| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МЕНЮ
| Кислородно-конвертерная плавка при переделе обыкновенных чугунов(%SiО2) = = 14,74 % (%CaO) = = 51,10 % (%MgO) = = 2,98 % (%MnO) = = 3,61 % (%P2О5) = = 0,63 % (%S) = = 2,82 % (%Al2O3) = = 1,09 % (%CaF2) = = 2,25 % Фактическая основность шлака по данным табл. 2.4 = ; (2.45) = 51,10 / 14,74 = 3,47 Уточненный выход жидкого металла в конце продувки, кг = , (2.46) где = + количество железа, восстановленного из оксидов железа шихты; = 0,007(0,3•2,1 + 0,0065•20,72•3,0 + 0,012•20,72•69,0) + 0,0078(0,63•16,3 + + 0,012•20,72•31,0) = 0,367 кг = количество железа, израсходованного на образование оксидов железа шлака; = 0,007•14,379•6,92 + 0,0078•14,379• 13,86 = 2,251 кг Принимаем: = 1,2кг - угар железа в дым; = 0,8кг - потери железа с выбросами; = - потери железа в шлаке в виде корольков, кг = 0,08•14,379 = 1,15 кг = - количество оксидов железа в дыме, кг = 1,43•1,2 = 1,716 кг = (100 + 0,367) - (4,66 + 2,251 + 1,2 + 0,8 + 1,15) = 90,31 кг Расход кислорода, кг , (2.47) где k - степень усвоения кислорода ванной (принимаем 97 %); n - чистота кислорода (принимаем 99,5 %); =, кг (2.48) = 1,2•3,157 + 0,27•3,157 + 1,14• 0,72 + 0,29• 0,354 + 1,29•0,0354 + +0,01•14,379•[0,429•6,92 + 0,29•13,86] + 0,429•1,2 = 7,13 кг = + = , кг (2.49) = 0,0043(0,3•2,1 + 0,0065•20,72•3,0 + 0,012•20,72•69,0) + 0,0029(0,63•16,3 + 0,012•20,72•31,0) + 0,0027•7,94•1,0 = 0,078 + 0,253 + 0,021 = 0,352 кг Мдутья = (7,13 - 0,352) • 10000 / (97•99,5) = 7,023 кг Расход кислорода , нм3 = Мдутья• 22,4/32 = 0,7 Мдутья . = 0,7•7,023 = 4,916 нм3 Определяем продолжительность продувки, мин , где - интенсивность продувки, нм3/(т•мин) - (задана). = = 14,9 мин. Количество и состав конвертерных газов: = + ; кг (2.50) = •22,4/44; нм3 = 1.17 + 0.01(7,94•3,5 + 0,4•6,0) = 1,472 кг = 1,472•22,4/44 = 0,749 нм3 = , кг (2.51) = •22,4/28; нм3 = 6,63 кг = 6,63С22,4/28 = 5,304 нм3 = ; кг (2.52) = •22,4/18; нм3 = 0,007(7,94•1,0) = 0,056кг = 0,056•22,4/18 = 0,07 нм3 = ; кг (2.53) = •22,4/2 ; нм3 = 0,003(7,94•1,0) • 2/18 = 0,003 кг = 0,003•22,4/2 = 0,034 нм3 = 0,005•; кг (2.54) = •22,4/28; нм3 = 0,005•7,023 = 0,035 кг = 0,035•22,4/28 = 0,028 нм3 = 0,003•; кг (2.55) = •22,4/32; нм3 = 0,003•7,023 = 0,021 кг = 0,021•22,4/32 = 0,015 нм3 = + + + УН2 + + ., кг (2.56) = + + + + + . нм3 = 6,63 + 1,472 + 0,056 + 0,003 + 0,035 + 0,021 = 8,217 кг = 5,304 + 0,749 + 0,07 + 0,034 + 0,028 + 0,015 = 6,2 нм3 Табл. 2.5 Количество и состав газов
Составляем сводную таблицу материального баланса. Табл. 2.6 Материальный баланс плавки (до раскисления)
