Определение основных параметров технологии плавки стали в конвертере с верхней подачей дутья

Будем учитывать, что в производственных условиях вме­сте с жидким чугуном в конвертер попадает шлак, так называемый миксерный шлак. Это и часть доменного шлака на поверхности чугуна, и материал футеровки миксеров (передвижных или ста­ционарных), и продукты окисления примесей чугуна, и др. Миксер­ный шлак обычно содержит много кислотных оксидов и серы, а по­этому является нежелательным материалом при производстве стали.

Для расчета принимаем Gмш= 0,5%. Однако будем учитывать наличие миксерного шлака только при формировании конвертерного шлака, пренебрегая его влиянием на средний состав металлошихты.

С учетом этих замечаний расчет среднего химического соста­ва шихты представлен в таблице 3.

29

Таблица 3 - Расчет среднего химического состава металлической шихты

29

Определим остаточное содержание примесей в металле в конце продувки. Содержание углерода было установлено ранее (пункт 2): [С]м=0,10%.

Кремний при выплавке стали в конвертере с основной футе­ровкой окисляется практически полностью, поэтому [Si]M = 0%.

Марганец, фосфор и сера во время продувки частично удаля­ются из металла. Степень их удаления зависит от условий ведения плавки (состава шлака и металла, их температуры) и момента окончания продувки. Для расчета при [С]м = 0,10% в соответствии с данными таблицы 5 [2] принимаем степень удаления марганца 77%, фосфора 87% и серы 42%.

Тогда

[Mn]м= 0,659*(100 - 77)/100 = 0,156кг;

[Р]м = 0,167*(100 - 87)/100 = 0,022кг;

[S]м= 0,0255*(100 - 42)/100 = 0,015кг.

Расчет окисления примесей шихты представлен в таблице 4.

29

Таблица 4 - Расчет окисления примесей шихты

29

*) Принимаем, что 90% углерода, удаляемого при продувке, окисляется до СО, а 10% - до

СО2, остаточные содержания углерода в металле в % и кг отличаются несущественно, так как выход жидкого металла обычно составляет 90...92%.

**) Принимаем, что вся удаляемая из металла сера переходит в шлак, пренебрегая малым количеством ее окисления до газообразных продуктов.

***) Пересчет в м3 производится из условия, что 32 кг кислорода занимают объем 22,4 м3.

5 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА И СОСТАВА ШЛАКА

Шлак образуется в результате окисления примесей металли­ческой шихты и растворения неметаллических материалов. Необ­ходимо определить количество и состав образующегося шлака.

Предварительно установим количество и состав неметалли­ческих материалов (таблица 5).

Таблица 5- Количество и состав неметаллических материалов,

используемых в конвертерной плавке

*)П.п.п. - потери при прокаливании извести состоят в основном из СО2, образующегося при разложении необожженного известняка.

**)Главным компонентом плавикового шпата является CaF2.

***)Содержание углерода в огнеупорном материале.

В таблице 5 приведены значения величин, обычно наблюдаемые в производственной практике. Для расчета необходимо выбрать кон­кретные значения с использованием заданных величин так, чтобы содержание компонентов в материале в сумме составляло 100%.

Известно: расход плавикового шпата - 0,5 кг (по заданию); твердого окислителя (окатышей) – 1,0 кг (по заданию); миксерного шлака - 0,5% к массе чугуна (смотри пункт 4) или 79,56*0,5/100 = 0,4 кг. При­нимаем расход рабочего слоя футеровки конвертера на каждую плавку 0,5 кг/100кг металлошихты, что позволяет иметь стойкость футеровки 850...900 плавок. Обычно рабочий слой футеровки вы­полняют из смолодоломита (МnО=35...50%; СаО=45...65%), смо-ломагнезитодоломита (МnО=50...75%; СаО=15...45%), периклазографита (МnО не менее 72% и углерода 6...20% или МnО не менее 84% и углерода 6... 14%). В качестве материала футеровки выбе­рем смоломагнезитодоломит.

Для выбора состава окатышей определим содержание Fe2О3 в них по заданным значениям Fe и FeO

Fe2О3 = (57,0 – 1,5*56/72 )*160/112 = 79,76%.

Расход извести будем определять расчетом по балансу окси­дов СаО и Si02.Количество и состав неметаллических материалов, необходимых для дальнейших расчетов, сведены в таблице 5.

Таблица 5 Количество и состав неметаллических материалов, используемых в расчете конвертерной плавки

Для расчета расхода извести, а в дальнейшем для определе­ния количества и состава шлака, удобно составить таблицу 6. Сначала заполним все первые колонки таблицы 6, включая колонку "Итого".

Расход извести определим по формуле

,

где Gиз - расход извести, кг/100 кг металлошихты;

В - основность шлака;

(∑SiO2) -поступление в шлак Si02 из всех источников, кроме извести, кг;

(∑CaO)- то же, СаО, кг;

(СаО)из - содержание СаО в извести, %;

(Si02)из - то же, Si02, %.

Основность шлака обычно изменяется в пределах 2,5...4,0 (чаще всего 3,0...3,5). Для более глубокого удаления серы и фос­фора стремятся иметь максимальную основность, но не приводя­щую к ухудшению жидкоподвижности шлака. Принимаем В = 3,5.

29

Таблица 6 – Расчет количества шлака