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

Приравняв приходную и расходную части теплового баланса, определим температуру жидкого металла в конце продувки:

.

Определим величину перегрева металла над температурой начала затвердевания (см. п. З).

tпер= 1638,068 - 1530 = 108,068°С. Полученная величина перегрева находится в рекомендован­ном интервале 100..120 °С (смотри таблицу 2[2]) . Для упрощенного расче­та допустимыми отклонениями от границ этого интервала могут быть ±5 °С. При больших отклонениях необходимо скорректиро­вать расход металлического лома из расчета: 1% лома снижает температуру металла на 15...20 °С. После этого расчет нужно по вторить до получения значения температуры в области допусти­мых отклонений.

Подставим найденное значение температуры металла в конце продувки в статьи "а" и "б" расхода тепла, составим тепловой ба­ланс плавки в конвертере. Все данные заносим в таблицу 9.

Таблица 9 – Тепловой баланс плавки в конвертере

9 РАСЧЕТ РАСКИСЛЕНИЯ СТАЛИ И ЕЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА

Для получения стали марки 09Г2С используются ферромарганец и ферросилиций, которые выбираем из таблицы 14 [2]. Их химический состав приведен в таблице 10.

Таблица 10 – Химический состав выбранных раскислителей

Расход ферромарганца определяем по формуле:

,

где Gф- расход ферросплава, кг;

[Е]с – среднее содержание элемента (марганца или кремния) в заданной марке, %;

[Е]м – остаточное содержание элемента в металле в конце продувки, %;

[Е]ф – содержание элемента в ферросплаве, %;

Ue – угар элемента при раскислении, % (таблица 16 [2]).

Определим расход ферромарганца.

Известно: Gм=90,816 кг; [Mn]с=1,5% (смотри таблицу 1); [Mn]м=0,156 кг; [Mn]фм=75,0%. Принимаем UMn = 25% (смотри таблицу 16 [2]).

Тогда

кг.

Масса металла после раскисления ферромар­ганцем, составит:

90,816 + 1,915 = 92,731 кг.

Определим расход ферросилиция.

Известно: Gм = 92,731 кг; [Si]c = 0,65% (смотри таблицу 1); [Si]м - 0%; [Si]фс = 90,0% (смотри таблицу 10 ). Принимаем: USi = 30% (смотри таблицу 16 [2]).

Тогда

Определение массы и химического состава стали после рас­кисления, а также массы продуктов раскисления, производится в таблице 11.

Состав металла после раскисления соответствует требовани­ям, предъявляемым к заданной марке стали 09Г2С.

10 РАСЧЕТ РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ НА ВСЮ ПЛАВКУ

И ВЫХОДА ПРОДУКТОВ ПЛАВКИ

По данным таблицы 8 из 100 кг металлошихты получается 90,816 кг жидкого металла. В соответствие с заданием необходимо произвести в конвертере 160 т этого металла. Отсюда определим расход металлошихты на плавку (Gмш)

Gмш = 160*100/90,816 = 176,180 т.

29

Таблица 11 – Баланс  элементов при раскислении стали

*) Процент от общего количества элемента в материале

29

Так как в металлошихте содержится 79,560% жидкого чугуна (смотри таблицу 8), то его расход на плавку составит:

Gч = Gмш *79,56/100 = 176,180*79,56/100 = 140,169 т.

Тогда на плавку потребуется лома

Gл = Gмш-Gч = 176,180 - 140,169 = 36,011 т.

Расход других твердых материалов или выход жидких продук­тов плавки определим по формуле

Gi = Gмш*gi/100,

где Gi - расход любого твердого материала (выход жидкого про­дукта плавки), т;

gi - тоже, кг/100 кг или %.

Для газообразных материалов эта формула имеет вид

Gг =10*qг*Gмш,

где Gг - расход (выход) газа, м;

gг - то же, м /100 кг металлошихты.

Тогда на плавку потребуется:

Извести 176,180 *7,8/100 = 13,742 т.

Окатышей 176,180 *1,0/100 = 1,762 т.

Плавикового шпата 176,180 *0,5/100 = 0,881 т.

Дутья сверху 176,180*10*5,402 = 9517,244 м3.

Ферромарганца 176,180 *1,915/100 = 3,374 т.

Ферросилиция 176,180 *0,957/100 = 1,686т.

Выход продуктов плавки составит:

Жидкой стали 176,180 *92,884/100= 163,643 т.

Шлака 176,180 *(14,469+0,673+ 0,633)/100 = 27,799 т.

Газа 176,180 *10*(6,430+ 0,023*22,4/28) = 11359,382 м3.

Пыли 176,180 *0,900/100 = 1,586 т.

Выносов и выбросов 176,180 *1,0/100 = 1,762 т.

11 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРОДУВКИ,

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПЛАВКИ

И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АГРЕГАТА

Удельная интенсивность продувки технически чистым кисло­родом сверху i, м3/(т*мин) определяется как отношение заданной интенсивности продувки (смотри пункт 1) к массе выплавленной стали (смотри пункт 10)

i = 500/176,180 = 2,838 м3/(т*мин) или 3 м3/(т*мин).

Этот параметр является универсальным показателем, так как используется для характеристики режима продувки металла в кон­вертерах различной вместимости. Обычно удельная интенсив­ность продувки изменяется в пределах 2,0...5,0 м3/(т*мин)

Продолжительность основного технологического периода плавки - продувки определим как время, необходимое для вдува­ния в конвертер расчетного количества кислорода. Так как потреб­ность в дутье составляет 9517,244 м3, а по заданию интенсивность продувки - 500 м3/мин, то продолжительность продувки 9517,244/500=19,03 мин или 19 мин 1 с.

Продолжительность других периодов плавки выберем из обычно наблюдаемых на практике значений (таблица 12).

Таблица 12 – Технологические операции конвертерной плавки

и их продолжительность