Файл: Metod_vkaz_prakt_rab_VS_15_prakt.doc

Додаток 7

Данні для розрахунку матеріального балансу мартенівської плавки

№ варианта	Доля чавун	Зміст чугуна, %					Доля скрап	Зміст скрапа, %
		С	Мn	Si	S	P		С	Мn	Si	S	P
1	45	4,40	0,98	0,71	0,04	0,12	55	0,2	0,4	0,31	0,05	0,025
2	46	4,26	0,98	0,71	0,04	0,12	54	0,21	0,41	0,31	0,045	0,025
3	47	4,33	0,96	0,72	0,04	0,11	53	0,22	0,42	0,32	0,046	0,026
4	48	4,41	0,98	0,73	0,04	0,12	52	0,23	0,40	0,33	0,044	0,026
5	49	4,32	0,99	0,74	0,04	0,12	51	0,24	0,44	0,34	0,045	0,026
6	50	4,39	0,95	0,75	0,035	0,12	50	0,2	0,41	0,3	0,045	0,026
7	51	4,38	0,98	0,76	0,036	0,12	49	0,2	0,41	0,3	0,046	0,025
8	52	4,39	0,85	0,71	0,037	0,12	48	0,2	0,40	0,3	0,05	0,030
9	53	4,38	0,96	0,71	0,038	0,12	47	0,2	0,41	0,25	0,05	0,03
10	54	4,36	0,95	0,72	0,039	0,11	46	0,2	0,40	0,29	0,05	0,029
11	55	4,39	1,01	0,80	0,04	0,12	45	0,23	0,40	0,26	0,05	0,03
12	56	4,40	1,05	0,81	0,041	0,11	44	0,21	0,41	0,29	0,05	0,031
13	57	4,41	1,01	0,82	0,042	0,12	43	0,22	0,42	0,28	0,05	0,032
14	58	4,42	1,03	0,83	0,043	0,12	42	0,23	0,43	0,26	0,05	0,033
15	59	4,42	1,02	0,84	0,044	0,12	41	0,24	0,44	0,28	0,045	0,034
16	60	4,33	1,03	0,85	0,04	0,13	40	0,21	0,4	0,25	0,046	0,03
17	61	4,36	1,03	0,86	0,04	0.12	39	0,21	0,4	0,26	0,046	0,031
18	62	4,34	1,01	0,87	0,04	0,12	38	0,22	0,4	0,27	0,047	0,03
19	63	4,34	1,04	0,88	0,04	0,11	37	0,22	0,4	0,29	0,048	0,03
20	64	4,45	1,02.	0,89	0,04	0,12	36	0,20	0,40	0,29	0,049	0,03
21	65	4,41	1,00	0,71	0,04	0,12	35	0,20	0,41	0,3	0,046	0,03
22	66	4,41	1,02	0,71	0,04	0,11	34	0,21	0,41	0,31	0,047	0,026
23	67	4,40	1,06	0,71	0,04	0,12	33	0,22	0,42	0,32	0,048	0,028
24	68	4,40	1,01	0,72	0,04	0,12	32	0,20	0,43	0,31	0,05	0,026
25	69	4,38	1,07	0,70	0,04	0,12	31	0,21	0,41	0,31	0,05	0,026

---

Додаток7а

Масовий зміст елементів у сталі

Варіант	Марка сталі	Масовий зміст елементів у готовій сталі
		С	Мп	Si	S	Р
					не більш	не більш
1	Зсп	0,14- 0,20	0,40-0,65	0,15-0,30	0,050	0,040
2	5сп	0,28-0,37	0,50-0,80	0,20-0,40	0,050	0,040
3	10	0,07-0,14	0,35-0,65	0,17-0,37	0,040	0,035
4	20	0,17-О,24	0,35-0,65	0,17-0,37	0,040	0,035
5	А515-6	0,14-0,21	0,60-0,90	0,15-0,40	0,035	0,035
6	А36	0,15-0,20	0,85-1,15	0,17-0,37	0,040	0,040
7	St 37-2	0,12-0,17	0,40-0,60	0,15-0.30	0,035	0,035
8	St44-2	0,15-0,20	0,40-0,60	0,10 -0,25	0,040	0,040
9	15Г	0,12-0,19	0,70-1,00	0,17-0,37	0,035	0,035
10	St 52-3	0,15-0,20	1,2-1,60	0,35-0,55	0,030	0,035
11	17ГС	0,14-0,20	1,00-1,40	0,40-0,60	0,030	0,030
12	А	0,17-0,21	0,40-1,00	0,15-0,30	0,040	0,040
13	Е	0,13-0,18	0,70-1,40	0,15-0,30	0,040	0,040
14	D40	0,12-0,18	0,90-1,60	0,15-0,30	0,035	0,035
15	А 572-50	0,14-0,20	0,85-1,25	0,15-0,40	0,050	0,040
16	А 516-55	0,12-0,18	0,60-0,90	0,15-0,40	0,035	0,035
17	А 516-70	0.14-0,22	0,85-1,21	0,15-0,40	0,035	0,035
18	АВ/ЕН	0,12-0,18	1,20-1,60	0,17-0,50	0,040	0,040
19	А 572-65	0,14-0.23	0,90-1,30	0,15-0,40	0,050	0,040
20	А 572-60	0,14-0,25	0,90-1,30	0,15-0,40	0,050	0,040
21	А 572-42	0,14-0,20	0,85-1,25	0,15-0,40	0,050	0,040
22	LRA	0,14-0,22	0,30-0,60	0.17-0.37	0,030	0,040
23	ЗПС	0,14-0,22	0,40-0,65	0,05-0,17	0,050	0,040
24	SS400	0.14-0,22	0.40-0.60	0,17-0,37	0,030	0,030
25	30	0,27-0,35	0,50-0,80	0,17-0,37	0,040	0,035

