Расчет материального и теплового баланса конверторной плавки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

Филиал ТПУ в г. Юрге

Кафедра МЧМ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу: «Производство стали»

на тему: Расчет материального и теплового баланса конверторной плавки

Выполнил студент гр. 10200

Мельничук П.А.

Юрга 2004

Содержание

Введение

Исходные данные

1. Расчет материального баланса плавки

2. Расчет раскисления и легирования

3.1 Расчет раскисления стали

3.2 Расчет легирования стали

4. Расчет теплового баланса плавки

5. Технология плавки

6. Шлаковый режим

Список использованной литературы

Введение

Кислородно-конверторный процесс - это выплавка стали из жидкого чугуна с добавкой металлолома в агрегате с основной футеровкой и продувкой технически чистым кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму.

Первые опыты по продувке сверху были проведены в 1933 г. инженером Мозговым Н.И., затем велись обширные исследования по разработке и освоению технологии нового процесса.

В промышленном масштабе процесс был впервые осуществлен в 1952-53 годах в Австрии. За короткий срок кислородно-конверторный процесс получил широкое распространение во всех странах. Если в 1940 году доля кислородно-конверторной стали, составляла лишь 4% мирового производства, то в 1970 г. - 40,9 %,в 1980 -около 65%. В СССР этот процесс начал функционировать с 1956 года.

Кислородно-конверторный процесс обладает рядом преимуществ по сравнению с мартеновским и электросталеплавильным. Основные из них следующие:

1 более высокая производительность одного работающего сталеплавильного агрегата (часовая производительность мартеновских и электродуговых печей не превышает 100 т/ч, а у конверторов достигает 400-800 т/ч ) ;

2 более низкие капитальные затраты, что объясняется простотой устройства конвертора ;

3 меньшие расходы по переделу, в число которых входит стоимость электроэнергии, топлива, огнеупоров, сменного оборудования, зарплаты и др.;

4 процесс более удобен для автоматизации управления ходом плавки;

5 благодаря четкому ритму выпуска плавок работа конверторов легко сочетается с непрерывной разливкой.

Кроме того, по сравнению с мартеновским производством конверторное характеризуется лучшими условиями труда и меньшим загрязнением окружающей природной среды.

Благодаря продувке чистым кислородом сталь содержит 0,002-0,005% азота, т.е. не больше, чем мартеновская. Тепла , которое выделяется при окислении составляющих чугуна ,с избытком хватает для нагрева стали до температуры выпуска. Имеющийся всегда избыток тепла позволяет перерабатывать в конверторе до 20-25% скрапа, что значительно снижает себестоимость стали.

За рубежом кислородно-конверторный процесс получил название LD-процесс.

Исходные данные

Расчет материального баланса ведется на 100 кг металлической шихты (чугун + скрап).

В плавке применяются следующие шлакообразующие материалы (см. Таблицы 2):

Таблица 1 - Состав шлакообразующих материалов, в %;

Наименование материала	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	Fe2O3	Cr2O3	H2O	CO2	CaF2
Известь	2,0	86,0	2,0	2,0	-	-	2,0	6,0	-
Плавиковый шпат	3,0	3,5	-	1,0	-	-	-	6,0	86,5
Футеровка	5,0	2,0	70,0	3,0	8,0	12,0	-	-

Таблица 2 - Химический состав стали 45ХН (ГОСТ 4543 - 71)

C	Si	Mn	Cr	Ni	P	S	Cu
					не более
0,41-0,49	0,17-0,37	0,50-0,80	0,45-0,75	1,0-1,4	0,035	0,035	0,30

В расчетах рекомендуется принять:

1. Химический состав металла после продувки перед раскислением:

- содержание углерода - нижнее значение заданной марки стали [С]=0.41%, так как углерод дополнительно поступает с некоторыми ферросплавами ;

- содержание марганца -25% от исходной концентрации в чугуне;

- содержание фосфора и серы по 0,025 каждого.

2. Расход футеровки -0,3% от массы садки.

3. Технический кислород содержит 99,5% О₂ и 0,5% N₂

4. Расход плавикового шпата -0,3 кг.

5. Потери металла:

- с корольками -0.5 кг;

- с выбросами -1,0 кг.

