ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.07.2020
Просмотров: 984
Скачиваний: 5
A – ширина шлаковика, м;
h – корисна висота шлаковика, м;
h1 – висота вікна із шлаковика в регенератор, м;
H – повна висота шлаковика, м.
У проектованої печі передбачається одна пара повітряних шлаковиків стаціонарного типу. Ємність двох шлаковиків повинна забезпечити місткість плавильної пилі на протязі усієї компанії по своду при умові заповнення шлаковиків на 80% їх об’єму.
Кількість шлаку, який садиться в шлаковиках за плавку:
Q = q × T, т
Маса шлаку за компанію печи по своду:
G = Q × n, т.
Маса шлаку в одному шлаковіку:
М = G/2, т
Додаток6
Робочий простір
|
варіант |
1/11 |
2/12 |
3/13 |
4/14 |
5/15 |
6/16 |
7/17 |
8/18 |
9/19 |
10/20 |
|
показники |
Ємкість печі, т |
|||||||||
|
50 |
70 |
85 |
130 |
200 |
300 |
400 |
600 |
800 |
900 |
|
|
Площа пода на рівні порогів робочих вікон S, м2 |
30 |
37 |
44 |
54 |
70 |
85 |
100 |
125 |
150 |
160 |
|
Ширина пода Е, м3 |
3,3 |
3,65 |
3,93 |
4,3 |
4,8 |
5,2 |
5,55 |
6,0 |
6,3 |
6,4 |
|
Коефіцієнт ємкості ванни, К |
0,48 |
0,49 |
0,495 |
0,5 |
0,51 |
0,535 |
0,56 |
0,62 |
0,65 |
0,665 |
|
Відношення об’єму вільного робочого простру к садки печі W/T=с, м3/т |
1,23 |
1,16 |
1,14 |
1,04 |
0,98 |
0,85 |
0,78 |
0,67 |
0,62 |
0,61 |
|
Довжина плавильного простору L1, м |
9,95 |
11,0 |
12,15 |
13,55 |
15,65 |
17,45 |
19,2 |
22,1 |
25,2 |
26,5 |
|
Товщини своду р.п.д., мм Основні кільця Реброві кільця |
380 460 |
380 460 |
380 460 |
380 460 |
460 520 |
460 520 |
460 520 |
460 520 |
520 - |
520 - |
|
Кількість завал. вікон |
3 |
3 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
7 |
7 |
|
Висота завалювальних вікон, мм |
1100 |
1200 |
1300 |
1300 |
1450 |
1500 |
1500 |
1600 |
1700 |
1700 |
|
Ширина вікна, мм Верху внизу |
1150 1150 |
1200 1200 |
1250 1250 |
1250 1250 |
1350 1100 |
1450 1200 |
1450 1200 |
1800 1600 |
1800 1600 |
1800 1600 |
|
Товщ. передн. стінки на рівні порогів робоч. вікон (с наварк.) В1, мм |
800 |
800 |
800 |
825 |
900 |
900 |
900 |
900 |
900 |
900 |
|
Верху кладка з цегли В3, мм |
450 |
450 |
575 |
575 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
|
варіант |
1/11 |
2/12 |
3/13 |
4/14 |
5/15 |
6/16 |
7/17 |
8/18 |
9/19 |
10/20 |
|
показники |
Ємкість печі, т |
|||||||||
|
50 |
70 |
85 |
130 |
200 |
300 |
400 |
600 |
800 |
900 |
|
|
Виліт арматури (ізгиб стійок передньої стінки) П1, мм |
250 |
250 |
250 |
250 |
300 |
300 |
350 |
400 |
400 |
400 |
|
Загальна товщ. задньої стінки на рівні порог. робочих вікон, з наварк.В2 мм У тому числі магнезит цеглина, мм Простий шамот |
950 700 115 |
950 700 115 |
1000 810 115 |
1050 810 115 |
1150 880 115 |
1200 930 115 |
1200 930 115 |
1300 1150 115 |
1400 1150 115 |
1400 1150 115 |
|
Товщина задньої стінки у верху, під зводом В4, мм |
575 |
575 |
575 |
700 |
700 |
775 |
775 |
775 |
775 |
775 |
|
Виліт арматури (згиб задньої стійки) П2, мм |
675 |
675 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
700 |
750 |
|
Загальна товщина подини (в середині печі) а, мм В тому числі Магнезитова наварка а5 Магнезитова цеглина а; Шамот звичайний а3 Шамот пористий а2 Азбест а1 |
900 215 530 70 65 20 |
900 215 530 70 65 20 |
930 245 530 70 65 20 |
1050 230 690 120 - 20 |
1080 250 690 120 - 20 |
1170 225 805 128 - 20 |
1200 255 85 120 - 20 |
1250 260 805 185 - 20 |
1270 280 805 185 - 20 |
1270 280 805 185 - 20 |
Практична робота № 7
Тема: Розрахунок матеріального балансу плавки в мартенівській печі
Мета работи: Навчитися розроховувати матеріальний баланс для мартенівської печі.
