Материальный баланс конвертерной плавки

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Марта 2013 в 16:33, курсовая работа

Краткое описание

Согласно заданию для разжижения шлака используется боксит, который расходуют в количестве 0,6-1,2% от массы стали. В расчете принимаем расход боксита, равный 1%. Также предусмотрено введение в процесс железной руды в количестве 2 % от массы чугуна. Содержанием кислорода в чугуне и ферросплавах пренебрегаем ввиду весьма незначительного количества его в указанных материалах. Концентрацию кислорода в используемом техническом кислороде принимаем равной 99,5%.

Скачать полностью (231.61 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Прикрепленные файлы: 1 файл

Синицын Курсовая работа.docx

— 259.75 Кб (Скачать документ)

 

 

 

 

 

 

 


  1. ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТ

 

Исходные данные:

  • Емкость конвертера - 200 т;
  • Удельная интенсивность продувки металла кислородом – 3,2 м3/(т ∙ мин);
  • Температура чугуна, заливаемого в конвертер - 1563 К  (1290 0С);
  • Продолжительность плавки - 38 мин;
  • Средняя температура отходящих газов - 1893 К (1620 0С);
  • Марка выплавляемой стали - сталь 08кп;
  • Футеровка конвертера - трехслойная.

 

Химический состав чугуна, стали  и ферросплавов представлен в  табл. 1.1., 1.2.

 

Таблица I.I

Химический  состав чугуна и стали, % по массе

Материал

С

Si

Mn

P

S

O

Cr

Чугун передельный

(ГОСТ 805-80)

4,4

0,3

0,3

0,08

0,05

-

-

Металл после продувки (перед раскислением)

0,14

-

0,30

0,025

0,03

0,04

-

Сталь после раскисления

-

0,015

0,3

<0.025

<0.01

0,01

≤ 0,1


 

Таблица 1.2

Химический  состав ферросплавов

Марка и название

ферросплава

С

Si

Mn

P

S

O

Cr

Ферромарганец ФМН 2, 0

2,0

2,0

75,0

0,35

0,03

-

-

Ферросилиций ФС 45

0,1

43,0

0,6

0,05

0,02

2,0

0,5


 

Согласно  заданию для разжижения шлака  используется боксит, который расходуют  в количестве 0,6-1,2% от массы стали. В расчете принимаем расход боксита, равный 1%. Также предусмотрено введение в процесс железной руды в количестве 2 % от массы чугуна. Содержанием кислорода  в чугуне и ферросплавах пренебрегаем ввиду весьма незначительного количества его в указанных материалах. Концентрацию кислорода в используемом техническом  кислороде принимаем равной 99,5%.

Для составления теплового баланса  плавки и определения состава  отходящих газов важно правильно  оценить долю углерода окисляющегося  до СО и СО2. в соответствии со средними данными практики принимается, что в среднем 90% окислившегося углерода уходит из полости конвертера в виде  СО, а остальное количество – в виде СО2.


Расход и состав других материалов плавки приведен в  таблице 1.3.

 

Таблица 1.3

Расход и состав других материалов плавки

Материал

Расход,  
% от массы чугуна

SiO2

Al2O3

FeO

Fe2O3

MnO

CaO

MgO

P2O5

CaF2

S

CO2

H2O

Итого

Футеровка (рабочий стол)

0,25

2,5

1,0

–

2,8

–

55

38,7

–

–

–

–

–

100

Железная руда (в завалку)

2,0

5,0

2,0

3,0

88,0

0,2

0,6

0,1

0,1

–

–

–

1,0

100

Известь

  

3,0

1,9

–

–

–

90

2,0

–

–

0,1

3,0

–

100

Боксит

(плавиковый шпат)

1,0

14,0

38,5

–

38,0

–

1,0

–

0,4

–

0,1

–

8,0

100


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


  1. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ

 

В настоящее время  отдается предпочтение конвертерной плавке методом LD без спуска первичного шлака. При этом обеспечивается увеличение выхода жидкой стали на 0,5–1,0 % и сокращение продолжительности плавки на 2,0–2,5 мин. Ввиду весьма малой общей продолжительности плавки, указанное небольшое сокращение приводит к значительному увеличению производительности агрегата. Однако такая технология может быть применена лишь в случае передела шихты с небольшим содержанием серы и фосфора. Для этого приходится подбирать шихту допустимой чистоты, но эти дополнительные хлопоты и расходы вполне окупаются. Для простоты расчет ведется на 100 кг чугуна (табл. 2.1. – 2.3).