1. Расчет материального баланса плавки

В расчете принято количество чугуна в шихте 75% ,скрапа 25% согласно заданию. Правильность данного соотношения будет проверена составлением теплового баланса плавки. В случае необходимости нужно будет дать рекомендации по корректировке теплового режима процесса.

Определяем средний состав шихты при условии передела заданного количества чугуна и скрапа в шихте и количество примесей, окислившихся к концу продувки металла:

Таблица 3

	С	Si	Mn	P	S
Чугун вносит	2,85	0,825	0,375	0,225	0,017
Скрап вносит	0,063	0,025	0,075	0,012	0,011
Средний состав	2,913	0,85	0,45	0,237	0,028
Сталь перед раскислением	0,41	-	0,125	0,020	0,020

Таблица 4 Удаляется примесей из ванны на 100 кг шихты, кг

С	2,913 - 0.41·0,9 = 2,544
Si	0,85
Mn	0,45 - 0.125·0,9 = 0,337
P	0.237 - 0,02·0,9 = 0.22
S	0,028 - 0,02·0,9 = 0.01
Fe в дым	1,500
Угар примесей	5,461

где 0,9 - выход стали.

Примем, что при продувке ванны кислородом 10% серы выгорает до SO₂ ,

т.е. окисляется 0,001 кг серы. В шлак переходит 0.01-0,001=0,009 кг серы.

Расход кислорода на окисление примесей составит при окислении 10% углерода до СО₂ и 90% углерода до СО:

Таблица 5

	Расход кислорода, кг	Масса оксида, кг
	0.254•32:12 =0.677	СО2 = 0,931
	2.290•16:12 =3.053	СО = 5,342
	0.85•32:28 =0.971	SiO2 = 1.821
	0.337•16:55 =0.098	MnO = 0.435
	0.22•80:62 =0.284	P2O5 = 0.504
	0.001•32:32 =0.001	SO2 = 0.002
	1,500•48:112 =0,643	Fe2O3 (в дым) = 2,143
	?=5,727	?=11.178

Таблица 6- Состав ферросплавов, %

Наименование ферросплава	Марка	Содержание элементов ,%
		C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Fe
1.Ферромарганец среднеуглеродистый	ФМн1,0	1,0	85,0	2,0	0,30	0,03	-	-	-
2.Ферросилиций	ФС65	-	0,4	65,0	0,05	0,03	-	-	34,52
3.Феррохром среднеуглеродистый	ФХ200	2,0	-	2,0	0,03	0,03	65,0	-	-

Режим дутья в кислородном конверторе.

Расход кислорода известен.

Расход извести определяем по балансу СаО и SiO₂ в шлаке для получения основности 3,2. Расход плавикового шпата принимаем 0,3 кг. Расход извести обозначим через у, кг.

Количество СаО в конечном шлаке, кг, поступающего из:

Футеровки 0,3•0,02 =0,006

плавикового шпата 0,3•0,035=0,0105

Извести 0,86у

0,0117+0,86у

Количество SiO₂ в конечном шлаке, кг, поступающего из:

металлич. шихты =1.821

футеровки 0,3•0,05=0,015

плавикового шпата 0,3•0,03=0,009

извести 0,02у

1.845+0,02у

Вместо СаО и SiO₂ подставим их значения и определим расход извести:

, откуда у = 7,396 кг.

Таблица 7 - Составляющие шлака, кг

Источники	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	Cr2O3	MnO	S	P2O5	Fe2O3
Металлическая шихта	1.821	-	-	-	-	0.435	0.009	0.504	-
Футеровка	0.015	0,006	0,210	0,009	0,036	-			0,024
Плавиковый шпат	0,009	0,011	-	0,003	-	-
Известь	0.148	6,360	0,148	0.148	-	-
ИТОГО	1.993	6,377	0.358	0.16	0.036	0.435	0.009	0.504	0,024

Допускаем, что содержание оксидов железа в шлаке будет:13% FeO и 4% Fe₂O₃. Тогда масса оксидов шлака без FeO и Fe₂O₃ составит 83% ,а масса шлака без оксидов железа будет 10,196кг (таблица 3).

Тогда масса шлака 10,196:0,83 = 12,284 кг

Масса оксидов железа в шлаке 12,284 - 10,196 = 2,088 кг, в том числе 1,596 кг FeO и 0.491 кг Fe₂O₃ .

