Выбор плавильных агрегатов для выплавки чугуна

 

 

 

 

В таблице 2 представлен химический состав компонентов шихты.

Таблица 2 – Химический состав компонентов шихты

Наименование	количество, %	С	Si	Mn	S	P
Литейный чугун	40	5,0	4,3	0,7	0,019	0,12
Стальной лом	30	1,5	1,0	0,7	0,01	0,08
Возврат	30	3,0	2,7	0,5	0,015	0,1

 

 

Таблица 3 – Угар химических элементов при плавке чугуна

 

Угар элементов, % от содержания в шихте
С	Si	Mn	P	S
10	15	15	-	-

 

3.1 Расчет содержания  элементов в шихте

 Рассчитаем содержание каждого элемента в шихте по формуле (1)

 

                         =,                          (1)                    

где - содержание элемента в шихте, %;

,,…., - количество шихтового материала, %;

 – содержание элемента  в каждом из шихтовых материалов, %

 

(5,0*40+1,5*30+3*30) =3,35%

(4,3*40+1,0*30+2,7*30) =2,83%

(0,7*40+0,7*30+0.5*30) =0,64%

(0,019*40+0,01*30+0,015*30) =0,0151%

(0,12*40+0.08*30+0,1*30) =0,102%

 

3.2 Расчет периода плавления

Содержание любого элемента после расплавления шихты, если он окисляется, определяют по формуле  (2)

 

  ,                                                         (2)

где     - содержание элемента в металле по расплавлении, %;

  - количество удаленного элемента в период плавления, %;

В свою очередь    =* ,                                                     (3)

 где    - угар соответствующего элемента, %;

 

Определим сначала

*3,35*10=0,335кг;

*2,83*3=0,0849кг;

*0,64*15=0,096кг;

 

Теперь зная определим

3,35-0,335=3,015 %;

2,83-0,0849=2,7451 %;;

0,64-0,096=0,544 %;

0,102 %;

0,0151 %;

 

 

 

 

 

 

4 Расчет шлака

 

Плавку проводим в индукционной печи с кислой футеровкой. Для получения шлака будем использовать следующие компоненты, состав которых представлен в таблице 4.

 

Таблица 4 – Компоненты неметаллической части шихты

Материал	Содержание элементов, %
	CaO	SiO2	MnO	Al2O3	FeO	Fe2O3	CO2	H2O	∑
Футеровка (динас)	1,4	96,4	-	0,7	-	1,5	-	-	100
Электродный бой	12	60	-	28	-	-	-	-	100
Известь	90	3	-	2	-	-	4	1	100
Песок	-	97	0,1	0,7	-	2,2	-	-	100

 

Рассчитаем количество извести по формуле (6)

кг,                                 (6)

 

Рассчитаем какое количество компонентов вводится с известью

 кг;

кг; 
кг;

кг;

(H2O) = кг;

 

 

 

Таблица 5 – Расчет шлака

Компоненты		Вносится, кг						Шлак
Группа	Химическая формула	Песок	Динас	Электродный бой	Известь	Металлошихта	Итого	кг	%
1	2	3	4	5	6	7	9	11	12
Шлакообра-зующие без оксидов железа	CaО	-	0,014	0,12	1, 98	-	1,934	1,934	40,7
	SiO2	0,97	0,964	0,6	0,066	0,182	2,182	2,182	45,9
	Al2O3	0,007	0,007	0,28	0,044	-	0,058	0,058	1,22
	MnO	0,001	-	-	-	0,123	0,124	0,124	2,60
	S	-	-	-	-	0,015	0,015	0,015	0,31
Итого		0,978	0,985	1	2,09	0,32	4,373	4,373	92
Оксиды железа	Fe2O3	0,022	0,015	-	-	0,028	0,065	0,095	2
	FeO	-	-	-	-	-	-	0,285	6
Итого		0,023	0,016	-	-	-	0,065	0,38	8
Газы	СО	-	-	-	-	0,703	0,703	-	-
	CO2	-	-	-	0,088	0,122	0,21	-	-
	H2O	-	-	-	0,022	-	0,022	-	-
Итого		-	-	-	0,11	0,825	0,935	-	-
Всего		1	1	1	2,2	1,173	5,373	4,753	100

Рассчитаем, какое количество компонентов вводится с металлошихтой:

кг;

кг;

кг;

 кг.

 

 

5 Расчет  выхода годного металла

Определим выход годного по балансу железа.

,                                                          (7)

где - масса металла в конце периода плавления, кг;

- масса  металлической части шихты в  завалку, кг;

- масса  железа, восстановленного из оксидов  железа, кг;

- масса  окислившегося металла, кг;

- масса  удаленных примесей, кг;

- масса корольков железа в шлаке, кг

Приход:

 а) масса  железа, восстановленного из оксидов  железа

;                                                                          (8)

кг;

Расход:

 а) масса  железа, перешедшего в шлак виде оксидов

;                                                                          (9)

кг;

 б) масса  удаленных примесей 

g∑пл∆(E) = 0,096+0,0849=0,1809;

 

в) мааса корольков железа в шлаке

        ;                                                                                           (10)

кг;

 кг.

 

6 Материальный баланс

Для составления материального баланса необходимо определить поступление кислорода из атмосферы печи (из баланса кислорода).

,                                                                                (11)

Приход:                                                                   

,                                                                          (12)

кг;

Расход:

На окисление примесей шихты

,                                                                                       (13)

кг;

На образование оксидов железа шлака

кг;

кг.

В таблице 6 представлен материальный баланс.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6 – Материальный баланс

Наименование статей
Задано	кг	Получено	кг
Стальной лом	30	Металл	99,482
Возврат	30	Шлак	4,753
Литейный чугун	40	Газы	1,173
Песок	1
Футеровка	1
Электродный бой	0,53
Известь	2,2
Кислород атмосферы печи	0,686
Итого	105,416	Итого	105,408

 

Содержание элемента в готовом металле 

 

;

;

;

;

;

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В курсовой работе произведен расчет шихты для чугуна марки ВЧ70 при плавке в кислой дуговой печи. В итоге масса готового чугуна составила 99,482 кг. Сравнив конечный химический состав чугуна с исходным составом можно сказать, что расхождение невелико.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Вдовин К.Н. Выбор плавильных агрегатов и расчёт шихты для выплавки чугуна и стали. Учебное пособие – Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ»,2006.  С. 121.
2. Могилёв В.К., Лев О.И. Справочник литейщика – М.: Машиностроение, 1988.- 272с.
3. Справочник по чугунному литью, Изд.3-е. Под ред. Гиршовича Н.Г. – Л.: Машиностроение, 1978. – 758 с.

 

 

 

 

 

9