Расчет мартеновской плавки (стр. 1 из 4)
Задание.
1) Расчет ведется на 100 кг металлической шихты.
2) Металлическая шихта состоит из 60% жидкого чугуна и 40% металлолома.
3) Температура заливаемого чугуна: 1320 °С, температура металла перед раскислением: 1600 °С. 4) Химический состав металлической шихты и готовой стали приведен в таблице №1.
Таблица №1
| Вариант №2 | Химический состав | ||||
| С | Si | Mn | S | P | |
| Не более | |||||
| Чугун | 3,8 | 0,9 | 0,7 | 0,05 | 0,14 |
| Скрап | 0,25 | 0,2 | 0,5 | 0,03 | 0,03 |
| Сталь | 0,15¸0,22 | 0,05¸0,17 | 0,4¸0,65 | 0,05 | 0,04 |
5) Химический состав неметаллической части шихты (сыпучих), а также магнезитохромитового свода, загрязнения и окалины лома в таблице №2.
Таблица №2.
| Наименование материалов | Содержание компонентов, % | |||||||||||
| SiO2 | Al2O3 | MnO | CaO | MgO | P2O5 | Sm | Fe2O3 | FeO | CO2 | H2O | Fe00 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Руда железная | 10 | 2 | 1,3 | 0,9 | 0,4 | 0,7 | 15,3 | 79 | 4,5 | - | 1,2 | 58,8 |
| Агломерат мартеновский | 8 | 1,5 | 1 | 12 | 0,3 | 0,4 | 23,2 | 57 | 19,7 | - | 0,4 | 55,4 |
| Известняк | 2,1 | 1,2 | - | 52,5 | 0,7 | - | 56,5 | 1,1 | - | 41,2 | 1,2 | - |
| Известь | 2,45 | 1,5 | - | 88,5 | 0,8 | - | 93,3 | - | - | 6,2 | 0,5 | - |
| Боксит | 11 | 44 | - | 1,2 | - | 0,8 | 57 | 31 | - | - | 12 | - |
| Доломит обожженный | 4,2 | 2 | - | 53,3 | 36 | - | 95,5 | 2,5 | - | 1 | 1 | - |
| Доломит сырой | 1,8 | 1,3 | - | 30,3 | 19,2 | - | 52,6 | 1,4 | - | 44,5 | 1,5 | - |
| Магнезитовый порошек | 3 | 2 | - | 3,2 | 87,5 | - | 95,7 | 3 | - | 0,8 | 0,5 | - |
| Материал свода | 5 | 4 | - | 2 | 68 | - | 79 | 11 | - | - | - | - |
| Загрязнение лома | 75 | 25 | - | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - |
| Окалина лома | - | - | - | - | - | - | - | 69 | 31 | - | - | - |
Раздел №1
Расчет материального баланса первого периода плавки (до расплавления).
1.1 Определение среднего состава металлошихты
Таблица №3
| Источники | Содержание элементов, % | Примечание | ||||
| С | Si | Mn | Р | S | ||
| Вносит чугун (60 кг), % | 2,28 | 0,54 | 0,42 | 0,084 | 0,03 | |
| Вносит лом (40 кг), % | 0,1 | 0,08 | 0,2 | 0,012 | 0,012 | |
| итого | 2,38 | 0,62 | 0,62 | 0,096 | 0,042 | |
1.2 Определение состава металла по расплавлении
2. Содержание углерода.
/%С/расп = /%С/раск + /%DС/ = 0,18 + 0,8 = 0,98
3. Содержание кремния.
/%Si/распл = 0
4. Содержание марганца.
/%Mn/распл = 0,62 ´ 15 / 100 = 0,093%
5. Содержание фосфора.
/%Р/распл = 0,096 ´ 20 / 100 = 0,0192%
6. Содержание серы.
/%S/распл = 0,042 ´ 85 / 100 = 0,0357%
6. Следовательно, состав металла по расплавлению будет, %
| С | Si | Mn | P | S |
| 0.98 | 0 | 0.093 | 0.0192 | 0.0357 |
1.3 Определение количества руды в завалку, таблица №4
| Элемент –окисел | Удаляется примесей (элементов), кг | Расходуется кислорода, кг | Образуется окислов, кг |
| С ® СО | (2,38-0,98)´87/100=1,218 | 1,218´16/12=1,624 | 1,218+1,624=2,842 |
| С ® СО2 | (2,38-0,98)´13/100=0,182 | 0,182´32/12=0,4853 | 0,182+0,4853=0,6673 |
| Si ® SiO2 | 0,62-0=0,62 | 0,62´32/28=0,70857 | 0,62+0,70857=1,32857 |
| Mn ® MnO | 0,62-0,093=0,527 | 0,527´16/55=0,15331 | 0,527+0,15331=0,68031 |
| P ® P2O5 | 0,096-0,0192=0,0768 | 0,0768´80/62=0,0991 | 0,0768+0,0991=0,175897 |
| /S/ ® (S) | 0,042-0,0357=0,0063 | - | - |
| Итого: | М1прим = 2,6301 | МшихО1 = 3,070311 | - |
1. Поступает кислорода из газовой фазы печи
2. Определяем расход руды в завалку.