---

Практична робота № 8

Тема: Розрахунок розкислювання мартенівської сталі.

Розкислювання сталі проводять, виходячи з рекомендацій методичних вказівок

Порядок розрахунку:

а) визначають середній вміст Мп і Si в готовій сталі;

б) вибирають вид феросплаву для розкислювання і легування стали;

в) вибирають чад елементів з феросплавів;

г) визначають витрату марганецьвмісних феросплавів;

д) визначають збільшення виходу придатного після присадки марганецьвмісних матеріалів;

е) визначають вміст кремнію в металі після присадки марганецьвмісних феросплавів;

ж) при недоліку до середнього вмісту кремнію в спокійній сталі розраховують потрібну кількість феросиліцію;

з) визначають приріст виходу придатного за рахунок присадки феросиліцію;

и) визначають витрату алюмінію і приріст виходу придатного після його введення

к) перевіряють масові вміст елементів в готовій сталі після введення всіх феросплавів.

Визначаємо середній вміст кремнію і марганцю в готовій сталі

1.Розрахунок необхідної кількості розкислювачів

а) середньо задане вміст елементів в готовій сталі

[%Si]ср % (1)

[%Mn]ср (2)

б) не дістає елементів до середньо заданого в готовій сталі:

кремнію: [%Si] = [%Si]ср -[%Si] до = 0,33-0 = 0,33% (3)

марганцю: [%Mn] = [%Mn]ср - [%Mn] до = 1,25-0,15 = 1,1% (4)

необхідну кількість розкислювачів визначаємо по формулі

(5)

де М_раск – кількість досаджуваного розкислювача, кг

[%m] – бракує елементу до середньо заданого складу в готовій сталі, %

М_кмет - кількість рідкого металу в кінці продування плавки, кг;

а – чад елементу розкислювача в ковші при сливі %;

В - вміст елементу в розкислювачі %.

Приймаємо чад елементу розкислювачів С – 16 %; Si – 18%; Mn – 15%.

Таблиця 1 – Варіант розкислювання.

Тип стали	Варіант розкислювання
Кипляча	Ферромарганцем
Спокійна	Ферромарганцем і багатим феросиліцієм, або силікомарганец

Таблиця 2– Хімсостав розкислювачів

Феросплав	Марка	Стандарт	Вміст елементів, %
			C	Si	Mn	P	S	Fe	Al	інше
Сілекомарганець	СМн20	ГОСТ 4756-77	1,1	26,64	65,6	0,13	0,03	6,5	-	-
алюміній	Втор.	ГОСТ 295-83	-	-	-	-	-	-	90	10

Таблиця 3 – Хімсостав розкислювачів.

Феросплав	Вміст елементів %
	С	Si	Mn	P	Fe	∑
Феромарганець Феросиліцій 45%й	6,5 0,20	1,1 46,5	74,8 0,65	0,30 0,05	17,3 52,6	100,0 100,0
Сілікомарганець	1,1	18,5	65,6	0,2	14,6	100,0

Розкислювання стали марки А 36 розрахуємо силікомарганцем

Витрати силікомарганца кг

---

Таблиця 4 – вноситься в метал розкислювачим

Элемент	Вноситься силікомарганцєм	М раскис.
С	1,819	0,017
Si	1,819	0,3974
Mn	1,819	1,014
P	1,819	0,0024
S	1,819	0,0055
Fe	1,819	0,1182
∑	1,5545	1,5545

2 Вихід рідкої сталі після розкислювання

Вихід рідкої сталі в ковші рівний

М_ст=92,201+1,5545=93,7555 кг

3. Вміст елементів в готовій сталі визначаємо по формулі:

[%Э]ст. %

де, М -вноситься в метал розкислювачим

М -метал перед розкисленням

Мст - вихід рідкої сталі в ковші рівний

Вміст алюмінію в готовій сталі приймаємо згідно калькуляції собівартості сталі рівним 0,02%. Зміст S у готовому металі не перевіряємо, і її зміст у силикомарганца дуже малий , а зміст у металі перед розкисленням нижче вимогаючого ДСТУ.

