Определение и анализ технико-экономических показателей кислородно-конвертерной плавки с комбинированным дутьем при производстве стали м

  Проверка:

  Основные  параметры конвертера:

  Профиль конвертера начерчен в приложении 
 
 
 
 
 
 

  3. Расчёт параметров  плавки

  3.1 Расчёт материального  баланса

  Исходные  данные для расчёта

 

  Количество  мусора в ломе, %       m=2

  Основность  шлака (СаО/Si02)       B=3,5 

  Расход  футеровки, kg/1000kg      M4=5

  Интенсивность продувки Ar, м3/т   j=0,2 
 
 
 
 

  Методика  расчета

  Материальный  баланс кислородно-конвертерной плавки записывается в следующем виде:

  М1+М2+М3+М4+М5+М6=М7+М8+М9+М10, где

  М1 — расход жидкого чугуна;

  М2 — расход металлического лома;

  М3 — расход извести;

  М4 — количество футеровки, пришедшей в шлак;

  М5 — расход шлакообразующих материалов;

  М6 — расход технического кислорода;

  М7 — количество получаемой жидкой стали;

  М8 — количество образующегося шлака;

  М9 — количество выделяющихся газов;

  М10 — потери металла.

  Задачей составления баланса конвертерной плавки является определение расхода  шихтовых материалов: чугуна, лома, извести и технического кислорода. Для решения поставленных задач необходимо решить некоторые частные балансы. К ним относятся:

• баланс кислорода
• баланс шлака
• баланс металла
• баланс газа

 

Определение расхода извести

Известь вводится в шихту с целью получения шлака необходимой основности

  В=CaO / SiO2

        Источниками оксида кальция являются:

• материал футеровки конвертера
• известь

        Источниками оксида кремния являются:

• окисляющийся кремний чугуна и лома
• кремнезем загрязнений металлолома
• кремнезем материала футеровки конвертера
• кремнезем, содержащийся в извести

  Принимаю, что мусор состоит из 75%SiO₂ и 25%CaO

  Футеровка – 65%CaO и 35%MgO

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Определение количества шлака

  Очень важен, поскольку значение будет использоваться в дальнейших расчетах.

  Источниками шлака в процессе продувки ванны  кислородом являются:

• окисление шлакообразующих компонентов шихты
• известь, вводимая в конвертер
• загрязнение металлического лома
• материал футеровки конвертера
• оксиды железа

  

  (оксид)₂ — содержание этого оксида в ломе

  (оксид)₃ — содержание этого оксида в извести

  (оксид)₄ — содержание этого оксида в футеровке

  Содержание  оксидов железа в шлаке:

  (FeO)верх = 1.25 + 4В + 0.3/[C] + 0.000001*Т²

  Т = 1539 - 80[C] + ∆T

  T = 1539 - 80*0.1 + 80 = 1611°C

  (FeO)верх = 1.25 + 4*3.5 + 0.3/0.1 + 0.000001*1611² = 20,845%

  В процессах  с комбинированной продувкой, благодаря  меньшей вспененности и выбросам (лучшему перемешиванию), количество металла в шлаке меньше на 25%:

  (FeO)шл =20,845*0,75=15,634%

  (Fe₂O₃)шл = 5*0,75=3,75%

  

  Определение расхода газообразного кислорода на окисление элементов шихты

  Для кислородно-конвертерного процесса основным источником кислорода для  рафинирования расплава является технически чистый кислород, вдуваемый через  фурму в конвертерную ванну, часть  кислорода поступает из окалины металлического лома. Кислород расходуется на окисление элементов шихты, окисление железа, переходящего в шлак, и небольшая доля кислорода теряется с плавильной пылью. Баланс кислорода записывается следующим образом:

  О1+О2=О3+О4+О5, где

  О1 — количество газообразного кислорода, поступающего на продувку

  О2 — количество кислорода, поступающего из окалины  и скрапа

  О3 — количество кислорода, необходимое на окисление  углерода, кремния, марганца, фосфора

  О4 — количество кислорода, необходимое на образование  оксидов железа, переходящего в шлак

  О5 — количество кислорода, поступающего в виде плавильной пыли

  Количество  кислорода, теряемое в виде плавильной пыли равно 0

  О2 = b М2/10⁴ (16/72 (FeO)₂ + 48/160 (Fe₂O₃)₂ ) = b·M2/10⁴ (0,222·(FeO)₂ + 0,3·(Fe₂O₃)₂), где

  b — количество окалины в ломе,% = 1

  (FeO)₂, (Fe₂O₃)₂ — содержание оксидов железа в окалине,%.

Содержание в  окалине лома (Fe2O3)= 70% 

  О3 = (М1+М2)/100 (1-h) D[С] 16/12 + (М1+М2)/100 h D[С] 32/12 + (М1+М2)/100 D[Si] 32/28 + (М1+М2)/100 D[Mn] 16/55 + (М1+М2)/100 D[P] 80/62 , где

  D[Эл] — количество элемента, окислившегося за продувку, %

  h — доля углерода, окислившегося до СО₂

  О4 = М8/100 · [0,222 · (FeO)₈ + 0,3 (Fe₂O₃)₈ ]

  О₁=О₃+О₄-О₂

  М6=100*О₁/{О₂}*К , где

  К — коэффициент  усвоения кислорода дутья ванной

  {О₂} — содержание кислорода в технически чистом кислороде.

  Из баланса  кислорода следует: 

  

  

  

  

  

  Определение выхода годной стали

  Принимаю, что  - количество корольков в шлаке

  М10 = 10кг/т

  

   -потери металла с выносами и выбросами. Они составляют 0,5%

  

  Определение количества газов

  М₉ = Г₁+Г₃+Г₆

  Г₁ – окисление углерода шихты;

  Г₃ – разложение СО₂ извести;

  Г₆ – азот и не усвоенный кислород технического кислорода.

  

   =2

   =0

   =99,5

   =0,5

  Г₁=2,33*D[C]*1000/100*(1- )+3.67*D[C]*1000\100* =                                                                            кг/т

  Г₃ =

  Г₆ = 48.17/100*(1-0,98)*99,5+48, 17/100*0,5 = 1,199кг/т

  М₉ = 84.836+1,215+1,199 =87,25кг/т 
 

  Итоговая  таблица