Мартенівські печі середньої і великої місткості, що діють в денний час, опалюються природним газом з добавкою або без добавки мазуту, а також з інтенсифікацією процесу киснем. При цьому практично виключається з процесу залізняк.
У справжньому розрахунку передбачено продування ванни киснем з середньою і підвищеною інтенсивністю. Розрахунок ведеться на 100 кг металевої шихти (чавун +скрап).
При складанні матеріального балансу визначаються:
- вміст елементів в металі перед розкисленням;
- середній склад металошихті;
- кількість що видаляються з металу по ходу плавки домішок, витрата кисню на їх окислення, склад первинного шлаку;
- загальна витрата кисню на плавку;
- витрата вапняку, винищити і бокситу;
- всі види втрат металу і уточнений вихід придатного;
- склад і кількість газів, що виділяються з ванни;
- зведений баланс плавки перед розкислюванням;
- розрахунок розкислювання стали з перевіркою складу готового металу.
Нижче приведений приклад розрахунку матеріального балансу плавки в мартенівській печі місткістю 300 т стали марки А36.
Приклад розрахунку матеріального балансу плавки.
Ісходні дані
В таблиці 1 приведений масовий вміст елементів в готовій сталі мазкі А36.
Таблиця 1 масовий вміст елементів в готовій сталі мазкі А36,%
|
Марка стали |
Стандарт |
Масовий зміст елементів |
||||
|
С |
Мп |
Si |
Не більш |
|||
|
Р |
S |
|||||
|
А36 |
ГОСТ 5521-93 |
0.14-0.18 |
0.90-1.60 |
0.15-0.50 |
0.035 |
0.035 |
Таблиця 2 масовий вміст елементів в металевій частині шихти %.
|
Матеріал |
Стандарт |
Масовий зміст елементів |
||||
|
С |
Мп |
Si |
Р |
S |
||
|
Чавун передільний |
ДСТУ 31 33-95 |
4.41 |
1.0 |
0.7 |
0.12 |
0.04 |
|
Скрап 45% |
ДСТУ 2787-94 |
0.20 |
0.40 |
0.30 |
0.03 |
0.05 |
Місткість мартенівської печі - 300 т.
Інтенсивність продування через одну склепінну кисневу фурму - 1800 м3/час.
Зміст сталевого скрапу у складі металошихти - 45%.
Кількість міксерного шлаку, що зливається з рідким чавуном, - 0.8% від маси чавуну.
Зміст: сміття в скрапі - 2%,
окалини в скрапі - 1% від маси в скрапі.
Приймаємо:
а) витрата, кг/м: материалу зведення - 0.5;
подини - 1.0;
сирого доломиту - 8.0;
обпаленого доломиту - 10.0;
кінцевого шлаку - 5.0;
б) попередній вихід рідкої сталі - 90%.
Розрахунок ведомо на 100 кг металошихты.
Розрахункова частина
Маса рідкого чавуну з миксерным шлаком: 100-45=55 кг
Маса
миксерного шлаку 55
Маса
сміття скрапу 45
=
0,9000 кг
Маса
окалини скрапу 45
=0,4500
кг
Маса рідкого чавуну (без миксерного шлаку): 55-0,44=54,5600 кг
Маса сталевого скрапу (без сміття і окалина): 45-0,900-0,4500=43,6500 кг
У таблиці 3 приведений масовий вміст компонентів в неметалічній частині шихти.
