
- кислорода воздуха- 2.482 CO 0.317
CO2 0,1925
Всего:105.072 Всего: 105,07
Невязка
105,072-105,07=0,002 или 
Полученная невязка находится в допустимых пределах.
Выплавка стали в дуговой сталеплавильной печи.
Период окисления.
Общий угар металла и отдельных легирующих элементов в период продувки кислородом определяется по данным балансовых плавок и на основе производственного опыта.
Угар металла равен 3,7%, после продувки остается металла
96,318 0,963=92,754кг
Для гарантированного получения заданного состава стали необходимо получить в конце обезуглероживания содержания углерода в металле 0,85%.
Углерода в металле
Данные в составе металла берем из таблицы 10.
Углерода сгорит
Образуется оксида углерода CO
Потребуется кислорода
Содерңание кислорода в металле после продувки 
или
Расчет поступивших в шлак продуктов окисления металлического расплава производится на основании данных по угару, которые представлены в таблице 11.
Таблица 11 – Угар элементов при выплавке стали в ДСП в окислительный период, %
Угар | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Ti | Al | W | Mo | V | Cu | Fe |
Общий | ∆c | 1,5 | ||||||||||||
В шлак | ||||||||||||||
В улет |
Кремний. Периода плавления с окислительным периодом, в результате чего окисляется 100% кремния.
Марганец. Принимается, что в период плавления теряется 80% марганца, из которых 20% теряется с газами, а 80% переходит в шлак. Всего окисляется марганца
В шлак переходит 0,0736кг, испаряется
Образуется оксида марганца
Испаряется оксид марганца
Перейдет оксида марганца в шлак
В металле остается марганца
Кислорода потребуется
Фосфор. Принимается, что фосфор из металла во время продувки не удаляется.
Сера. Принимается, что сера из металла не удаляется.
Хром. Окисляется 20% от исходного, или
Испаряется хрома
Шлак перейдет
Образуется оксид хрома Cr2O3
Испаряется хрома
В шлак перейдет
В металле хрома останется
Кислорода потребуется
Никель. Принимается, что никель во время продувки не удаляется
Титан. Период плавления совмещается с окислительным периодом, в результате чего окисляется 100% титана.
Вольфрам. Принимается, что вольфрам вовремя продувки не удаляется.
Молибден, медь, ванадий. Принимается, что в окислитильный период эти металлы не удаляются из металла. Допускается, что ванадий не окисляется по причине небольшого его присутствия в металле.
Алюминий. Период плавления совмещается с окислительным периодом, в результате чего окисляется 100% алюминия.
Железо. окисляется 1,5% от исходного, или
Испарится железа
Перейдет в шлак
Железо в металле останется
Образуется оксида железа
Испаряется FeO
В шлак перейдет
Кислорода потребуется
Расчет составляющих, поступивших в шлак из футеровки стен и свода, произведен выше.
На основании полученных данных определяется количество и состав печного шлака в конце окислительного периода и составляются баланс металла окислительного периода таблицах 12 и 13.
Таблица 12 - Масса и состав шлака в конце окислительного периода
Источник поступления, кг. | SiO2 | CaO | MnO | ∑FeO | Fe2O3 | Cr2O3 | Al2O3 | TiO2 | P205 | ∑ |
Плавиковый шпат | 1,62 | 2,21 | 0,47 | 0,08 | 0,1144 | 0,43 | 0,13 | 0,2 | 0,032 | 5,1 |
Металл | - | - | 0,142 | 1,279 | 0,158 | - | - | - | - | 1,8 |
Всего | 1,62 | 2,21 | 0,362 | 1,779 | 1,279 | 0,43 | 0,13 | 0,2 | 0,032 | 7,71 |
% | 21,011 | 28,66 | 4,695 | 23,074 | 16,578 | 5,577 | 1,686 | 2,594 | 0,415 |
Таблица 13 - Состав и масса металла в конце окислительного периода
Элемент | Металл периода плавления | Перешло в шлак | Потери с газами | Содержание в металле | Содержание в металле, % |
C | 0.544 | - | 0,219 | 0,324 | 0,332 |
O | 0.00245 | - | - | 0,008 | 0,008 |
Si | - | - | |||
Mn | 0.173 | 0,0736 | 0,0644 | 0,035 | 0,10 |
P | 0,009 | - | - | 0,009 | 0,009 |
S | 0,0316 | - | - | 0,0316 | 0,027 |
Cr | 0,568 | 0,108 | 0,00568 | 0,454 | 0,33 |
Ni | 0,195 | - | - | 0,195 | 0,16 |
Ti | - | - | |||
W | 0,0442 | - | - | 0,0442 | 0,25 |
Al | - | - | |||
Mo | 0,119 | - | - | 0,119 | 0,049 |
Cu | 0,125 | - | - | 0,125 | 0,16 |
V | 0,092 | - | - | 0,092 | 0,02 |
Fe | 94,318 | 0,995 | 0,426 | 93,297 | 98,87 |
Всего | 96,9 | 1,1766 | 0,715 | 94,914 |
Суммарный материалҗный баланс окислителҗного периуда
Израсходовано, кг: Полученный, кг;
- металл 94,726 - металла 94,919
- шлака 6,11 - шлака 7,71
- кислорода 0,79 - пыли 0,589
а) на окисление C 0,292 MnO 0,035
б) на окисление Fe 0,406 Cr2O3 0,00568
в) на окисление Cr 0,052 FeO 0,548
г) на окисление Mn 0,04 - газов 0,511
д) кислорода из воздуха – 2,482
Всего: 103,7 Всего: 103,69
Невязка
Полученная невязка находиться в допустимых пределах.
Выплавка стали в дуговой сталеплавильной печи.
Восстановительный период.
Раскисление шлака.
После продувки панны кислородом шлак раскисляют смесью ферросилиция и алюминиевого порошка. Ферросили вводят в количестве «7 кг на 1 тонну, но с таким расчетам, чтобы содержанием кремния в ванне не превысило после введения ферросилиция.
Ферросилиция 0,5%.
Алюминиевый порошок дается в количестве - 1кг. на 1 тонну, Для раскисления шлака присаживают 0,7 кг ферросилиция с 50% 81 и 0,1 кг алюминиевого порошка, на 100 «г металла. Считается что весь ферросилиция полностью усваивается металлом.
Кремний из ферросилиция на 50% переходит в металл, 20% окисляется кислородом воздуха и 30% раскисляет шлак.
Поступит кремния из ферросилиция
В металл кремния перейдет
Окисляется кремния кислородом воздуха
На раскисление пойдет шлака
Считается, что 50% марганца переходит в металл, а 50% окисляется кислородом воздуха.
Из ферросилиция поступает алюминия
Из ферросилиция поступили железа
Сера и фосфор прейдут в металл в количество
Углерод окисляется полностью.
Алюминий порошок вносит, кг
Al 
Дата добавления: 2015-10-21; просмотров: 30 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |