ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.07.2020
Просмотров: 604
Скачиваний: 3
2. Б.М.Бойченко і ін. Конвертерне виробництво сталі. Дн: РВА „Дніпро-ВАЛ”.
2004.-457с.
3. В.А.Вихлевчук Ковшевая доводка стали Дн: Системные технологии, 2000.-190с.
4. Металлургическая и горнорудная промышленность. №1 2003г. с.27,
5. Металлургическая и горнорудная промышленность. №7 2004г. с.62,
6. Черная металлургии России и стран СНГ в 21 веке №3 94г.с 61. (опыт ММК).
7. А.Б.Гловацкий Внедоменная десульфурация чугуна М Металлургия 1986.-94с.
Розрахуйте кількість десульфуруючих реагентів для зниження змісту сірки у сталі за ковшовим варіантом десульфурації згідно варіанту.
Додаток до практичної роботи №2
|
№ вар |
садка т |
Десульф. ефект |
Дусульфурація Чавуну,кг |
Склад магнієвих гранул % |
|||
|
магний |
кальцій |
титан |
залізо |
||||
|
1 |
100 |
91 |
0,032-0,005 |
78 |
20 |
1,5 |
0,5 |
|
2 |
150 |
91 |
0,031-0,004 |
77 |
21 |
1,4 |
0,6 |
|
3 |
200 |
92 |
0,030-0,005 |
78 |
20 |
1,4 |
0,6 |
|
4 |
180 |
93 |
0,031-0,004 |
77 |
21 |
1,5 |
0,5 |
|
5 |
130 |
92 |
0,032-0,004 |
79 |
19 |
1,5 |
0,5 |
|
6 |
200 |
90 |
0,030-0,005 |
76 |
24 |
1,4 |
0,6 |
|
7 |
300 |
91 |
0,032-0,004 |
77 |
21 |
1,7 |
0,3 |
|
8 |
250 |
92 |
0,030-0,004 |
78 |
20 |
1,4 |
0,6 |
|
9 |
180 |
93 |
0,031-0,005 |
76 |
22 |
1,5 |
0,5 |
|
10 |
100 |
93 |
0,032-0,004 |
77 |
21 |
1,5 |
0,5 |
|
11 |
300 |
92 |
0,032-0,012 |
76 |
24 |
1,5 |
0,5 |
|
12 |
350 |
91 |
0,032-0,013 |
78 |
20 |
1,7 |
0,3 |
|
13 |
250 |
93 |
0,030-0,004 |
75 |
23 |
1,6 |
0,4 |
|
14 |
400 |
92 |
0,031-0,005 |
76 |
22 |
1,4 |
0,6 |
|
15 |
130 |
92 |
0,030-0,004 |
75 |
23 |
1,5 |
0,5 |
|
16 |
180 |
93 |
0,031-0,005 |
77 |
21 |
1,4 |
0,6 |
|
17 |
130 |
92 |
0,030-0,006 |
78 |
20 |
1,5 |
0,5 |
|
18 |
150 |
92 |
0,031-0,004 |
77 |
21 |
1,6 |
0,4 |
|
19 |
200 |
91 |
0,030-0,004 |
78 |
20 |
1,5 |
0,5 |
|
20 |
250 |
93 |
0,031-0,005 |
76 |
22 |
1,4 |
0,6 |
|
21 |
300 |
92 |
0,030-0,005 |
77 |
21 |
1,7 |
0,3 |
|
22 |
350 |
93 |
0,031-0,004 |
76 |
22 |
1,5 |
0,5 |
|
23 |
200 |
92 |
0,030-0,004 |
75 |
23 |
1,6 |
0,4 |
|
24 |
250 |
93 |
0,031-0,004 |
75 |
23 |
1,3 |
0,7 |
|
25 |
100 |
92 |
0,030-0,005 |
74 |
24 |
1,4 |
0,6 |
Практична робота №3
Тема: Розрахунок десиліконізації чавуну на устрою десульфурації чавуну.
Мета: Відпрацювання методики розрахунку (з додатковим пристроєм на УДЧ)
Теоретична частина
Конвертерний процес вимагає постачання чавуну з малими відхиленнями від оптимального хімічного складу і температури, що потрібно для стабілізації конвертеної плавки. Особливість конвертера в тому, що весь процес заснований на теплі екзотермічних реакцій, і при цьому відсутня можливість додаткового нагрівання металу, тим паче, що весь процес плавки здійснюється у короткий час 35-40 хвилин.
Тому головними факторами теплового балансу плавки є вміст хімічних елементів теплоносіїв кремнію, марганцю, вуглецю, фізичної температури чавуну, потрібної кількості десульфураторів.
Від цього залежить шихтовка плавки зі складовими чавун,скрап і шлакоутворюючі матеріали. Вміст кремнію також суттєво впливає на стійкість основної футерівки кон-вертера. Тому вміст кремнію у чавуні повинен бути оптимальний і з малими від-хиленнями.
Технологічними інструкціями конвертерного цеху ПАТ „АМК” передбачене обмеження вмісту кремнію в переробному чавуні марки П-1 0,5-0,9% в П-2 до 0,5 %, але поступає чавун зі вмістом кремнію 1,0,-1,5, а то і до 2,0 %, що викликає проблеми з зайвими витратами шлакоутворюючих матеріалів, зношення футерівки конвертора від агресивної дії кремнезему в окислювальний період плавки внаслідок реакцій:
Sі + О2 = SіО2 і Sі + 2FеО = SіО2 + 2Fе
Проблеми циклічної зміни хімічного складу чавуну при виплавці в доменній печі характерні у всесвітньому досвіді навіть при використанні сучасних методів ведення доменної плавки, а тим паче при поставці рудних матеріалів і коксу з різних місць і при використанні рідкого чавуну від декількох доменних печей водночас.
При впровадженні конвертерного комплексу чавун буде постачатись до конвер-тера після випуску з однієї печі міксеровозом без опосереднення. І тому питання перепадів у вмісту кремнію і сірки в чавуні вкрай важливе.
З сіркою питання вирішується впровадженням устрою десульфурації чавуну (УДЧ) з використанням різних десульфуруючих реагентів за вимогами ступіню де-сульфурації. При потребі передбачена і додаткова запічна десульфурація сталі.
Зараз та розроблена схема не запевнює у її технологічності. Більш досконала - десиліконізація на устрою десульфурації чавуну, тільки іншими реагентами, десиліконізаторами.
Десиліконізація за всесвітнім досвідом здійснюється залізною рудою, окалиною, продувкою пиловидними матеріалами, повітрям, повітрям з добавлення кисню. При цьому тепловой ефект окислення кремнію компенсує охолодження від обробки чавуну, так при окисленні 0,1 % кремнію метал нагрівається на 40оС, що дає запас тепла і на подальшу при потребі десульфурацію. Таким чином, можливо поєднати процеси десиліконізації і десульфурації в одному агрегаті.
Практична частина
З метою стабілізації конвертерної плавки, зниження витрат вапна, підвищення
стійкості футерівки конвертера, плавки за малошлаковою технологією за принципами
енерго- і ресурсозбереження виконуємо розрахунок десиліконізації чавуну до опти-мального вмісту кремнію при вихідних умовах:
1. Чавун випущений з завищеним вмістом кремнію 1,0 %, що для конвертерної
плавки недопустимо.
2. В чавуні достатньо високий вміст вуглецю.
3. Вміст сірки на низькому значенні (що спостерігається при «горячій» домен-
ній плавці).
Таблиця 1. Хімічний склад чавуну до и після десиліконізації, %.
|
Найменування матеріалів |
С |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Cu |
|
не більше |
||||||||
|
Чавун до десиліконізації |
4,30 |
1,00 |
0,65 |
0,110 |
0,015 |
- |
- |
- |
|
Чавун після десиліконізації |
4,10 |
0,50 |
0,55 |
0,110 |
0,015 |
- |
- |
- |
Потрібно розрахувати зниження вмісту кремнію в чавуні з 1,0 до 0,5 %
Для десиліконізації чавуну використовуємо прокатну окалину з цеху гарячої прокатки тонкого листа зі вмістом 90 % Fе2О3 і 10 % FеО, і обпалене вапно у співвідношенні 4 : 1, які вдуваються в рідкий чавун у струменю азоту.