Таблиця 3- масовий вміст компонентів в неметалічній частині шихти, у відсотках
|
матеріал |
Стандарт |
Масовий вміст компонентів |
||||||||||
|
CaO |
MgO |
MnO |
FeO |
SiO2 |
P2O5 |
Fe2O3 |
Al2O3 |
S |
CO2 |
H2O |
||
|
Шлак міксерний |
- |
47.0 |
4.0 |
1.5 |
1.5 |
39.5 |
- |
- |
6.0 |
1.5 |
- |
- |
|
Шлак кінцевий |
- |
48.8 |
10.0 |
5.0 |
12.0 |
17.0 |
2.0 |
3.0 |
2.0 |
0.2 |
- |
- |
|
Окалина скрапу |
- |
- |
- |
- |
31.0 |
- |
- |
69.9 |
- |
- |
- |
- |
|
Сміття скрапу |
- |
- |
- |
- |
- |
70.0 |
- |
- |
25.0 |
- |
- |
- |
|
Матеріал своду |
- |
2.0 |
66.0 |
- |
- |
6.5 |
- |
5.0 |
4.0 |
Cr2O3=46.5% |
||
|
Матеріал подини |
- |
1.3 |
93.5 |
- |
- |
2.0 |
- |
2.1 |
1.1 |
- |
- |
- |
|
Доломіт опалений |
ДОСТ 10389-63 |
53.3 |
38.8 |
- |
- |
1.0 |
-- |
3.7 |
3.8 |
- |
- |
- |
|
Доломіт серий |
ДОСТ 10357-63 |
44.2 |
10.4 |
- |
- |
1.6 |
- |
0.7 |
0.3 |
- |
41.0 |
1.8 |
|
Вапняк |
- |
53.3 |
0.7 |
- |
- |
1.6 |
0.03 |
0.7 |
0.8 |
0.1 |
42.57 |
- |
|
Вапно |
- |
91.2 |
0.7 |
- |
- |
2.8 |
- |
- |
1.5 |
0.1 |
3.2 |
0.5 |
|
Боксит (Б-6) |
ДОСТ 972-74 |
4.0 |
- |
- |
- |
20.0 |
- |
18.0 |
52.0 |
- |
- |
6.0 |
Визначаємо середній масовий зміст елементів в металошихті. Для цього масу чистих складових шихти (чавуну і скрапу) умножаемо на процентний зміст данного элементу в ньом і ділимо на 100.
чавун
С 4,41×54,56/100=2,4061
Мп 1,0×54,56/100=0,5456
Si 0,7×54,56/100=0,3819
Р 0,12×54,56/100=0,0655
S 0,04×54,56/100=0,022
скрап
С 0,20×43,65/100=0,0873
Мп 0,40×43,65/100=0,1746
Si 0,30×43,65/100=0,1310
Р 0,03×43,65/100=0,0131
S 0,05×43,65/100=0,0219
У таблицю 4 вносимо результати розрахунку.
Таблиця 4 середній масовий зміст елементів в металошихті.
|
— |
Маса, кг |
С |
Мп |
Si |
Р |
S |
|
Чавун рідкий |
54,56 |
2,4061 |
0,5456 |
0,3819 |
0,0655 |
0,022 |
|
Скрап сталевої |
43,65 |
0,0873 |
0,1746 |
0,1310 |
0,01310 |
0,0219 |
|
Середній склад металоших |
— |
2,4934 |
0,7202 |
0,5129 |
0,0786 |
0,0439 |
Визначаємо зміст елементів в металі перед розкислюванням:
- вуглецю
.
де [С]міп.г.с, [С]max. г.с. - відповідно мінімально і максимально допустимі значення змісту вуглецю в готовій сталі (таблиця 1);
∆С - кількість вуглецю, що вноситься розкислювачами
(коливається в межах 0,01-0,04%).
Приймаємо
∆С = 0.02%. Тоді [C]п.р.=
- кремнію [Si]пр =0;
- марганцю.
Залежно від змісту марганцю в металошихті коливається в межах 0.08-0,18%. Приймаємо [Mn]пр. =0.15%;
- фосфору.
Залежить від режиму скачування первинного шлаку, зміст фосфору в чавуні коливається в межах 0.008-0.02%. Приймаємо [Р]пр = 0.020%;
- сірка
Приймається з розрахунку видалення по ходу процесу 30-50% сірки металошихти. Приймаємо, що віддаляється 40% сірі металошихти.