Розрахункова кількість розкислювачів забезпечує вимогаючих змістових елементів у готової марки сталі.

---

Практична робота № 9

Тема: Розрахунок теплового балансу мартенівської плавки

При складанні теплового балансу визначаються його прибуткові і витратні статті.

У прибутковій частині визначають: фізичне тепло чавуну, залежне від його температури; тепло екзотермічних реакцій; тепло шлакоутворення; хімічне тепло палива (що тепло вноситься долями природного газу і мазуту або одного природного газу); тепло нагрітого в регенераторах повітря і загальний прихід тепла.

У витратній частині визначають: фізичне тепло на нагрів стали і шлаку; тепло, що відноситься продуктами згорання і газами, що виділяються з ванни; на нагрів і відновлення вапняку, а також втрати тепла через футерування і інші джерела.

Шляхом прирівнювання прибуткової і витратної частин балансу визначають тепло, що вноситься паливом. Потім складається зведений тепловий баланс.

Піч опалюються природним газом і мазутом.

Приймаємо:

- витрата мазуту 30 % по теплу;

- коефіцієнт надлишку повітря п=1,2;

- температуру чавуну при заливці в пекти - 1 300 °С;

- температуру стали перед розкислюванням - 1620 °С;

I. Прихід тепла

1.1 Фізичне тепло чавуну (Q ), що заливається, кДж.

Q =η ×(Сч ×t +q +С (t -t ))

де η - частка (маса) рідкого чавуну в металошихте, кг (за завданням);

Сч - середня теплоємність твердого чавуну від 0°С до температури плавлення, кДж/кг град.

Складає Сч = 0,755 кДж/кг×град;

t - температура плавлення чавуну °С.

Приймаємо t - =1180 °С (коливається в межах 1150-1200 °С);

q - прихована теплота плавління твердого чавуну, кДж/кг.

Складає q - =218 кДж/кг

С - середня теплоємність рідкого чавуну, кДж/кг×град.

Складає С =0,92 кДж/кгград;

t - температура рідкого чавуну, що заливається °С (за завданням).

Тоді

Q = 55× (0,755 ×118О + 218 + 0,92×(1300 -1180)] = 67062 кгДж.

1.2. Тепло екзотермічних реакцій окислення домішок (Q ), кДж

С→СО Q ×0,9× η спр= Q

С→СО Q ×0,1× η спр= Q

Si→SіO Q × η = Q

Mn→MnO Q × η = Q

P→P O Q ×η = Q

Fe→F O (шлак) Q ×η = Q

Fe→FeO Q ×η = Q

Fe→ F O (дим) Q ×η = Q

де Qєф - теплові ефекти реакцій окислення домішок, кДж/кг;

η пр - кількість відповідних домішок, що окислюються, кг (дивись таблицю 6 матеріального балансу плавки, 2 стовпчик ).

Тоді

С→СО 10470×2,3674×0,9=22308

С→СО 34090×2,3674×0,1=8071

Si→ SіO 31100×0,5129=15951

Mn→MnO 7370×0,5852=4313

P→P O 25000×0,0606 ( т.9 Сг O )=1515

Fe→F O (шлак) 7370×0,3943( т.8 А) =2876

Fe→FeO 4820× ( 1,7542+0,2061 )=9466

Fe→ F O (дим) 73 70×0,416( після т.12)=3066

Q =67566 кДж

1.3 Тепло шлакоутворення (Q ), кДж.

Вважаємо, що при формуванні шлаку що знаходяться в нім SіO і P O утворюють з'єднання (CaO) × SіO і (СaО) × P O з виділенням тепла по реакціях:

SіO +2CaO=(CaO) × SіO

P O +4СаО=(СaО) × P O

Q = η ×Q + η × Q

де η , η - маса оксидів, що утворюються, кг;

Q , Q - тепло від витрати 1 кг оксидів на утворення з'єднення, кДж/кг, дивись табл.6. стовбчик5.

2320×1,0991=2550

4740×0,1388=658

Q =3208 кДж.

1.4 Хімічне тепло палива позначимо через "X". При опалюванні печі природним газом і мазутом і при витраті мазуту 30% по теплу, тепло, те, що вноситься Хімічне тепло складе 0,7 Х кДж, а тепло, що вноситься мазутом 0,З Х кДж.

---