Рефераты. Влияние водорода на свойства стали






1,380

0,035

0,040

Средний состав шихты

2,770

0,683

0,685

0,053

0,023

Металл по расплавлению

0,970

Следы

0,240

0,019

0,023

Металл на выпуске

0,040

Следы

0,120

0,011

0,021


         Рассчитаем первый период плавки.

         Средний состав шихты приведен в таблице 3.

Таблица 3 – Определение среднего состава шихты, кг.

Материал

C

Si

Mn

P

S

1

2

3

4

5

6

Чугун

2,665

0,507

0,202

0,041

0,009

Скрап

0,105

0,176

0,483

0,012

0,014

Итого

2,770

0,683

0,685

0,053

0,023


         Расход кислорода и количество получающихся окислов  рассчитаны  в таблице 4.


Таблица 4 – Расход кислорода и количество окислов, кг.

Окисление

Угар примесей

Расход кислорода

Масса окисла

1

2

3

4

С → СО

1,800

2,400

4,200

Si → SiO2

0,683

0,781

1,464

Mn → MnO

0,445

0,129

0,575

P → P2O5

0,034

0,049

0,083

Fe в дым → Fe2O3

0,500

0,190

0,690

Итого

3,462

3,408

6,528


         Износ футеровки представлен в таблице 5.


Таблица 5 – Износ футеровки, кг.

Материал

1 период

2 период

За плавку

1

2

3

4

Магнезитохромит

0,2

0,1

0,3

Доломит

1,2

0,3

1,5


         Примем загрязненность скрапа 1,5%.

         Загрязнения типа глины  SiO2 = 50%;  Al2O3 = 28%; H2O = 22%.

         Загрязнениями вносится:

         - SiO2 ………………… 35 · 0,015 · 0,50 = 0,262 кг;

         - Al2O3 ……………….  35 · 0,015 · 0,28 = 0,147 кг;

         - Н2О ……………….  3 · 0,015 · 0,22 = 0,115 кг.

         Итого:                   Σ = 0,524 кг.

         Принято, что окисленность скрапа (в виде  Fe2O3) составляет 1% его массы, т.е. 0,35 кг. Согласно проведенным исследованиям на ОАО «Уральская Сталь», вместе с чугуном из миксера попадает небольшое количество шлака (1,5% массовой доли чугуна) 1,5 кг/100 кг, при этом состав шлака:

         45,0% CaO; 6,0% Al2O3;  7,5% MgO;

         40,0% SiO2;  1,5% S.

         Миксерный шлак внесет:

         - CaO ………………….. 0,45 · 1,5 = 0,675 кг;

         - SiO2 ………………….  0,40 · 1,5 = 0,6 кг;

         - Al2O3 ………………… 0,06 · 1,5 = 0,1125 кг;

         - MgO ………………… 0,075 · 1,5 = 0,1125 кг;

         - S …………………….  0,015 · 1,5 = 0,0225 кг.

         Известняка вводим 1,5 кг.

         Поступит  SiO2 из материалов:

         - металлошихты ………1,464 кг;

         - магнезитохромита …. 0,012 кг;

         - загрязнений скрапа … 0,262 кг;

         - миксерного шлака …. 0,6 кг;

         - доломит …………….. 0,024 кг;

         - известняка ………….  0,002  ·  х кг.

                                              Σ 2,362 + х Σ 0,02 кг

         Поступил  Al2O3 из материалов:

         - магнезитохромита …  0,008 кг;

         - загрязнений скрапа … 0,147 кг;

         - миксерного шлака …. 0,090 кг;

         - доломит ……………..  0,024 кг;

         - известняк. …………..  0,003 · х кг.

         Поступление MnO из материалов:

         - металлошихты ……..  0,574 кг;

         - известняк. ………….. 0,0015 · х кг;

                                              Σ   0,574 + 0,0015 · х кг

         Поступление MgO из материалов:

         - магнезитохромита …. 0,132 кг;

         - миксерного шлака ….  0,116 кг;

         - доломит ……………..  0,432 кг;

         - известняк ……………  0,02 · х кг

                                             Σ  0,677 + 0,02 · х кг

         Поступление СаО из материалов:

         - магнезитохромита ….  0,004 кг;

         - миксерный шлак ……  0,675 кг;

         - доломит ……………..   0,660 кг;

         - известняк …………….  0,53  · х кг

                                              Σ  1,339 + 0,53  · х кг

         Поступление Р2О5 из материалов:

         - металлошихты ………. 0,083 кг;

         - известняка …………… 0,0007 · х кг

                                              Σ  0,083 + 0,0007 · х кг

         Поступление S из материалов:

         - металлошихты ……….  0,001 кг;

         - миксерного шлака …… 0,0215 кг;

         - известняка ……………. 0,001  · х кг

                                                 Σ  0,0225 + 0,001  · х кг

         Содержание FeO  и Fe2O3  с учетом экспериментальных данных принято равным соответственно 20% и 7%

         Количество шлака по расплавлению


                                                Lш = 0,262 · Lш + 5,327 + 0,5747 · х                               (7)


         Второе уравнение составляем по основности шлака 1 периода, которую примем 1,8, тогда:

         (1,339 + 0,53 · х)/(2,362 + 0,02 · х) = 2,0

         х = 6,908

         Масса шлака составит:

         Lш = 5,327 + 0,5747 · 6,908/0,738 = 12,6 кг.