Таблица 8 - Состав шлака

	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	Cr2O3	MnO	S	P2O5	Fe2O3	FeO	?
кг	1.993	6,377	0.358	0.16	0.036	0.435	0.009	0,504	0.491	1.596	12,284
%	16,22	51,91	2,91	1,30	0,29	3,54	0.07	4,10	3,99	12,99	100,00

Окисляется железа, кг

до Fe₂O₃ 0,491 - 0,024 = 0,467 кг

до FeO = 1,596 кг

Поступит железа из металла в шлак

1,596•56:72 + 0,467 •112:160 = 1,568 кг

Выход стали равен: 100 - 5,461-0,5 - 1,0 - 1,568 = 91,471 кг,

где 5,461 - угар примесей шихты, кг

0,5 - количество железа, запутавшегося в шлаке в виде корольков, кг;

1,0 - потери железа с выбросами, кг;

1,568 - угар железа на образование оксидов железа в шлаке, кг.

Потребуется кислорода на окисление железа:

(1,596 - 1,241) + (0,467- 0,327) = 0,495 кг

Всего потребуется кислорода на окисление примесей:

5,727+ 0,495 = 6.222 кг

Потребуется технического кислорода при 95% усвоении

м³

На тонну садки расход технического кислорода составит 46,08 м³ /т.

Количество азота

4,608 •0,005 = 0.023 м³ или 0.029кг

Количество не усвоенного кислорода

(4.608 - 0.023)•0,05 = 0.23 м³ или 0.33 кг

Масса технического кислорода равна:

6,222 + 0,029 + 0,33 = 6,581 кг.

Таблица 9 - Состав и количество газов

Составляющие	Содержание
	кг	м3	%
СО2	0,461 + 0,931 = 1,392	0.709	13,076
СО	5,342	4,274	78,827
H2O	0,148	0,184	3,393
O2	0,33	0,231	4,260
N2	0,029	0,023	0,424
SO2	0,002	0,0007	0.013
Итого	7,095	5,422	100,0

Таблица 10 - Материальный баланс плавки до раскисления

Поступило, кг	Получено, кг
Чугуна	75	Стали	91,471
Скрапа	25	Шлака	12,284
Плавикового шпата	0,300	Корольков	0,500
Извести	7,396	Выбросов	1,000
Футеровки	0,300	Газов	7,095
Технического кислорода	6,581	Fe2O3 (в дым)	2.143
?=114,577	?=114,493

Невязка - 0,084

Невязка допускается не более 0,5% относительное.

конвертор раскисление легирование

3. Расчёт раскисления и легирования стали

3.1 Расчет раскисления

Перед раскислением в металле содержится (с учетом выхода стали - 0,9), кг

углерода-0,369 серы -0,018

марганца -0,112 фосфора -0,018

Концентрация растворенного в металле кислорода к концу продувки зависит от факторов: от содержания углерода в металле, оксидов железа в шлаке и от температуры металла.

Концентрацию кислорода в металле под шлаком с содержанием 16-20%

(FeO + Fe₂O₃) с основностью 3,2 при температуре ванны 1600 - 1630 ⁰С находим по формуле Г.Н. Ойкса /1/.

.

[%С]•[%О] = 0,0035 + 0,006 [%С],

откуда ,

или 0.0155•0.91677 = 0.0142кг.

Раскисление стали производим присадками ферромарганца, затем ферросилиция в ковш. В последнем происходит вторичное окисление элементов. Угар марганца при раскислении принимаем 25%, угар углерода ферромарганца -30%, кремния из ферромарганца -100%, угар кремния из ферросилиция -30% .

В расчете использую среднеуглеродистый FeMn с содержанием: C=1,0%; Mn=85,0%; Si=2,0%; P=0,3%; S=0,03%.

Расход ферромарганца определим по формуле

 , кг,

где а - требующееся для ввода в металл количество марганца, равное среднему значению в заданной марке стали, минус остаточное содержание марганца в металле перед раскислением.