Невязка = = = 0,087% Допустимая невязка 0,2% 3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ Расчет ведется на 100 кг металлошихты. ПРИХОД ТЕПЛА: = , кДж, (3.1) где - физическое тепло жидкого чугуна; - химическое тепло реакций окисления примесей металлошихты; - химическое тепло реакций шлакообразования; - химическое тепло реакций образования оксидов железа шлака; - химическое тепло испарения железа до оксида железа; - физическое тепло миксерного шлака. Физическое тепло жидкого чугуна, кДж = (3.2) где - количество чугуна, кг; - теплоемкость твердого чугуна (0,755 кДж/(кг · град); - теплоемкость жидкого чугуна (0,92 кДж/(кг · град); - температура заливаемого в конвертер чугуна, ; - температура плавления (ликвидуса) чугуна (1150 - 1200 ); - скрытая теплота плавления чугуна (218 кДж/кг). = 79,22[0,755•1150 + 218 + (1340 - 1150) • 0,92] = 99900,4 кДж Химическое тепло окисления примесей металлошихты, кДж Табл. 3.1 Химическое тепло окисления примесей
Химическое тепло реакций шлакообразования, кДж Принимаем, что весь SiO2 и P2O5 в шлаке связываются в соединения с оксидом кальция по реакциям: SiO2+ 2СаО = кДж/ кг P2O5 + 4СаО = кДж/ кг тогда = ; (3.3) = 2,119•2300 + 0,089•4860 = 5301,4 кДж Химическое тепло реакций образования оксидов железа шлака, кДж = , где - количество тепла железа, окислившегося до ; - количество тепла железа, окислившегося до . кДж/кг; кДж/кг. = ; (3.4) = 0,007•14,379•6,92•7320 + 0,0078•14,379•13,86•4820 = 12591,1 кДж Химическое тепло реакций окисления железа до оксида железа дыма, кДж = , (3.5) = 1,2•7370 = 8844 кДж Физическое тепло миксерного шлака, кДж = , (3.6) где - средняя температура миксерного шлака, ; = = 1340 - 16 = 1324 - средняя теплоемкость миксерного шлака, кДж/(кг•град) = ; = 0,73 + 0,00025(1324 + 273) = 1,13 кДж/(кг•град) = 210 кДж/кг - скрытая теплота плавления миксерного шлака; = 0,63(1,13•1324 + 210) = 1074,9 кДж = 99900,4 + 65065,6 + 5301,4 + 12591,1 + 8844 + 1074,9 = 192777,4 Расход тепла, кДж = , (3.7) где - физическое тепло жидкой стали; - физическое тепло конечного шлака; - тепло отходящих газов; - тепло диссоциации влаги, вносимой шихтой; - тепло диссоциации шихтовых материалов; - тепло диссоциации оксидов железа, внесенных шихтой; - тепло, уносимое оксидом железа дыма; - тепло, уносимое железом выбросов; - тепло, уносимое железом корольков; - потери тепла на нагрев футеровки, излучением через горловину, на нагрев воды, охлаждающей фурму и другие неучтенные потери. Физическое тепло жидкой стали, кДж = , (3.8) где = 0,70 кДж/(кг · град) - теплоемкость твердого металла; = 0,84 кДж/(кг · град) - теплоемкость жидкого металла; - температура металла в конце продувки; - температура плавления (ликвидуса) металла, ;(см. раздел 1) = 285 кДж/кг - скрытая теплота плавления металла. = 90,31[0,70•1507 + 285 + (1614 - 1507) • 0,84] = 129123,4кДж Физическое тепло жидкого шлака, кДж = , (3.9) где = 0,73 + 0,00025 - средняя теплоемкость конечного шлака, = 0,73 + 0,00025(1614 + 273) = 1,2 кДж/(кг · град) = 210 кДж/кг - скрытая теплота плавления шлака; = 14,379(1,2•1614 + 210) = 30868,8 кДж Тепло, уносимое отходящими газами, кДж Среднюю температуру отходящих газов принимаем равной средней температуре металла во время продувки: = = = 1477 = У, (3.10) где - количество составляющей отходящих газов, и т.