1.4 Определения количества известняка в завалку
Таблица №5.
| Наименование материала | Общий расход мат-ла на плавку % (кг/100кг) | Участвует в образовании шлака | |||||
| На всю плавку | В том числе | ||||||
| В 1 периоде | Во 2 периоде | ||||||
| % | кг | % | кг | % | кг | ||
| Магнезит обожженный | 0,65 | 80 | 0,52 | 45 | 0,234 | 55 | 0,286 |
| Доломит обожженный | 1,65 | 75 | 1,2375 | 65 | 0,80437 | 35 | 0,43312 |
| Доломит сырой | 1,4 | 15 | 0,21 | 70 | 0,147 | 30 | 0,063 |
| Материал свода | 0,165 | 100 | 0,165 | 55 | 0,09075 | 45 | 0,07425 |
| Боксит | 0,3 | 100 | 0,3 | 55 | 0,165 | 45 | 0,135 |
| Загрязнение лома | 1,4 | 100 | 0,56 | 100 | 0,56 | - | - |
| Окалина лома | 1,15 | 100 | 0,46 | 100 | 0,46 | - | - |
Таблица №6
| Источники | Расход в 1 периоде | Вносится, кг | |
| SiO2 | CaO | ||
| Из металлошихты | - | 1,32857 | - |
| Руда железная 1 период | 5,113913 | 5,114´10/100=0,5114 | 5,114´0,9/100=0,001485 |
| Боксит 1 период | 0,165 | 0,165´11/100=0,01815 | 0,165´1,2/100=0,00198 |
| Магнезит 1 период | 0,234 | 0,234´3/100=0,00702 | 0,234´3,2/100=0,007488 |
| Доломит обожженный 1 период | 0,804375 | 0,804´4,2/100=0,0338 | 0,804´53,3/100=0,428732 |
| Доломит сырой 1 период | 0,147 | 0,147´1,8/100=0,002646 | 0,147´30,3/100=0,044541 |
| Материал свода 1 период | 0,09075 | 0,091´5/100=0,0045375 | 0,091´2/100=0,001815 |
| Загрязнение лома 1 период | 0,56 | 0,56´75/100=0,42 | - |
| Итого: | - | М1SiO=2,3261 | M1CaO=0,486041 |
1.5 Определение количества шлака, образующегося в период плавления (в 1 периоде)
Количество шлакообразующих окислов, поступивших в шлак в период плавления (SМплавок), таблица №7.
Таблица №7
| Источники | Расход в 1 периоде, кг | Вносится шлакообразующих окислов, кг |
| Из металлошихты | - | 1,328571+0,680309+0,175897=2,184777294 |
| Руда железная 1 период | 5,113913 | 5,113913´15,3/100=0,782428744 |
| Известняк 1 период | 4,671092 | 4,671092´56,5/100=2,63916679 |
| Боксит 1 период | 0,165 | 0,165´57/100=0,095205 |
| Магнезит обожженный 1 период | 0,234 | 0,234´95,7/100=0,223938 |
| Доломит обожженный 1 период | 0,804375 | 0,804375´95,5/100=0,768178125 |
| Доломит сырой 1 период | 0,147 | 0,147´52,6/100=0,077322 |
| Материал свода 1 период | 0,09075 | 0,09075´79/100=0,0716925 |
| Загрязнение лома 1 период | 0,56 | 0,56´100/100=0,56 |
| Итого: | - | SМплавок=7,40271 |
1. Количество спущенного шлака будет
1.6 Материальный баланс 1 периода плавки
1. Количество окислов железа, поступивших в ванну с шихтой в первом периоде плавки, таблица №10
Таблица №10
| Источники поступления | Расход в первом периоде | Поступило, кг | |
| Fe2O3 | FeO | ||
| Из руды первого периода | 5,113913 | 5,114´79/100=4,04 | 5,114´4,5/100=0,23 |
| Из известняка 1 периода | 4,671092 | 4,67´1,1/100=0,051 | 0 |
| Из боксита 1 периода | 0,165 | 0,165´31/100=0,051 | 0 |
| Из магнезита 1 периода | 0,234 | 0,234´3/100=0,007 | 0 |
| Из доломита обожженного 1 периода | 0,804375 | 0,804´2,5/100=0,02 | 0 |
| Из доломита сырого 1 периода | 0,147 | 0,147´1,4/100=0,002 | 0 |
| Из свода 1 периода | 0,09075 | 0,009´11/100=0,00998 | 0 |
| Из окалины лома 1 периода | 0,46 | 0,46´69/100=0,32 | 0,46´31/100=0,1426 |
| Итого: | - | М1Fe2O3=4,499 | M1FeO=0,373 |
2. Окислами железа шихты вносится железа (М1Fe)
М1Feвосст= М1Fe2O3 ´ 112 / 160+ M1FeO ´ 56 / 72=4,499 ´ 112 / 160 + 0,373 ´ 56 / 72 = 3,44 кг
3. При этом выделится кислорода (М1Овосст)
А) при восстановлении Fe2O3 : 4,499 – 3,149 = 1,35 кг
Б) при восстановлении FeO : 0,373 – 0,29 = 0,083 кг
М1Овосст = 1,35 + 0,083 = 1,43 кг
4. Количество кислорода, потерянного вследствие диссоциации Fe2O3 руды ( в среднем до Fe3O4) в период завалки и прогрева шихты.
5. Количество кислорода окислов железа шихты, участвующего в окислении примесей ванны (МактО1).
МактО1 = М1Овосст – МпотО1 = 1,43 – 0,117 = 1,315 кг
6. Количество кислорода, поступившего в первом периоде плавки из СО2 известняка (МизвО1).
7. На формирование шлака (спущенного и оставшегося в печи по расплавлении) расходуется окислов железа.