в - содержание марганца в 1кг ферромарганца, кг; с - коэффициент усвоения марганца в металле (в данном случае 1,0-,025 =0,75) ,

Это количество ферромарганца содержит, кг:

C 0,843•0,01=0,0084

Mn 0,843•0,85=0,7166

Si 0,843•0,02=0,0118

P 0,843•0,003=0,0025

S 0,843•0,0003=0,0003

Fe 0,843•0,1167=0,0984

? 0,843

Выгорает, кг

C 0,0084•0,30= 0,0025

Mn 0,7166•0,25= 0,1792

Si =0,0118

Переходит в сталь, кг

C 0,0084 - 0,0025 = 0,0059

Mn 0,7166 - 0,1792 = 0,5374

P = 0,0025

S = 0,0003

Fe = 0,0984

? 0,6445

Требуется кислорода на окисление примесей, кг

0,0025•16:12 = 0,0033

0,1792•16:55 = 0,0521

0,0118•32:28 = 0,0135

? 0,0689

Поступит кислорода из атмосферы, кг

0,0689 - 0,0142 = 0,0547

Выход стали, после раскисления ферромарганцем составит:

91,471 + 0,6445 - 0,0142 = 92,101кг

Получится оксидов:

CO 0,0025 + 0,0033 = 0,0058

MnO 0,1792 + 0,0521 = 0,2313

SiO2 0,0118 + 0,0135 = 0,0271

Выход шлака, кг 12,284 + 0,2313 + 0,0271 = 12,5424

Таблица 11 - Материальный баланс плавки после раскисления ферромарганцем

Поступило, кг	Получено, кг
Стали до раскисления	91,471	Стали	92,101
Шлака до раскисления	12,284	Шлака	12,5424
Ферромарганца	0,843	СО	0,0058
Кислорода из атмосферы	0,0547	?	104,649
?	104,653

Количество стали перед раскислением с учетом растворенного кислорода

91,471 - 0,0142 = 91,4568 кг

Таблица 12 - Состав стали после раскисления ферромарганцем

Наименование	С	Mn	P	S	Fe	?
Металл перед раскислением	0,369	0,112	0,018	0,018	90,9398	91,4568
FeMn вносит	0,0059	0,5374	0,0025	0,0003	0,0984	0,6445
Всего, кг	0,3749	0,6494	0,0205	0,0183	91,0382	92,1013
Всего, %	0,407	0,705	0,0222	0,0199	98,846	100,00

Раскисление ферросилицием

В стали перед вводом ферросилиция содержится, кг

углерода - 0,3749 серы - 0,0183

марганца - 0,6494 фосфора - 0,0205

Это количество ферросилиция содержит, кг:

Si 0,5934•0.65 = 0,3857

Mn 0,5934•0,004 = 0,0024

P 0,5934•0,0005 = 0,0003

S 0,5934•0,0003 = 0,0002

Fe 0,5934•0,3452 = 0,2048

? = 0,5934

выгорает, кг

Mn 0.0024•0,25 = 0.0006

Si 0,3857•0,30 = 0.1157

Переходит в сталь, кг

Si 0,3857- 0.1157 = 0,27

Mn 0.0024 - 0.0006 = 0,0018

P = 0,0003

S = 0,0002

Fe = 0,2048

Требуется кислорода на окисление примесей, кг

Mn> MnO 0.0006•16:55 = 0,0002

Si> SiO2 0.1157•32:28 = 0.1322

? = 0.1324

Поступит кислорода из атмосферы - 0.1324 кг

Выход стали, после раскисления ферросилицием будет:

92,101 + 0,4771= 92,5781кг

Получится оксидов:

MnO 0.0006 + 0,0002 = 0.0008

SiO2 0.1157 + 0.1322 = 0,2479

Выход шлака, кг 12,5424 + 0.0008 + 0,2479 = 12,7911

Таблица 13 - Материальный баланс плавки после раскисления ферросилицием:

Поступило, кг	Получено, кг
Стали до раскисления FeSi	92,101	Стали	92,5781
Шлака до раскисления FeSi	12,5424	Шлака	12,7911
Ферросилиция	0,5934	?	105,3692
Кислорода из атмосферы	0.1324
?	105,3692

Таблица 14 - Состав стали после раскисления ферросилицием:

Наименование	С	Mn	P	S	Si	Fe	?
Металл до раскисления	0,3749	0,6494	0.0205	0.0183	-	91,0382	92,1013
FeSi вносит	-	0.0018	0.0003	0.0002	0,27	0.2048	0,4771
Всего, кг	0.3749	0,6512	0.0208	0.0185	0,27	91,243	92,5784
%	0,405	0,703	0.022	0.02	0,292	98,557	100,00

3.2 Расчет легирования

Заданную марку стали, легируем вводом в металл феррохрома.