 

Таблица 2.1

Количество примесей, удаляющихся из 100 кг чугуна

к концу продувки, в кг

 

C

Si

Mn

P

S

Чугун вносит

4,4

0,3

0,3

0,08

0,05

Остается в  продутом металле

0,11

–

0,30

0,025

0,01

Удаляется из чугуна

4,29

0,285

0

0,055

0,04


 

Далее рассчитаем количество кислорода, необходимое для окисления примесей и количество образующихся окислов. Результаты приведены в таблице 2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2

Количество  кислорода, необходимое для окисления  примесей и количество образующих окислов

Количество окисляющейся примеси, кг

Требуемое

количество

кислорода, кг

Количество окислов, кг

переходящих

в шлак

в атмосферу

С в СО                    4,29 х 0,90 = 3,861

3,86 х(16/12) =5,148

–

9,009 СО

С в СО2                  4,29 – 3,861 = 0,429

0,43 х(32/12) = 1,114

–

1,573  СО2

Si в SiO2                                       0,285

0,28х(32/28) = 0,326

0,611

–

Mn в MnO                                    0

0

0

–

P в P2O5                                                           0,055

0,05х(80/62) = 0,071

0,126

–

Fe в Fe2O3                                   1,00

1,00х(48/112) = 0,43

–

1,43  Fe2O3

                                     Итого:    5.63

                         7,119

–

–

Кислород в стали в конце  продувки

                         0,4

–

–

Всего требуется кислорода

                       7,159

–

–


 

Используя данные таблицы 2.2, рассчитаем, какое количество примесей переходит  в шлак и уходит с газами из чугуна и других шихтовых материалов. Для  расчетов применяем данные таблиц 1.3 и 2.2. Результаты приведем в таблице 2.3.


Таблица 2.3

Переходит в шлак и уходит с газами из чугуна и других

шихтовых материалов

 

SiO2

Al2O3

FeO

Fe2O3

MnO

CaO

MgO

CaF2

P2O5

S

CO

CO2

H2O

Сумма

Из чугуна

0,611

–

–

1,43

0

–

–

–

0,126

0,04

9,01

1,573

–

12,789

Из 0,25 кг рабочего

слоя

0,01

0,00

–

0,01

–

0,14

0,10

–

–

–

–

–

–

0,25

Из 2,0 кг руды данной в завалку

0,10

0,04

0,06

1,76

0,00

0,01

0,00

–

0,00

–

–

–

0,02

2,00

Из 1,0 кг  боксита

0,14

0,39

–

0,38

–

0,01

–

–

–

–

–

–

0,08

1,00

      Итого

0,861

0,43

0,06

3,58

0

0,16

0,10

–

0,126

0,04

9,01

1,573

0,10

16,039


 


2.1.   Расчет количества и состава шлака

 

Способность шлака экстрагировать из металла серу и фосфор практически  зависит от отношения CaO / (SiO2 + P2O5)  (основность) шлака. Величина этого отношения в конечном шлаке при переделе малофосфористых чугунов (типа мартеновских) при обычных требованиях к концентрации серы и фосфора в стали колеблется в пределах 2,5–3,5. В данном расчете основность конечного шлака принята равной 2,5.

Для обеспечения такой основности в шлаке должно быть (см. табл. 2.3)

(0,861 +0,126) ∙ 2,8 = 2,668 кг CaO.

В шлаке имеется 0,16 кг СаО. Значит нужно ввести

2,668 – 0,16 = 2,508 кг  СаО.

В составе извести имеется 90,0 % СаО и 3,0 % SiO2. После связывания в силикат находящейся в извести SiO2 оказывается свободной СаО:

90,0 - 3ּ2,5 = 82,5 %.

Следовательно, чтобы ввести в шлак 2,508 кг СаО нужно загрузить извести (табл. 2.4):

2,508 / 0,825 = 3,04 кг.

 

Таблица 2.4

Вносится  известью, в кг

SiO2

Al2O3

FeO

Fe2O3

MnO

CaO

MgO

P2O5

S

CO2

H2O

Сумма

0,088

0,056

-

-

-

2,742

0,056

-

0,005

0,093

-

3,04


 

Рассчитанное  количество извести обеспечит необходимую основность только в том случае, если все количество СаО растворяется в шлаке, образуя гомогенный расплав. Так как часть извести (мелочь) выдувается при загрузке, то приходится загружать извести несколько больше расчетного количества. Согласно практическим данным указанные потери извести принимаем равными 25 % от расчетного количества. Следовательно, в конвертер необходимо загрузить 3,04 ∙ 1,25 = 3,8 кг извести.

Рассчитаем, какое количество примесей переходит в шлак (кроме окислов  железа) из различных источников. Результаты приведем в таблице 2.5.


Таблица 2.5

Вещества, переходящие в шлак (кроме окислов железа)

из различных источников в кг:

 

SiO2

Al2O3

MnO

CaO

MgO

P2O5

S

Сумма

Из 3,04 кг извести

0,088

0,056

–

2,742

0,056

–

0,005

2,947

Из источников, приведенных в табл. 2.3

0.891

0,43

0

0,16

0,10

0,126

0,04

1,747

Вес шлака без оксидов железа

0.979

0,486

0

2,902

0,156

0,126

0,045

4,694

Информация о работе Материальный баланс конвертерной плавки