123474 (689487), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Таким образом, выход жидкого металла перед раскислением (G_м) составит: G_м= 100 + 0,344 – 4,340 – 2,383 – 1,0 – 0,4 – 0,839 = 91,38 кг.

Материальный баланс плавки сведем в таблицу 12.

Таблица 12 – Материальный баланс плавки

Задано		Получено
Наименование	кг		Наименование	кг
Чугун жидкий Лом металлический Окатыши Известь Плавиковый шпат Дутьё: сверху снизу Футеровка конвертера Невязка	79,000 21,000 0,600 4,330 0,200 6,584 - 0,500 0,084		Металл жидкий Шлак Газ Избыток дутья сверху Выносы и выбросы Потери железа с пылью	91,380 10,019 8,365 0,527 1,000 0,839
Итого	112,214		Итого	112,214

8. Составление теплового баланса плавки и определение температуры металла

Приход тепла

а) Физическое тепло жидкого чугуна:

Q_ч =G_ч/(61,9 + 0,88·t_ч),

где Q_ч – физическое тепло жидкого чугуна, кДж;

t_ч – температура жидкого чугуна, °С.

Известно: G_ч = 79,0 кг; t_ч = 1400 °С.

Тогда Q_ч=79,0·(61,9 + 0,88·1400) = 102218,1 кДж.

б) Тепловой эффект реакций окисления примесей шихты:

Q_x=14770·[С]_ok + 26970·[Si]_ok+ 7000·[Mn]_ok + 21730·[Р]_ok

где Q_x – тепло от окисления примесей металлошихты, кДж;

[С]_ок – количество окислившегося углерода, кг;

[Si]_ок-то же, кремния, кг;

[Мп]_ок-то же, марганца, кг;

[Р]_ок-то же, фосфора, кг;

Известно: [С]_ок = 3,15 кг; [Si]_ок= 0,51 кг; [Мn]_ок = 0,55 кг; [Р]_ок= 0,119 кг (таблица 6).

Тогда Q_х = 14770·3,15 + 26970·0,51 + 7000·0,55 + 21730·0,119 = 66716,07 кДж.

в) Химическое тепло образования оксидов железа шлака:

Q_Fe=3707·G_FeO+5278·G_Fe2O3,

где Q_Fe – тепловой эффект от окисления железа, кДж;

G_FeO – количество FeO в шлаке, кг;

G_Fe2O3 – количество FeO в шлаке, кг.

Известно: G_FeO = 2,004 кг; G_Fe2O3=0,700 кг (по таблице 9).

Тогда

Q_Fe = 3707·2,004 + 5278·0,700 = 11123,4 кДж.

г) Тепловой эффект реакций шлакообразования:

,

где Q_шo – тепло образования соединений в шлаке, кДж;

G_CаO – количество СаО в шлаке, кг;

G_SiO2 - то же, SiO₂, кг.

Известно: G_СaО = 3,992 кг; G_SiO2: = 1,363 кг (по таблице 9).

Тогда

Q_шо = 628·3,992 + 1464·1,363 = 4502,4 кДж.

д) Тепло дожигания СО:

Q_СО =10100·G_co·Z,

где Q_co – химическое тепло окисления СО, кДж;

G_co – количество СО, дожигаемого в полости конвертера, кг;

Z – доля тепла, передаваемого конвертерной ванне (обычно Z = 0,1…0,3).

Известно: G_СО= 0,663 кг (по таблице 11).

Принимаем Z = 0,2. Тогда Q_co = 10100·0,663·0,2 = 1339,3 кДж.

Общий приход тепла составляет:

102218,1 + 66716,07 + 11123,4 +4502,4 + 1339,3 =185899,27 кДж.

Расход тепла

а) Физическое тепло жидкого металла:

Q_м = (54,8 + 0,84·t_м)·G_м,

где Q_м – теплосодержание жидкого металла, кДж; G_м – выход жидкого металла, кг;

t_м – расчетная температура металла, °С.

Известно: G_м = 91,38 кг. Тогда

q_m = (54,8 + 0,84·t_M)·91,38 = 5007,6 + 76,76t_м.

б) Физическое тепло шлака:

Q_ш = (2,09·t_M-1379)·G_ш,

где Q_ш – теплосодержание жидкого шлака, кДж;

G_ш – количество образующегося шлака, кг.

Известно: G_ш = 10,019 кг (см. табл. 9). Тогда

Q_ш = (2,09·t_м – 1379) 10,019 = 20,94·t_М – 13816,2.

в) Физическое тепло отходящих газов:

Q_г = (1,32·t_г – 220)·(G_CO + Gco₂),

где Q_г – теплосодержание образующихся газов, кДж;

t_г – средняя температура отходящих газов, ^ºС;

G_СО – количество образующегося СО, кг;

Gсo₂ - то же, СО₂, кг.

Известно: Gco=5,967 кг; G_CO2=2,398 кг (по таблице 11).