Тоді
Оскільки вихід приданного металу заздалегідь прийнятий рівним 90%, то в металі перед розкислюванням залишиться наступний зміст елементів, кг:
[С] = [С]п.р.х0,9 =0,14х 0,9=0,126;
[Мп] = [Мп]п.рх0,9=0,15x 0,9=0,135;
[Р] = [Р]п.р.х0,9=0,020х 0,9=0,018;
[S] = [SJn.P.x0,9=0,026x0,9=0,0234
Визначаємо кількість домішок, яка віддаляється з металу по ходу плавки, Для цього з середнього змісту кожного елементу в металошихті віднімаємо вміст даного елементу в металі перед розкисленням (по вертикалі) і остаточно складаємо (по горизонталі).
С 2,4934-0,1260=2,3674
Мп 0,7202-0,1350=0,5852
Si 0,5129-0,000=0,5129
Р 0,0786-0,018=0,0606
S 0,0439-0,0234=0,0205
3,5466
Результати розрахунку приведені в таблиці 5.
Таблиця 5- визначаємо кількість домішок, яка віддаляється з металу по ходу плавки.
|
|
С |
Мп |
Si |
Р |
S |
Сума |
|
Середній склад металлошихти |
2,4934 |
0,7202 |
0,5129 |
0,0786 |
0,0439 |
– |
|
Домішки металу перед розкислюв |
0,1260 |
0,1350 |
0,0000 |
0,018 |
0,0234 |
— |
|
Віддаляється домішок |
2,3674 |
0,5852 |
0,5129 |
0,0606 |
0,0205 |
3,5466 |
Визначимо витрату кисню на окислення домішок, використовуючи дані таблиці 5 і реакції окислення. Оскільки при видаленні сірі з металу і її скріпленні в шлаку виділяється кисень, то цю кількість віднімають з суми витрати кисню на окислення решти елементів. Для отримання таблиці 6, по вертикалі 1 колонка –береться з таблиці 5
Кількість оксидів, що утворюються, знаходимо шляхом складання витрати кисню і елементу, що окислюється (останній стовпець таблиці 6)
С ( ---------- дивись нижче)
С 0,2374+0,6313=0,8680
Мп 0,5852+0,1702=0,7555
Si 0,5129+0,5862=1,0991
Р 0,0606+0,0782=0,1388
S 0,0205+(-0,01025)=0,0103
Для того щоб розрахувати кількість оксиду С, що утворюються (5 стовпчик верхня строка ) необхідно скласти 2 і 4 стовпчики 3,5466+4,2966=7,8433
І від цієї суми утворюючих оксидів віднімаємо:
7,8433-0,0103-0,1388-1,0991-0,7555-0,8680=4,9716
Отримані дані зводимо в таблицю 6.
Таблиця 6- кількість оксидів, що утворюються.
|
Элемент |
Віддаляється по ходу плавки, кг |
Реакція |
Потрібний кисню на окислення домішок, кг |
Утворюється оксидів, кг |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
С |
2,3674 |
[С]+0,5{
O |
2,3674x90x16/1200=2,8409 2,3674x10x32/1200=0,6313 |
4,9716 0,8680 |
|
Мп |
0,5852 |
[Мп]+0,5{O}=(МпО) |
0,5852x16/55=0,1702 |
0,7555 |
|
Si |
0,5129 |
[Si]+{
O |
0,5129x32/28=0,5862 |
1,0991 |
|
Р |
0,0606 |
2[Р]+2,5{O |
0,0606x80/62=0,0782 |
0,1388 |
|
S |
0,0205 |
(FеS)+(CaO)= (CaS)+(FeO) |
0,0205х(-16/36) = -0,01025 |
0,0103 |
|
|
3,5466 |
— |
4,2966 |
7,8433 |
}={CO}
[С]+{O
}Приймаємо, що в первинний шлак переходять:
- шлакообразуючі оксиди від окислення домішок металошихти (з таблиці 6);
- міксерний шлак, окалина і сміття сталевого скрапу, весь кінцевий шлак, матеріал подіни і зведення, сирий і обпалений доломіт;
- частина вапняку (приймаємо рівним 2.5%).