         Рассчитаем количество и состав шлака периода расплавления:

         SiO2  ………………… 2,362 + 0,02 · 6,908 = 2,50 кг;

         Al2O3 ………………..  0,269 + 0,003 · 6,908 = 0,29 кг;

         MnO ………………… 0,574 = 0,574 кг;

         CaO …………………. 1,339 + 0,53 · 6,908 = 5,000 кг;

         MgO ………………… 0,677 + 0,02 · 6,908 = 0,815 кг;

         P2O5 …………………  0,083 + 0,0007 · 6,908 = 0,088 кг;

         S …………………….  0,0225 + 0,0001 · 6,908 = 0,023 кг;

         FeO …………………  0,2 · 12,6 = 2,52 кг;

         Fe2O3 ………………..  0,07 · 12,6 = 0,79 кг.

                                   Σ  Lш = 12,6 

         Баланс железа  1 периода плавки приведен в таблице 6.

         Количество окислившегося железа

         0,357 + 1,886 = 2,243 кг.

         Расход кислорода на окисление железа до Fe2O3

                0,357 · 48/112 = 0,153 кг.

         Расход кислорода на окисление железа до FeO

         1,886 · 16/56 = 0,539 кг.

Таблица 6 – Баланс железа 1 периода плавки

Источник

Из Fe2O3, кг.

Из  FeO, кг.

1

2

3

Доломит

0,0025

-

Магнезитохромит

0,0140

-

Известняк

0,01

-

Окалина скрапа

0,017

0,080

Итого

0,1965

0,080

Содержится в шлаке

0,553

1,966

Переходит в сталь

0,357

1,886


         Расход кислорода на окисление железа до FeO

         1,886 · 16/56 = 0,539 кг.


         Так как в первый период выделяется много СО, то окислительная способность печи будет небольшой, ее можно принять 5 кг/м2 · ч.

         Примем площадь пода одной ванны 54 м2, тогда продолжительность процесса будет 2,9 часа.

         Количество кислорода, поступившего из атмосферы:

         5 · 54 · 2,9 · 100/250000 = 0,31 кг/100 кг.

         Необходимое количество чистого кислорода:

         3,408 + 0,153 + 0,539 – 0,31 – 0,0735 = 3,716 кг.

         Коэффициент усвоения подаваемого в ванну кислорода 90%

         Расход технического кислорода:

         3,716 · 22,4/0,95 · 0,9 · 32 = 3,04 м2/100 кг.

         На 1 тонну металлошихты  потребуется 3,04 м3/т технического кислорода.

         Расход чистого кислорода

         3,716 · 22,4/32 = 2,601 м3

         Расход  чистого кислорода с учетом коэффициента усвоения:

         2,601/0,9 = 2,89 м3

         4,34 · 0,1 = 0,304 м3 (0,434 кг)

         Количество неусвоенного азота:

         4,34 · 0,05 = 0,152 м3 (0,217 кг)

         Количество технического кислорода, поступающего в ванну:

         3,716 + 0,217 + 0,304 = 2,966 м3 (4,237 кг)

         Корольков в шлаке будет 10% от массы шлака

         12,6 · 0,05 = 1,26 кг.

         Выход металла после 1 периода плавки:

         Мж.ст = Мм.ш. – (Мм.ш./100)[(∆ [С] + ∆[Mn] + ∆[Р]) – Мж.шл-Мк-Мб.д.q                 (8)

где  Мж.ст – масса жидкой стали, кг;

        Мм.ш – масса металлошихты, кг;

        ∆ [ ] – угар примесей, кг;

       Мж.шл – масса шлака, кг;

       Мк – масса корольков, кг;

       Мб.д. – масса бурого дыма, кг.


         Мж.ст. = 100 – (1,8 + 0,683 + 0,445 + 0,034) – 2,243 – 0,524 – 0,35 – 1,26 – 1,5 =

= 91,16 кг.

         Выделится СО2 из материалов:

         - известняка ………………. 2,867;

         - доломита ………………… 0,030.

                                                     Σ   2,897

         Выделится Н2О из материалов:

         - загрязнений скрапа …….. 0,115;

         - известняка ………………. 0,060;

         - доломита ………………… 0,026

                                                      Σ  0,201

         Материальный баланс 1 периода плавки представлен в таблице 7.



Таблица 7 – Материальный баланс 1 периода

Поступило

Получено

Источники

Масса, кг

Источники

Масса, кг.

1

2

3

4

Металлошихты

100,00

Металла

91,16

Известняка

6,908

Шлака

12,60

Магнезитохромит

0,20

Корольки

0,350

Доломит

1,20

СО

4,2

Кислород из атмосферы

0,31

СО2

2,897

Технический кислород

4,237

Н2О

0,201



Неусвоенного кислорода

0,434



N2

0,217



Fe2O3 в бурый дым

0,69

Итого

112,155

Итого

112,746


         2 период плавки

         Расход кислорода и количество окислившихся примесей во время доводки в таблице 8

Таблица 8 – Расход кислорода и количество окислов в период доводки, кг.

Окисление

Угар примесей

Расход кислорода

Масса окисла

1

2

3

4

C → CO

0,930

1,240

2,17

Si → SiO2

-

-

-

Mn → MnO

0,12

0,032

0,142

P → P2O5

0,010

0,013

0,029

Fe →  в дым

0,0018

0,0018

0,0036

Fe →  в дым

0,365

0,137

0,502

Итого

1,41

2,306

3,716


         Расчет состава и количества шлака приведен в таблице 9.

Таблица 9 – Определение количества составляющих шлака периода доводки, кг.

Источ-ники

SiO2

Al2O3

MnO

MgO

CaO

P2O5

S

FeO

Fe2O3

Σ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Шлак периода распла-вления

2,500

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.