Таблиця 19- Хімічний склад шлакоутворюючих сумішей

Марка	Массова частка, %
	CaO+MgO	MgO	SiO2	S	P	п.п.п
	не менше		не більше
ІС-1	92,0	6,0	1,8	0,06	0,10	5,0
ІСД-1	92,0	22,0	2,0	0,06	0,10	4,0

Рідкий чавун заливається в конвертер із заливального ковша за допомогою заливального крана.

Таблиця 20 - Хімічний склад чавуну

Доля чавуну	C	Mn	Si	S	P
75%	4,12	0,45	0,73	0,045	0,25

Для завантаження скрапу і заливки чавуну конвертер нахиляється в завантажувальну позицію за допомогою приводу повороту.

Продування конвертера

Після завантаження скрапу і чавуну в конвертер опускається киснева фурма. Для продування в киснево-конвертерному процесу використовується чистий кисень 99,5%. Кисень подається на поверхню металу з надзвуковою швидкістю.

Під час продування безперервно або порціями вводяться відповідно до вимог на хімічний склад шлаку для здобуття достатньої кількості основного шлаку на ранній стадії продування, щоб захистити футеровку конвертера і понизити вміст домішок, таких як S і P до допустимого рівня.

Основною термохімічною реакцією під час продування є екзотермічне окислення вуглецю, кремнію, марганцю і заліза.

Деякі елементи викидаються з конвертера в газоподібній формі з добавками для формування шлаку.

В результаті взаємодії цих елементів з киснем і фізичним теплом гарячого металу виробляється достатня кількість тепла для підвищення температури металу.

Реакція між киснем і металом посилюється при змісті CO, що росте.

Струшування і кругові рухи ванни сприяють тісному перемішуванню металу і шлаку. Далі реакція підтримується подачею інертного газу (N₂, Ar) через днище конвертера, особливо наприкінці періоду окислення вуглецю, коли утворення CO збільшується.

Продування киснем може бути інтенсивне або слабке. Під час інтенсивного продування реактивний струмінь кисню проникає глибше. Це досягається шляхом опускання кисневої фурми ближче до ванни. Слабке продування означає менше проникнення реактивного струменя кисню.

Незадовго до завершення продування проводиться відбір проб вуглецю і замір температури за допомогою підфурменої системи для прогнозування умов завершення продування динамічною моделлю процесу. Якщо умови, що передбачаються, відхиляються від бажаних, застосовують невідкладні коректівні заходи (охолоджувач або нагріваючі речовини, продування киснем і т.д.).

Випуск плавки з конвертера і легування

Як тільки вимір температури і аналіз проведені, розливний ковш встановлюється в черінь конвертером, який нахиляється для випуску плавки. Під час випуску плавки феросплави, розкислювачі і верхній шлак додаються в розливний ковш згідно вимогам.

2.3 Розробка спеціальної частини

---

На підставі аналізу вимог до властивостей процесу виробництва розробляється конкретна технологія виробництва заданої марки сплаву.

В цьому розділі наводяться відомості про використання методу, що використовуються для виробництва з умовами поставки і властивостей, що відповідають вимогам ТУ, СТП та ін.

Наводяться основні признаки нормального ходу технологічного процесу, найбільш характерні відхилення від нормального ходу та заходи по їх виправленню. Пропонується найбільш доцільний способи випуску або розливу славу.

3 Розрахункова частина

3.1 Розрахунок матеріального балансу конвертерної плавки

Початкові дані.

Таблиця 21 – Хімічний склад чавуну, скрапу, металу перед

розкислюванням і готової сталі 1008, %:

Найменування матеріалу	C	Mn	Si	P	S
Чавун переробний 75%	4,12	0,45	0,73	0,250	0,045
Скрап 25%	0,33	0,54	0,43	0,026	0,030
Метал перед розкислюванням	0,13	0,18	0	0,013	0,021
Готова сталь	0,13-0,18	0,70-1,40	0,15- 0,30	н.б. 0,040	н.б. 0,040

Таблиця 22 – Хімічний склад вапна, плавикового шпату, руди і

футерування, %:

Найменування матеріалу	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	Fe2O3	CaF2	H2O	CO2
Вапно	2,0	91.0	1,0	1,5	-	-	0,5	4,0
Плавиковий шпат	4,2	2,1	-	0,8	-	89,4	-	3,5
Залізняк	7,1	1,0	0,2	4,6	86,0	-	1,1	-
Смолодоломітова цеглина	2,0	58,0	36,5	1,5	2,0	-	-	-

Витрата чавуну складає 75% від маси металевої шихти, витрата скрапу – 25%.