Стали перед легированием содержит, кг

углерода - 0,3749 серы - 0.0185

марганца - 0,6512 фосфора - 0.0208

кремния - 0,27

Это количество феррохрома содержит, кг:

С 1,086•0,065 = 0,0706

Сr 1,086•0,65 = 0,7059

Si 1,086•0,02 = 0,0217

P 1,086•0,0003 = 0,0003

S 1,086•0,0006 = 0,0006

Fe 1,086•0,3091 = 0,3357

? = 1,086

выгорает, кг

С 0,0706•0,30 = 0,02118

Сr 0,7059•0,15 = 0,1059

Si = 0,0217

Переходит в сталь, кг

С 0,0706 - 0,02118 = 0,0494

Сr 0,7059 - 0,1059 = 0,6000

P = 0,0003

S = 0,0006

Fe = 0,3357

? = 0,986

Требуется кислорода на окисление примесей, кг

0,02118•16:12 = 0,0282

0,1059•48:104 = 0,0489

0,0217•32:28 = 0,0248

? = 0,1019

Поступит кислорода из атмосферы 0,1019 кг.

Выход стали после легирования феррохромом составит, кг

92,5781+ 0,986 = 93,5641кг

Получится оксидов, кг:

CO 0,02118 + 0,0282 = 0,049

Cr2O3 0,1059 + 0,0489 = 0,1548

SiO2 0,0217 + 0,0248 = 0,0465

Выход шлака, кг 12,7911+ 0,1548 + 0,0465 = 12,9924

Таблица 15 - Материальный баланс плавки после легирования феррохромом

Поступило, кг	Получено, кг
Стали до легирования	92,5781	Стали	93,5641
Шлака до легирования	12,7911	Шлака	12,9924
Феррохрома	1,086	СО	0,049
Кислорода из атмосферы	0,1019	?	106,5571
?	106,5571

Таблица 16 - Состав стали после легирования феррохромом

Наименование	С	Mn	P	S	Si	Cr	Fe	?
До легирования	0,3749	0,6512	0,0208	0,0185	0,270	-	91,243	92,5784
FeСr вносит	0,0494	-	0,0003	0,0006	-	0,6	0,3357	0,986
Всего, кг	0,4243	0,6512	0,0211	0,0191	0,270	0,6	91,5787	93,5644
Всего, %	0,4535	0,696	0,0226	0,0225	0,2885	0,641	97,8777	100,00

Легирование стали никелем.

Это количество никеля содержит, кг:

1,200·1 = 1,200 .

Переходит в сталь 1,200 кг никеля.

Выход стали после легирования никелем

93,5641 + 1,2 = 94,7641 кг.

Таблица 17 - Окончательный материальный баланс плавки после раскисления и легирования стали:

Поступило, кг	Получено, кг
Стали до легирования	93,5641	Стали	94,7641
Шлака до легирования	12,9924	Шлака	12,9924
Никеля	1,200	?	107,7565
?	107,7565

Таблица 18 - Окончательный состав стали

Наименование	С	Ni	Mn	P	S	Si	Cr	Fe	?
До легирования	0,4243	-	0,6512	0,0211	0,0191	0,270	0,6	91,579	93,564
Ni вносит	-	1,200	-	-	-	-	-	-	1,200
Всего, кг	0,4243	1,200	0,6512	0,0211	0,0191	0,270	0,6	91,579	94,764
Всего, %	0,45	1,27	0,687	0,0223	0,0202	0,285	0,633	96,639	100,00

4. Тепловой баланс плавки

Приход тепла

1. Физическое тепло чугуна, ккал (МДж)

Q₁ = (0,178•1200 + 52 +0,2•(1400 - 1200))•75 =23531 (98,525 МДж),

где 0,178 - средняя теплоемкость чугуна до температуры плавления ккал/кг;

1200 - темпсература плавления чугуна, С ;

52 - скрытая теплота плавления чугуна, ккал/кг ;

