Расчет шихты методом приближения для СЧ30

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ім. В. ДАЛЯ

Факультет – Прикладної механіки та матеріалознавства

Кафедра – Промислового та художнього литва

Расчет шихты методом приближения для СЧ30

Выполнил: студентка гр. ММ-5А81 Шинкарева А.А.

Проверил: доц. Лагута В.И.

Луганськ 2011

Исходные данные:

Марка выплавляемого чугуна	СЧ30
Тип печи	Вагранка с основной футеровкой на горячем дутье
Расчетная масса завалки шихты	500 кг
Обязательные марки доменных чугунов в составе шихты	Л1 (гр. II, кл. В, кат. 3) Л6 (гр. II, кл. Б, кат. 2) П1
Обязательный возврат чугунного покупного лома: Лом колес с отбеленным ободом. Химический состав	C = 3,4 Si = 0,7 Mn = 0,5 P = 0,20 S = 0,10

По условиям баланса металла в литейном цехе в составе шихтовых материалов должно быть: собственного возврат 37%, внешнего покупного лома 15%, брикетов чугунной стружи 5%. Эти компоненты шихты не подлежат расчету, их пропорции определены фактическими условиями производства. Как видно, их общая сумма составляет 57%. Следовательно, выбору и пропорционированию подлежат те компоненты, на долю которых приходятся остальные 43% массы шихты.

Примем для рассматриваемой нами марки чугуна СЧ30 среднее содержание лома в шихте 30%. Тогда:

Присвоим заданным компонентам шихты идентификаторы и запишем их количество в кг.

Занесем их химический состав в таблицу 6 и рассчитаем вносимое ими количество каждого химического элемента по массе в состав шихты.

Например, собственный возврат вносит:

Лом чугунный покупной:

Брикеты чугунной стружки:

Таблица 6

Идентификатор	Наименование компонента шихты	Марка	Масса, кг	%	Содержание элементов, %
Углерод, C	Кремний, Si	Марганец, Mn	Фосфор, P	Сера, S
%	кг	%	кг	%	кг	%	кг	%	кг
X1	Собственный возврат	СЧ30			3,1	5,74	1,6	2,96	0,85	1,57	0,2	0,37	0,12	0,22
X2	Лом колес с отбеленным ободом				3,4	2,55	0,7	0,53	0,5	0,38	0,20	0,15	0,10	0,075
X3	Брикеты чугунной стружки	20А				0,75	1,2	0,3	0,6	0,15	0,3	0,075	0,1	0,025
X4	Лом стальной	1А		17,4	0,3	0,261	0,25	0,218	0,3	0,261	0,05	0,044	0,04	0,035
X5	Чугун литейный	Л1 (гр. II, кл. В, кат. 3)			3,65	4,56	3,4	4,25	0,4	0,5	0,3	0,375	0,04	0,05
X6	Чугун литейный	Л6 (гр. II, кл. Б, кат. 2)	84,7	16,94	4,15	3,52	1,4	1,19	0,4	0,34	0,12	0,10	0,03	0,025
X7	Чугун передельный	П1	-81,6	-16,32	4,4	-3,59	0,7	-0,57	1,5	-1,224	0,3	-0,245	0,05	-0,04
X8	Ферромарганец	ФМн70	4,76	0,95		0,33		0,29		3,33	0,5	0,024	0,02	0,001
	Вносят фактически, кг		504,86		3,0	14,12		9,168		5,207		0,893		0,391
	Должны внести в шихту кг, (%)				3,0	14,55	1,78	8,88	1,06	5,313	0,2		0,085	0,106
	Угар (-), пригар (+), в %			-5	+3,6		-10		-20				+40
	Будет в жидком чугуне, %	СЧ30	479,6		3,1		1,6		0,85		0,2		0,12

Определим необходимое количество всех химических элементов (в кг) в составе шихты для получения жидкого чугуна, принятого нами химического состава. Для лучше наглядности представим этот расчет в табличном виде.