Визначаємо масовий вміст компонентів в первинному шлаку. Для цього витрата вказаних складових шихти і заправних матеріалів, а також вапняку, умножаємо на зміст даного компоненту (з'єднання) з таблиці 3. Набутих по горизонталі значень складаємо по вертикалі, а цифри останньої рядки - по горизонталі, отримуючи остаточно кількість первинного шлаку (без урахування окислення заліза).
|
Внесено |
Засвоєн ванною |
SіО |
|
1 |
2 |
3 |
|
Металлошихтой |
- |
із таб.6 дивись стовпчик 5: 1,0991 |
|
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 39,5×0,4400/100=0,1738 |
|
Сміттям скрапу |
0,9000 |
із таб.3. 70×0,9000/100=0,6300 |
|
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб. 17×0,5/100=0,0850 |
|
Матеріал. зведення |
0,0500 |
із таб.3 6,5×0,0500/100=0,0032 |
|
Матеріал.подіни |
0,1000 |
із таб.3 2,0×0,100/100=0,0020 |
|
Сирим доломітом |
0,8000 |
із таб.3 1,6×0,8000/100=0,0128 |
|
Обпален.доломітом |
1,0000 |
із таб.3 1,0×1,000/100=0,0100 |
|
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 1, 6×2,500/100=0,0400 |
|
Разом |
|
2,0559 |
|
Внесено |
Засвоєн ванною |
Аl |
|
Металлошихтой |
- |
---------------------------------------- |
|
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 6,0×0,4400/100=0,0264 |
|
Сміттям скрапу |
0,9000 |
із таб.3. 25,0×0,9000/100=0,2250 |
|
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 2,0×0,5/100=0,0100 |
|
Матеріал. зведення |
0,0500 |
із таб.3 4,0×0,0500/100=0,0020 |
|
Матеріал.подіни |
0,1000 |
із таб.3 1,1×0,100/100=0,0011 |
|
Сирим доломітом |
0,8000 |
із таб.3 0,3×0,8000/100=0,0024 |
|
Обпален.доломітом |
1,0000 |
із таб.3 3,8×1,000/100=0,0380 |
|
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 0,8×2,500/100=0,0200 |
|
Разом |
|
0,3249 |
|
Внесено |
Засвоєн ванною |
СаО |
|
1 |
2 |
5 |
|
Металлошихтой |
- |
---------------------------------------- |
|
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 47,0×0,4400/100=0,2068 |
|
Сміттям скрапу |
0,9000 |
---------------------------------------- |
|
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 48,8×0,5/100=0,244 |
|
Матеріал. зведення |
0,0500 |
із таб.3 2,0×0,0500/100=0,001 |
|
Матеріал.подіни |
0,1000 |
із таб.3 1,3×0,100/100=0,0013 |
|
Сирим доломітом |
0,8000 |
із таб.3 44,2×0,8000/100=0,3536 |
|
Обпален.доломітом |
1,0000 |
із таб.3 53,3×1,000/100=0,5330 |
|
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 53,3×2,500/100=1,3325 |
|
Разом |
|
2,6722 |
|
Внесено |
Засвоєн ванною |
MgO |
|
1 |
2 |
6 |
|
Металлошихтой |
- |
---------------------------------------- |
|
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 4,0×0,4400/100=0,0176 |
|
Сміттям скрапу |
0,9000 |
---------------------------------------- |
|
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 10,0×0,5/100=0,05 |
|
Матеріал. зведення |
0,0500 |
із таб.3 66,0×0,0500/100=0,033 |
|
Матеріал.подіни |
0,1000 |
із таб.3 93,5×0,100/100=0,094 |
|
Сирим доломітом |
0,8000 |
із таб.3 10,4×0,8000/100=0,083 |
|
Обпален.доломітом |
1,0000 |
із таб.3 38,8×1,000/100=0,388 |
|
Вапняком |
2,500 |
із таб.3 0,7×2,500/100=0,0175 |
|
Разом |
|
0,6831 |
|
Внесено |
Засвоєн ванною |
МnО |
|
1 |
2 |
7 |
|
Металлошихтой |
- |
із таб.6 0,7555 |
|
Міксерним шлаком |
0,4400 |
із таб.3. 1,5×0,4400/100=0,0066 |
|
Сміттям скрапу |
0,9000 |
---------------------------------------- |
|
Кінцевим шлаком |
0,5000 |
із таб 3. 5,0×0,5/100=0,025 |
|
Матеріал. зведення |
0,0500 |
---------------------------------------- |
|
Матеріал.подіни |
0,1000 |
---------------------------------------- |
|
Сирим доломітом |
0,8000 |
---------------------------------------- |
|
Обпален.доломітом |
1,0000 |
---------------------------------------- |
|
Вапняком |
2,500 |
--------------------------------------- |
|
Разом |
|
0,7871 |