1400 - температура чугуна, при которой последний заливается в конвертер, С;

0,2 - теплоемкость жидкого чугуна, ккал/кг ;

74 - доля чугуна в металлошихте , %;

2. Тепло экзотермических реакций, ккал (МДж)

8137•0,254 = 2067

2498•2,290 = 5720

7423•0,850 = 6309

1758•0,337 = 592

5968•0,22 = 1312

2216•0,001 = 2

1758•0,333= 585

1150•1,241= 1427

1758•1,500 = 2637

? =20651 (86,466 МДж)

3. Тепло шлакообразования, ккал (МДж)

554•0,85·60:28 = 1009

1132•0,22·142:62 = 573

?=1582 (6,624 МДж)

Приход тепла Q_прих = 23531 +20651 + 1582 = 45764 (191,614 МДж)

Расход тепла

1 Физическое тепло стали, ккал (МДж)

Q₁=(0,167•1500+65+0,2(1605-1500))(91,47+0,5+1,0)=31285(130,99МДж)

где 0,167 - средняя теплоемкость стали до температуры плавления, ккал/кг;

1500 - температура плавления стали, С;

65 - скрытая теплота плавления стали, ккал/кг;

0,2 - теплоемкость жидкой стали, С;

1605 - температура выпуска стали, С;

91,471 - выход стали до раскисления, кг;

0,5 и 1,0 - потери металла с корольками и выбросами соответственно, кг;

2 Физическое тепло шлака

Q₂ = (0,298•1605 + 50)•12,284= 6490 ккал (27,172 МДж);

3 Потери тепла принимаем равными 5% от прихода

Q₃ = 45764*0,05 = 2288 (9,581 МДж);

4 Частицы Fe₂O₃ выносят тепла

Q₄ = (0,294•1450 + 50)•2,143 = 1020 (4,274 МДж)

5 Газы уносят тепла при средней t =1450 С, ккал

814•0,709 = 577

506•4,274 = 2163

632•0,184= 116

528•0,231= 122

499•0,023 = 11

814•0,0007 = 1

Q₅ = 2991 (12,523 МДж)

Расход тепла составит:

Q_р. = 31285 + 6490 + 2288 +1020 + 2991= 44074 (1843,538 МДж)

Избыток тепла 45764 - 44074 = 1690 (7,076 МДж)

Таблица 19 - Тепловой баланс плавки

Приход тепла
	Ккал	МДж	%
Физическое тепло чугуна	23551	98,608	51,64
Тепло экзотермических реакций	20651	86,466	45,13
Тепло шлакообразования	1582	6,238	3,23
ИТОГО	45764	191,614	100,0
Расход тепла
	Ккал	МДж	%
Физическое тепло стали	31285	130,990	68,36
Физическое тепло шлака	6490	27,174	14,18
Потри тепла с газами	2991	12,523	6,55
Потри тепла через футеровку и горловину	2288	9,580	5,00
Потри тепла с частицами Fe2O3	1020	4.274	2,303
Избыток	1690	7,076	3,69
ИТОГО	45764	191,614	100,0

Корректировка теплового баланса плавки.

Энтальпия 1 кг стали при температуре 1600 ⁰С составит 345 ккал (1,445МДж). В данном случае избытка тепла достаточно на расплавление 1690/345 ? 5 кг скрапа дополнительно.

5. Технология плавки

После выпуска металла и шлака предыдущей плавки футеровку конвертера осматривают и при необходимости исправляют (например, торкретированием ).

Конвертер наклоняют относительно вертикальной оси на угол 45-чтобы куски лома скользили по футеровке не разрушая её ; и в него через горловину загружают металлический лом в количестве 25% от общего количества металлошихты. После загрузки лома в конвертер заливают жидкий чугун из чугуновозных ковшей с температурой 1400С в количестве 75% от общего количества металлошихты , затем конвертер ставят в вертикальное положение, опускают кислородную фурму и начинают продувку кислородом .

Для получения основности 3,2 общий расход извести на 100кг шихты составит 7,396кг.

Одновременно с началом продувки на первой минуте , а иногда и на металлический лом перед заливкой чугуна по специальному жёлобу загружают основную часть извести (40-60% от общего расхода ).Остальную часть сыпучих материалов загружают в конвертер в течении продувки одной или несколькими порциями через 5-7 минут после начала продувки .