Принимаем t_r = 2000 °С. Тогда:

Qг = (1,32·2000 – 220)·(5,967+ 2,398) = 20243,3 кДж.

г) Затраты тепла на разложение оксидов железа неметаллических материалов.

Эта статья теплового баланса рассчитывается по формуле, аналогичной для расчета Q_Fe в приходной части этого баланса. Для расчета учитывают только оксиды железа, поступающие в конвертер с неметаллическими материалами (по таблице 9):

Q_Fe = 3707·0,03 + 5278·0,458 = 2529 кДж.

д) Потери тепла с выносами и выбросами:

Qв = (54,8 + 0,84·t_мс) G_в,

где Q_в – потери тепла с выносами и выбросами, кДж;

G_в – общее количество выносов и выбросов, кг;

t_мс – средняя температура металла, °С (обычно наибольшие выносы и выбросы наблюдаются в период максимальной скорости окисления углерода, когда температура металла находится в интервале 1500…1600 °С).

Известно; G_B = 1,0 кг. Принимаем t_мс = 1550 °С. Тогда:

Q_в = (54,8 + 0,84·1550)·1,0 = 1357 кДж.

е) Затраты тепла на пылеобразование (Q_п):

Q_п = (54,8 + 0,84·t_г)·G_п.

Известно: t_г = 2000 °C; G_п = 0,839 кг.

Тогда Q_п = (54,8 + 0,84·2000)·0,839 = 1455,49 кДж.

ж) Тепло на разложение карбонатов:

Q_к = 4038·G_к.

где Q_к – тепло, затрачиваемое на разложение карбонатов (на обжиг недоразложившегося известняка в извести – недопала), кДж;

G_к – количество СО₂ в извести, кг.

Известно: G_к = 0,216 кг (по таблице 11).

Тогда Q_к = 4038·0,216 = 872,21 кДж.

з) Тепловые потери.

В эту статью (Q_тп) включают все виды тепловых потерь и неучтенные статьи расхода тепла. Обычно они составляют 2…4% от общего прихода тепла. Приняв величину тепловых потерь, равной 3% от прихода тепла, получим:

Q_тп= 185899,27 ·3/100 = 5576,98 кДж.

Общий расход тепла составит 5007,6 + 76,76t_м + 20,94·t_М – 13816,2+ 20243,3 + 2529 + 1357 + 1455,49 + 872,21 + 5576,98 = 23225,38 + 97,7t_м. Приравняв приходную и расходную части теплового баланса, определим температуру жидкого металла в конце продувки:

.

Определим величину перегрева металла над температурой начала затвердевания:

t_пер= 1660,0 – 1530 = 130 °С.

Подставив найденное значение температуры металла в конце продувки в статьи «а» и «б» расхода тепла, составим тепловой баланс плавки в конвертере (таблица 13).

Таблица 13 – Тепловой баланс плавки в конвертере

Приход тепла			Расход тепла
Статьи прихода	Количество		Статьи расхода	Количество
	кДж	%		кДж	%
Физическое тепло жидкого чугуна Тепловой эффект реакций окисления примесей Химическое тепло образования оксидов железа шлака Тепловой эффект реакций шлакообразования Тепло дожигания СО	102218,1 66716,07 11123,4 4502,4 1339,3	55,0 35,0 6,7 2,7 0,6	Физическое тепло жидкого металла Физическое тепло шлака Физическое тепло отходящих газов Затраты тепла на разложение оксидов железа неметаллических материалов Потери тепла с выносами и выбросами Затраты тепла на пылеобразование Тепло на разложение карбонатов Тепловые потери	132813,0 21048,9 20243,3 2529 1357 1455,49 872,21 5576,98	70,3 12,6 10,7 1,3 0,7 0,8 0,6 3,0
Итого	185899,27	100,0	Итого	185899,27	100

9. Расчет раскисления стали и ее химического состава

Раскисление стали производится различными видами ферросплавов при выпуске металла в ковш (таблица 14).

Таблица 14 – Химический состав раскислителей

Раскислитель	Массовая доля элементов, %
	C	Si	Mn	P	S
Ферромарганец марки ФМн 05 Ферромарганец марки ФМн 1,5 Ферромарганец марки ФМн 75 Ферромарганец марки ФМн 1,0	нб 0,5 нб 1,0 нб 1,5 нб 7,	нб 0,2 нб 2,0 нб 2,5 нб 2,0	нм 85 нм 85 нм 85 нм 75	нб 0,3 нб 0,3 нб 0,3 нб 0,45	нб 0,03 нб 0,03 нб 0,03 нб 0,03

Для раскисления используется ферромарганец марки ФМн75, состав которого приведен в таблице 15.

Таблица 15 – Химический состав выбранных раскислителей

Раскислитель	Массовая доля элементов, %
	C	Si	Mn	P	S
Ферромарганец марки ФМн 75	7,0	2,0	75,0	0,45	0,03

Расход ферросплава определяем по формуле:

Характеристики

Список файлов курсовой работы