Таблиця 2. Хімічний склад неметалевих матеріалів, %
|
Найменування матеріалу |
SiO2 |
CaO |
MgO |
Al2O3 |
Fe2O3 |
FeO |
H2O |
CO2 |
|
Окалина 80 % |
- |
- |
- |
- |
90,0 |
10,0 |
- |
- |
|
Вапно 20 % |
2,00 |
91,0 |
1,00 |
1,50 |
- |
- |
0,50 |
4,00 |
Визначимо потребу кисню для окислення 0,500 кг кремнію, кг:
0,500 * 32 : 28 = 0,571
Утворюється оксиду кремнію, кг:
0,500 + 0,571 = 1,071
Одночасно з кремнієм окислиться і вуглець з 4,3 до 4,1%, кг:
4,3 – 4,1 = 0,200
Витрати кисню на окислення 0,200 вуглецю до СО складуть, кг:
0,200 * 16 : 12 = 0,267
Утвориться оксиду вуглецю, кг:
0,200 + 0,267 = 0,467
Одночасно окислиться і марганець з 0,650 до 0,550, кг:
0,650 – 0,550 = 0,100
Витрати кисню на окислення 0,100 марганцю до МnО складуть, кг:
0,100 * 16 : 55 = 0,029
Утвориться оксиду марганцю, кг:
0,100 + 0,029 = 0,129
Сумарна витрата кисню, кг:
0,571 + 0,267 + 0,029 = 0,867
Витрати прокатної окалини для внесення в чавун 0,867 кг кисню складуть, кг:
0,90 х * 48 : 160+ 0,10 х * 16 : 72 = 0,867
0,270х + 0,022 х = 0,867. 0,292 х = 0,867. х = 2,969
Витрати прокатної окалини:
2,969 кг на 100 кг чавуну
Розраховуємо витрати вапна У для основності шлаку біля 1,25 зі співвідношення:
СаО : SіО2 = 1,25
У * 0,910 : У * 0,020 + 1,071 = 1,25
У * 0,910 = 1,25 ( 0,020 * У + 1,071)
0,910 У = 0,025 У + 1,339
0,885 У = 1,339
У = 1,513
Витрати вапна складуть 1,513кг/100 кг, або 15,13 кг/т.
Розраховуємо основність шлаку від утворення кремнезему і вдування вапна.
Добавиться оксиду кремнію з вапна, кг:
1,513 * 0,020 = 0,030
Сумарна маса кремнезему, кг:
1,071 + 0,030 = 1,101
Оксиду кальцію від внесення 1,513 кг вапна:
1,513 * 0,910 = 1,377
Маса газу СО від внесення вапна, кг:
1,513 * 0,04 = 0,061
Маса Н2О від внесення вапна, кг:
1,513 * 0,005 = 0,007
Маса оксиду магнію від внесення вапна:
1,513 * 0,01 = 0,015
Маса оксиду алюмінію від внесення вапна:
1,513 * 0,015 = 0,023
Маса газу СО, кг:
0,467 + 0,061 = 0,528
Зниження вмісту сірки при утвореному шлаку не проходить внаслідок окислю-вального характеру процесу десиліконізації і невисокій основності шлаку.
Дефосфорація чавуну також неможлива при вмісту кремнію в чавуні 0,50 %.
Фактична основність шлаку складає без врахування незначної кількості інших оксидів:
1,377 : 1,101 = 1,25
що задовольняє умови стійкості футерівки міксеровозу.
В чавун перейде заліза з окалини, кг:
2,969 – 0,867 = 2,102
Утворюється шлаку, кг:
1,101 + 0,129 +1,377 + 0,015 +0,023 = 2,645
Перейде в шлак заліза в вигляді корольків біля 2,5%, кг:
2,645 * 2,5 : 100 = 0,066
Сумарна маса шлаку складе, кг:
2,645 + 0,066 = 2, 711
Знизиться вміст кремнію, вуглецю, марганцю на 0,500, 0,200 і 0,100 кг відповідно.
Переходить в метал від окалини зі врахуванням зниження вмісту хімічних елементів в чавуні з переходом їх в шлак, кг:
2,102 – 0,500 - 0,200 – 0,100 – 0,066 = 1,236
Таким чином, десиліконізація вносить додатково 1,236 кг/100кг металу.
Таблиця 3. Матеріальний баланс десиліконізації чавуну
|
№ п.п. |
Внесено матеріалів |
кг |
Отримано |
Кг |
|
1 |
Чавуну до десиліконі-зації |
100,000 |
Чавуну після десиліконі-зації |
101,236 |
|
2 |
Прокатної окалини |
2,969 |
Шлаку |
2,711 |
|
3 |
Вапна |
1,513 |
Оксиду вуглецю |
0,528 |
|
4 |
|
|
Н2О |
0,007 |
|
|
Всього: |
104,482 |
Всього: |
104,482 |
Нев’язання = 0.
Витрати десиліконізаторів для зниження вмісту кремнію в чавуні з 1,0 до 0,5 % складають, кг:
2,969 + 1,513 = 4,482 кг, або 44,82 кг/т, біля 4,5 %.
Примітки:
1. За даними літератури для зниження вмісту кремнію в чавуні з 1,0 до 0,5 % витра-
ти окалини і вапна складають 3,5 - 4,8 %, що відповідає даному розрахунку.
2. Замість окалини можливо вдувати повітря з добавкою кисню.
Висновки: дані розрахунку відповідають практиці конвертерних цехів.