Витрата залізняку для прискорення шлакоутворення і коректування температури металу – 1,5% від маси металошихти (звичайно складає 1-2%).

Температура чавуну при заливці в конвертер 1371 ^ОС.

Температура сталі перед випуском 1610 ^ОС.

Розрахунок ведемо на 100 кг металошихти (чавун + скрап). Визначаємо середній склад металевої шихти, %.

Визначаємо середній склад металевої шихти %.

Таблиця 23 Середній склад металевої шихти, кг:

	C	Mn	Si	P	S
Чавун	3,09	0,33	0,54	0,018	0,033
Скрап	0,08	0,135	0,107	0,006	0,007
Середній склад	3,17	0,465	0,647	0,024	0,04

Визначаємо скільки віддаляється домішок на 100 кг металу, кг:

С мn Si P S Fe	3,17-0,13∙0,9=2,736 0,465-0,18∙0,9=0,256 0,647 0,024-0,013∙0,9=0,009 0,04-0,021∙0,9=0,017 1,2
Чад домішок		4,865

Вихід сталі приймаємо рівним 0,9.

Втрати заліза випаровуванням звичайно складають 0,8-1,6%.

Приймаємо 1,2%.

Приймаємо, що при продування ванни киснем 10% S вигоряє SO₂,

тобто окислюється:

S=0,04:10=0,004 кг

Витрата кисню на окислення домішок складає, кг:

С – СО2 С – СО Si – SiO2 Mn – MnO S – SO2 P – P2O5 Fe – Fe2O3	2,736∙0,1∙32/12=0,7296 2,736∙0,9∙16/12=3,28 0,647∙32/28=0,73 0,256∙16/55=0,07 0,004∙32/32=0,004 0,009∙80/62=0,01 1,2∙48/112=0,51
Всього	5,33

---

Приймаємо, що 90% С окислюється до СО, а 10% до СО₂.

Утворюється маса оксидів, кг:

СО2 СО SiO2 MnO P2O5 S Fe2O3

2,736∙0,1∙44/12=1,003 2,736∙0,9∙28/12=5,74 0,647∙60/28=1,38 0,256∙71/55=0,33 0,009∙142/62=0,02 0,004∙64/32=0,008 1,2∙160/112=1,714

У шлак переходить сірки, кг:

0,017-0,004=0,013

Під час переходу сірки в шлак звільнюється кисню, кг:

0,13:2=0,006

Втрата кисню складає, кг:

5,33-0,006=5,324

Витрату вапна визначаємо по балансу СаО та SiO₂ у шлаку для отримання основності 3,2 (основність шлаку повинна складати від 2,8 до 3,5). Для формування шлаку приймаємо витрату плавикового шпату рівним 0,3 кг. За даними практики вітчизняних і зарубіжних заводів витрата розріджувачів звичайно складає:

а) бокситу 0,6-1,2%;

б) плавикового шпату 0,2-0,6%;

Витрата (знос) футерування коливається в межах 0,8-1,2% від маси металошихти. Приймаємо витрату футерування рівним 1,1% або 1,1 кг на 100 кг металошихти.

Витрати вапна позначимо через х.

Кількість СаО в кінцевому шлаку, що поступає з матеріалів, складе, кг:

Футерування 1,1:100∙58=0,638

Залізняк 1,5:100∙1,0=0,015

Плавиковий шпат 0,3:100∙2,1=0,006

Вапно х:100∙91=0,91х

Всього 0,6593+0,91х

SiО₂ в кінцевому шлаку, що вноситься матеріалами, кг:

Металева шихта 1,38

Залізняк 1,5:100∙7,1=0,106

Плавиковий шпат 0,3:100∙4,2=0,013

Футерування 1,1:100∙2,0=0,022

Вапно х:100∙2,0=0,02х

Всього 1,521+0,02х

MgО в кінцевому шлаку, що вноситься матеріалами, кг:

Футерування 1,1:100∙1,5=0,0165

Залізняк 1,5:100∙36,5=0,402

Вапно х:100∙1,0=0,01х

Всього 0,4185+0,01х

Al₂О₃ в кінцевому шлаку, що вноситься матеріалами, кг:

Футерування 1,1:100∙1,5=0,0165

Залізняк 1,5:100∙4,6=0,069

Плавиковий шпат 0,3:100∙0,8=0,0024

Вапно х:100∙1,5=0,015х

Всього 0,0879+0,05х

Fe₂О₃ в кінцевому шлаку, що вноситься матеріалами, кг:

Футерування 1,5:100∙86,0=1.29

Залізняк 1,5:100∙2,0=0,022

Всього 1,312

CaF₂ в кінцевому шлаку, що вноситься матеріалами, кг:

Плавиковий шпат 0,3:100∙89,4=0,2682

CaO₂ в кінцевому шлаку, що вноситься матеріалами, кг:

Плавиковий шпат 0,3:100∙3,5=0,0105

Вапно х:100∙4,0=0,04х

Всього 0,0105+0,04х

Замість СаО і SiО₂ підставляємо їх значення і визначаємо витрати вапна:

0,659:1,521+0,91х:0,02х=3,2

0,659+0,91х=3,2∙(1,521+0,02х)

0,659+0,91х=4,8672+0,064х

0,91х-0,064х=4,8672-0,659

0,846х=4,2082

Х=4,9742

Металева шихта, залізняк, плавиковий шпат, вапно і футерування

вносять в шлак, кг:

Таблиця 24 – Складові шлаку, кг:

	Матеріали					Всього
	Мет. Шихта	Залізна руда	Футерівка	Плавиков. шпат	Вапно (х)
SiO2	1,38	0,106	0,022	0,013	0,099	1,62
CaO	-	0.015	0,638	0,006	4,526	5,185
MgO	-	0,003	0,402	-	0,049	0,454
Al2O3	-	0,069	0,016	0,002	0,248	0,335
S	0,013	-	-	-	-	0,012
MnO	0,27	-	-	-	-	0,27
P2O5	0,054	-	-	-	-	0,054
Fe2O3	-	1,29	0,022	-	-	1,312
CaF2	-	-	-	0,2682	-	0,268
∑	1,717	1,483	1,100	0,289	4,922	9,52

У вапні міститься, кг :

---

4,9742:100∙0,5=0,024 – Н₂О

4,9742:100∙4,0=0,198 – СО₂

Плавиковий шпат містить, кг :

0,3:100∙3,5=0,011 – СО₂

Залізняк містить, кг

9,52-1,312=8,208 – Н₂О

Залежно від режиму продування, основності кінцевого шлаку і змісту С у металі в кінці продування плавки відношення FeO (у %) до Fe₂O₃ (у %) у шлаку звичайно коливається в межах 1,5 – 3,0.

Приймаємо вміст оксидів заліза в шлаку 12% FeO і Fe₂O₃ 5%, тоді маса оксидів шлаку без FeO і Fe₂O₃ буде складати 83%.

Маса шлаку рівна, кг:

8,208/83∙100=9,889

Розраховуємо хімічний склад кінцевого шлаку, кг:

% SiO2 % CaO % MgO % Al2O3 % S % MnO % P2O5 % CaF2 %FeO %Fe2О3	1,62/9,889∙100=16,38 5,185/9,889∙100=52,43 0,454/9,889∙100=4,59 0,335/9,889∙100=3,38 0,012/9,889∙100=0,13 0,27/9,889∙100=2,73 0,054/9,889∙100=0,55 0,268/9,889∙100=2,71 12 5
Всього	99,9

Таблиця 25 – Хімічний склад кінцевого шлаку, %:

SiO2	CaO	MgO	Al2O3	S	MnO	P2O5	CaF2	FeO	Fe2O3	∑
16,38	52,43	4,59	3,38	0,13	2,73	0,55	2,71	12	5	99,9

Фактична основність кінцевого шлаку:

%CaO:%SiO₂=52,43:16,38=3,2

Маса оксидів заліза складає, кг :

9,889-8,198=1,691 кг, зокрема

FeO = 9,889:100∙12=1,18

Fe₂O₃ = 1,691-1,18=0,511

Приймаємо, що 90% що вноситься рудою і футеруванням Fe₂O₃

відновлюється до заліза, а 10% - до FeO.