Расход кислорода составляет 46,08 м³/т (6,222 кг на 100 кг).

В начале продувки для ускорения шлакообразования фурму устанавливают в повышенном положении (до 4,8 м от уровня металла в спокойном состоянии), а через 2-4 минуты её опускают до оптимального уровня (1-2 м от уровня спокойного металла).

По окончании продувки фурму поднимают, а конвертер поворачивают горловиной к рабочей площадке для осуществления замеры температуры металла термопарой ,погружения и отбора проб металла и шлака .

Перед раскислением получаем 91,471 кг годной стали , имеющей следующий состав :

C=0,369%; Mn=0,122% ; S=0,018% ; P=0,018% ; и температуру выпуска 1605С.

Металл выпускается через летку (сталевыпускное отверстие ) в ковш, где происходит раскисление :сначала ферромарганцем в количестве 0,843кг на 100кг металла, затем ферросилицием в количестве 0,5934 кг на 100кг металла. Производим легирование феррохромом в количестве 1,086 кг на 100кг металла и никелем в количестве 1,200 кг на 100кг металла. После раскисления и легирования получаем 94,7641 кг годной стали и окончательный состав:C=0,45% ; Mn=0,687% ; S=0,0202% ; P=0,0223% ; Si=0,285% ; Cr=0,633%; Ni=1,27% , что соответствует ГОСТу.

В ковш должно попасть минимум конвертерного шлака в количестве 12,284 кг, для чего производиться его отсечка . Остатки шлака сливаются вы противоположную сторону от лётки.

6. Щлаковый режим

Параметры шлакового режима (состав, вязкость, количество шлака и скорость его формирования) оказывают большое влияние на качество стали, выход годного металла, стойкости футеровки и ряд других показателей плавки.

Основные источники шлака: известь; продукты окисления составляющих чугуна (SiO₂; MnO; FeO; Fe₂O₃; P₂O₅); оксиды растворяющейся футеровки (СаО; MgO); некоторое количество миксерного шлака (SiO₂; CaO; MgO; MnO; FeO; Al₂O₃; S); оксиды железа из ржавчины стального лома и составляющие флюсов. Обычно флюсами служат: плавиковый шпат, вносящий CaF₂ и немного SiO₂, Al₂O₃, флюоритовые руды (CaF₂), отходы производства алюминиевой промышленности.

Требования к шлаку.

Режим шлака должен быть проведен таким образом, чтобы обеспечить достаточно полное удаление фосфора, следовательно, основность шлака должна быть достаточно высокой 2,7 - 3,6, а вязкость не велика, так как в густых шлаках замедляются процессы диффузии компонентов, участвующих в реакции дефосфорации и десульфурации. При чрезмерно большой основности шлак начинает переходить в гетерогенное состояние. При недостаточной основности (повышенном SiO₂) помимо снижения удаления фосфора и серы усиливается разъедание шлаком футеровки.

Износ футеровки существенно увеличивается при черезмерной жидкоподвижности шлака и особенно при повышенном содержании FeO, которая окисляет коксовую пленку или образует легкоплавкие соединения CaO, MgO. Увеличение количества шлака и его чрезмерная окисленность способствует появлению выбросов и ведут к росту потерь металла с сливаемым со шлаком в виде окислов.

Увеличение окисленности шлака вызывает повышенный угар раскислителей. При слишком густом шлаке и повышенном его количестве возрастают потери железа со шлаком в виде корольков. Повышенное количество шлака вызывает так же рост потерь тепла со сливаемым шлаком.

Список использованной литературы

1. В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, А.М. Якушев. Общая металлургия. М: Металлургия, 1973.

2. В.И. Балтизамский. Теория кислородно-конвертерного процесса. М: Металлургия , 1975-376с.

3.Дои Дзе. Конвертерное производство стали. Перевод с японского. Изд. Я: Металлургия , 1971.

4. А.М. Якушев. Справочник конвертерщика. Челябинск: Металлургия , Челябинское отделение, 1990-448с.

5. Ю.И. Дёрин. Материальный и тепловой балансы кислородно-конвертерной плавки с использованием скрапа.

Размещено на Allbest.ru