Таблица 6а

№	Хим.элемент	Угар, %	Должны внести	Уже внесли	Осталось внести
	C	+3,6		5,74+2,55+0,75=9,04	14,55-9,04=5,51
	Si	-10		2,96+0,53+0,3=3,79	8,88-3,79=5,09
	Mn	-20		1,57+0,38+0,15=2,1	5,313-2,1=3,213
	P			0,37+0,15+0,075=0,595	1-0,595=0,405
	S	+40		0,22+0,075+0,025=0,32	0,426-0,32=0,106

По нашему расчету содержание углерода в шихте должно составлять 3,0%. С учетом принятого угара, содержание остальных химических элементов в шихте должно составлять:

Si

Mn

P

S

Ход последовательного приближения при расчетах шихты

для плавки чугуна СЧ30

Таблица 7

Идентификатор	Компоненты шихты	Содержание элементов	Первое приближение	Второе приближение	Третье приближение
C	Si	Mn	Масса, кг	C, кг	Масса, кг	C, кг	Si, кг	Масса, кг	C, кг	Si,кг	Mn, кг
X4	Стальной лом	0,3	0,15	0,3		0,45		0,26	0,22		0,261	0,218	0,261
X5	Л1 (гр. II, кл. В, кат. 3)	3,65	3,4	0,4	21,7	0,79	21,7	0,79	0,74		4,56	4,25	0,5
X6	Л6 (гр. II, кл. Б, кат. 2)	4,15	1,4	0,4	21,7	0,9	84,7	3,5	1,19	84,7	3,52	1,19	0,34
X7	П1	4,4	0,7	1,5	21,7	0,96	21,7	0,96	0,15	-81,6	-3,59	-0,57	-1,224
	Вносят, кг				215,1	3,1	215,1	5,51	1,3	215,1	4,751	5,088	-0,123
	Должны внести, кг					5,51		5,51	5,09		5,51	5,09	3,213

Сложив количество углерода, вносимого компонентами х₄, х₅, х₆, х₇ получим значение 3,1 кг. Внесем эту цифру в таблицу 7.

Чтобы обеспечить заданное количество углерода в шихте указанные материалы должны внести

14,55-(Сх₁+Сх₂+Сх₃)=14,55-(5,74+2,55+0,75)=5,51 кг (см. таблицу 6)

Внесем эту цифру в 5-ый столбец таблицы 7. значит дефицит углерода в шихте составляет 5,51-3,1=2,41 кг.

Первое приближение по количеству компонентов шихты не обеспечило нам необходимого количества углерода в шихте. Необходимо делать второе приближение.

Возможным вариантом решения задачи может стать замена части стального лома, содержащего всего 0,3% С, доменным чугуном. В качестве такого возьмем чугун марки Л6 (идентификатор х₆).

Замена 1 кг стального лома на 1 кг чугуна Л6 увеличивает содержание углерода в шихте на

4,15-0,3/100=0,0385 кг.

Определим содержание стального лома, подлежащего замене чугуном Л6 из пропорции

1 кг чугуна – 0,0385 кг углерода

у чугуна – 2,41 кг углерода

у=62,6 кг чугуна марки Л6.

Иными словами, для ликвидации в шихте недостатка углерода в количестве 2,41 кг необходимо 62,6 кг стального лома заменить аналогичным количеством чугуна марки Л6. тогда содержание лома в стали будет

150-63=87 кг, а чугуна Л6 21,7+63=84,7

Si=2,96+0,53+0,3=3,79 кг

Все компоненты должны внести 8,88 кг (таблица 6а).

Тогда 8,88-3,79=5,09 кг

Фактически они внесли 2,3 кг.

Следовательно, после второго приближения дефицит кремния в шихте составляет:

5,09-2,3=2,79 кг

Замена 1 кг передельного чугуна П1 на 1 кг литейного чугуна увеличит в шихте количество кремния на

3,4-0,7/100=0,027 кг

Составим пропорцию:

1 кг передельного чугуна – 0,027 кг кремния

1 кг литейного чугуна – 2,79 кг кремния

Тогда количество передельного чугуна, подлежащего замене литейным чугуном: 2,79/0,027=103,3 кг.

Дефицит марганца в шихте равен 3,213-(-0,123)=3,336 кг.

Этот недостаток марганца целесообразно ликвидировать включением в состав шихты ферромарганца ФМн70. В таблице 6 приведен его химический состав. Как видно марганца он содержит 70%, а углерода 7%.

Для определения необходимого количеств ферромарганца в шихте составим пропорцию

1 кг Fe-Mn – 0,7 кг Fe-Mn

у кг Fe-Mn – 3,336 кг Fe-Mn

у = 4,76 кг ферромарганца

Определим выход жидкого чугуна по отношению к массе одной завалки шихты, которая фактически составляет 504,86 кг (см таблицу 6).

Для этого примем металлургический угар (потерю) шихты составляющей 5%.

Масса шихты Мш, масса жидкого металла Мж и металлургический угар (у в %) связаны соотношением

,

откуда:

Занесем эту цифру в таблицу 6 на этом расчет шихты считается оконченным.

Дата добавления: 2015-07-20