Відновлення Fe₂O₃ до заліза дає, кг:

а) кисень 1,312∙0,9∙48:160=0,354

б) залізо 1,312∙0,9-0,354=0,827

Відновлення Fe₂O₃ до FeO дає, кг:

а) кисень 1,312∙0,1∙16:160=0,013

б) FeO 1,312∙0,1-0,013=0,118

Ця кількість FeO поступає в шлак.

В результаті окиснення заліза утворюється, кг:

FeO = 1,18-0,118=1,062

Fe₂O₃ = 0,511

Всього 1,573

Окислюється заліза, кг:

(1,062∙56:72)+(0,511∙112:160)=1,2271

Втрати заліза у вигляді корольків металу, що заплуталися в шлаку (коливається в межах 6-10% від маси шлаку). Приймаємо 8%, тоді втрати складуть:

9,889:100∙8=0,79

Вихід сталі, кг:

100+0,827-4,86-1,2271-1,0-0,79=92,95

де 1,0 – витрати металу з викидами (коливається в межах 0,5-1,1% від маси металошихти);

4,86 – чад домішок;

1,1753 – окислюється заліза;

0,79 – втрати заліза у вигляді корольків металу;

0,827 – відновлення Fe₂O₃ до заліза;

Буде потрібно кисню на окиснення заліза, кг:

1,573-1,1753=0,346

Всього буде потрібно кисню на окиснення домішок і заліза, кг:

5,33+0,346-(0,354+0,013)=5,309

Приймаємо технічний кисень що містить 99,5% О₂ і 0,5% N₂.

Буде потрібно технічного кисню при 95% засвоєнні, м³.

5,309∙22,4:0,995∙0,95∙32=3,93

Кількість незасвоєного кисню рівна:

3,93∙0,05=0,196м³ або 0,196∙32:22,4=0,28 кг

Кількість азоту рівна:

3,93∙0,005=0,0196м³ або 0,0196∙28:22,4=0,024 кг

Маса технічного кисню рівна, кг:

5,309+0,28+0,024=5,613

Таблиця 26 – Склад і кількість газів:

Складаючи	кг	м3	%
СО2	1,003+0,198+0,011=1,212	0,617	11,22
СО	5,74	4,592	83,5
Н2О	0,024+0,016=0,04	0,049	0,89
О2	0,278	0,194	3,52
N2	0,024	0,019	0,34
SO2	0,08	0,028	0,5
Разом	7,374	5,499	99,97

Таблиця 27 – Матеріальний баланс плавки:

Поступило, кг		%	Одержано, кг		%
Чавуну	75,00	66,04	Сталі	92,95	81,73
Скрапу	25,00	22,01	Корольків	0,79	0,69
Залізняку	1,500	1,32	Металу у викидах	1,000	0,89
Плавикового шпату	0,300	0,26	Шлаку	9,889	8,69
Вапно	4,9742	4,38	Газів	7,374	6,48
Футерування	1,100	0,97	Fe2O3(у дим)	1,714	1,50
Техн. Кисню	5,613	5,01
Всього	113,4872	99,99	Всього	113,717	99,98

---

Незв’язність:

113,717-113,4872:113,717∙100=0,20 що в межах допустимого.

Допустимо до 0,20%.

3.2 Розрахунок розкислення сталі

Таблиця 28 – Хімічний склад готової сталі та металу перед розкисленням

	C	Si	Mn	P	S
Сталь	0,13 0,18	0,15 0,30	0,70 1,4	0,040	0,040
Метал перед розкисленням	0,13	0	0,18	0,013	0,021

Сталь 1008 розкислюємо феромарганцем з багатим феросиліціем і алюмініем.

Таблиця 29– Хімічний склад розкислювачів

		C	Si	Mn	P	S	Al	Fe	Інше
FeMn	Mn0,5	0,5	2,0	85	0,3	0,03	-	12,17
FeSi	FC45	0,2	46,5	0,65	0,05	-	-	52,60
Al	Втор						90		10

Визначаємо середній зміст елементів готової сталі

---

Смотрите также файлы

• все лекции по ТП.docx

• Ф.Антропология (1 часть) специалитет.docx

• КВП - Робоча навчальна програма.doc

• Методичка по оформлению работ- новая.doc

• зачёт политология.doc