Задача 2. Определение состава стали после продувки

ЗАДАЧИ ДЛЯ АКТИВНЫХ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ

Исходные данные для расчетов

Варианты заданий и химические составы сталей для выполнения расчетов представлены в табл. 1 – 2.

Таблица 1

Варианты заданий

№ Варианта	Хим. состав чугуна, %	% лома в шихте	Марка стали к получению	Емкость конвер-тера, т
С	Si	Mn	S	P
	4,2	0,9	0,6	0,05	0,15	- - -
	4,0	0,6	0,8	0,045	0,20	- - -

Таблица 2

Химические составы сталей [1]

Марка стали	Содержание, %
C	Si	Mn	P	S
	0,05-0,12	0,17-0,37	0,35-0,65	£ 0,035	£ 0,04
	0,07-0,14	0,17-0,37	0,35-0,65	£ 0,035	£ 0,04
	0,12-0,19	0,17-0,37	0,35-0,65	£ 0,035	£ 0,04
	0,17-0,24	0,17-0,37	0,35-0,65	£ 0,035	£ 0,04
	0,22-0,30	0,17-0,37	0,5-0,8	£ 0,035	£ 0,04
	0,27-0,35	0,17-0,37	0,5-0,8	£ 0,035	£ 0,04
	0,32-0,40	0,17-0,37	0,5-0,8	£ 0,035	£ 0,04
	0,37-0,45	0,17-0,37	0,5-0,8	£ 0,035	£ 0,04
	0,42-0,50	0,17-0,37	0,5-0,8	£ 0,035	£ 0,04
	0,47-0,55	0,17-0,37	0,5-0,8	£ 0,035	£ 0,04
	0,52-0,60	0,17-0,37	0,5-0,8	£ 0,035	£ 0,04
	0,57-0,65	0,17-0,37	0,5-0,8	£ 0,035	£ 0,04

Составы флюсов и футеровки конвертера представлены в таблице 3.

Таблица 3

Составы неметаллических материалов

Наименование Материала	Содержание, %
Si02	Al203	Fe203	Ca0	Mg0	S	C02	H20
1. Известь	2,0	1,0	-	93,9	1,0	0,1	2,0	-
2. Боксит	15,0	50,0	24,0	1,0	-	-	-	10,0
3. Футеровка	3,5	1,2	3,0	4,5	87,8	-	-	-

Расчет шихты выполняется на 100 кг металлической части шихты.

Примеры расчетов приведены для кислородного конвертера емкостью 300 т, для получения стали марки 20. В завалку 10% стального лома.

Задача 1. Определение количества элементов, внесенных металлической шихтой в кислородный конвертер

Расчет проводится по следующей схеме [2]:

% элемента, внесенного металлической шихтой в кислородный конвертер =

% элемента в чугуне × доля чугуна + % элемента в стальном ломе × доля лома.

Пример расчета

В задании указан процент лома – 10 % (табл.1), следовательно, чугуна будет 100 – 10 = 90%.

Металлической частью шихты внесено:

- углерода 4,2 × 0,9 + 0,2 × 0,1 = 3,8 % (кг);

где 4,2 – содержание углерода в чугуне (табл.1); 0,9 – доля чугуна в металлической части шихты (90% чугуна / 100%); 0,2 – содержание углерода в стали (табл. 2); 0,1 – процент лома в металлической части шихты (10% лома / 100%).

Аналогично рассчитываем другие элементы чугуна:

- кремния 0,9 ×0,9 + 0,25 × 0,1 = 0,835 % (кг);

- марганца 0,6 × 0,9 + 0,4 × 0,1 = 0,58 % (кг);

- фосфора 0,1 × 0,9 + 0,035 × 0,1 = 0,0935 % (кг);

- серы 0,07 × 0,9 + 0,045 × 0,1 = 0,067 % (кг).

Химические составы чугуна, лома и результаты расчетов приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Составы компонентов металлической шихты

Наименование металла	Содержание, %
C	Si	Mn	P	S
1. Чугун 90 %	4,2	0,9	0,6	0,1	0,07
2. Лом стали марки 20 − 10%	0,2	0,25	0,4	0,035	0,04
3. Итого внесено метал-лической частью шихты	3,8	0,835	0,58	0,0935	0,067

Задача 2. Определение состава стали после продувки

Для расчета необходимо взять результаты расчета задачи 1 (табл.1.1) и приблизительный состав стали после продувки.

Примерный состав стали после продувки рассчитывается согласно данных, полученных на практике [3]:

1. Продувка в кислородном конвертере заканчивается, когда содержание углерода и фосфора достигнут заданных значений. Следовательно, содержание углерода и фосфора принимаем по данным марочного состава (табл. 2).

2. В процессе продувки практически полностью выгорает кремний (100 %), следовательно, кремния принимаем 0 %.

3. Марганец выгорает частично (примерно на 60-70 %).

4. Сера удаляется до 0,03−0,04%.

Поэтому в табл. 1.2 в строчке «Сталь после продувки» указано примерное содержание стали, %: С = 0,2; Si = 0; Mn = 0,18; Р = 0,035; S = 0,04.

Результаты представлены в табл.1.2.

Таблица 1.2

Состав металлической части шихты и стали после продувки

Дата добавления: 2015-07-15