д., нм3 (см. табл. 2.5); - средняя теплоёмкость газов, кДж/(м3•град) (из табл. 3.2 заносим в табл. 3.3) Табл. 3.2 Теплоёмкость газов
Табл. 3.3 Тепло отходящих газов
Тепло диссоциации влаги, вносимой шихтой, кДж При диссоциации влаги по реакции: = + 0,5 - 242000 кДж/(кг - моль) поглощается тепла = · 242000 кДж, (3.11) = = 367,3 кДж Тепло диссоциации шихтовых материалов, кДж При диссоциации шихтовых материалов по реакции: = + СО2 - 4025 кДж/кг СО2 поглощается тепла: = = ; (3.12) = 1,472•4025 = 5924,8 кДж Тепло диссоциации оксидов железа, внесенных шихтой, кДж При диссоциации оксидов железа, внесенных шихтой и футеровкой, поглощается тепла: = , (3.13) где - количество тепла, теряемого ванной при диссоциации оксидов железа по реакции: = - 5160 кДж/кг ; - количество тепла, теряемого ванной при диссоциации закиси железа по реакции: = - 3750 кДж/кг ; = ; (3.14) = 0,01(0,3•2,1 + 0,0065•20,78•3,0 + 0,012•20,78•69,0) = 0,182 кДж/кг = ; (3.15) = 0,01(0,63•16,3 + 0,012•20,78•31,0) = 0,18 кДж/кг тогда = ; кДж = 0,182•5160 = 939,1 кДж = ; кДж = 0,18•3750 = 675 кДж = 939,1 + 675 = 1614,1 кДж Тепло, уносимое оксидом железа дыма, кДж = , (3.16) где = 0,88 кДж/кг; = 1,716•0,88•1477 = 2230,4 кДж Тепло, уносимое железом выбросов, кДж = , (3.17) где = = 0,84 кДж/(кг · град); = 0,8•0,84•1477 = 992,5 кДж Тепло, уносимое железом корольков, кДж = , (3.18) где = = 0.84 кДж/(кг · град); = = 1,15•0,84•1477 = 1426,8 кДж Потери тепла на нагрев футеровки конвертера, излучением через горловину, с охлаждающей водой и т.д. составляют обычно 1,5 - 3,0% от прихода тепла, кДж Принимаем эти потери f = 2,5 % = (3.19) = 192777,4•2,5/100 = 4819,4 кДж = 129123,4 + 30868,8 + 14458,3 + 367,3 + 5924,8 + 1614,1 + 2230,4 + 992,5 + 1426,8 + 4819,4 = 191825,8 кДж Табл. 3.4Тепловой баланс плавки
Избыток тепла ?Q = 192777,4 - 191825,8 = 951,6 кДж Невязка составляет = 0,49 % Определяем расход материалов на плавку Табл. 3.5 Расход материалов
ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ 1. Бигеев А.М. Основы математического описания и расчеты кислородно - конвертерных процессов / А.М. Бигеев, Ю.А. Колесников.- М.: Металлургия, 1970.-232с. 2. Якушев А.М. Справочник конвертерщика / А.М. Якушев. - Челябинск : Металургия, 1990.- 448с. 3. Баптизманский В.И. Конвертерные процессы производства стали / В.И.Баптизманский, М.Я. Меджибожский, В.Б.Охотский.- К. - Д. : Высшая школа, 1984 - 343с. Страницы: 1, 2 |
ИНТЕРЕСНОЕ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|