Проектирование отделения конвертеров для выплавки стали

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Декабря 2011 в 14:19, курсовая работа

Краткое описание

Состав конвертерного цеха: два 350-тонных конвертера; три МНЛЗ криволинейного типа.
Сталь выплавляется в 350-тонных конвертерах с продувкой чистым кислородом сверху при интенсивности подачи кислорода 600-800м3/мин или 1000-1300м3/мин.
Кислородно-конвертерный процесс с верхней продувкой заключается в продувке жидкого чугуна кислородом, подводимым к металлу сверху через сопла водо-охлаждаемой фурмы. При этом выгорают примеси чугуна - углерод, кремний, марганец, сера, фосфор и т.д. Кислород подается в конвертер под давлением 1 - 1.5 МПа по водо-охлаждаемой фурме. Вода под давлением 0.6-1МПа подается в пространство между внутренней и средней трубами фурмы и удаляется из пространства между внешней и средней трубой, обеспечивая охлаждение фурмы.

Содержание работы

Введение
Перечень условных обозначений
1 ОСНОВНЫЕ ГРУЗОПОТОКИ КОНВЕРТЕРНОГО ЦЕХА 14
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОНВЕРТЕРА 17
2.1 Количество и вместимость конвертеров 17
2.2 Формы профиля рабочего объема конвертеров 18
2.3 Удельная интенсивность продувки и удельный объем конвертера 19
2.4 Расчет профиля рабочего объема конвертера 19
3 РАСЧЕТ ТРАКТА ПОДАЧИ КИСЛОРОДА И ФУРМ ДЛЯ ПРОДУВКИ СВЕРХУ 21
3.1 Исходные данные для расчета тракта подачи кислорода и фурм 21
3.2 Расчет тракта подачи кислорода 21
3.3 Расчет сопел и параметров струй кислорода при истечении из сопел 23
4 ПРОГРАММА ПРОИЗВОДСТВА 25
5 ПОТРЕБНОСТЬ В МАТЕРИАЛАХ И ЭНЕРГОРЕСУРСАХ 26
5.1 Расходные коэффициенты материалов 26
5.2 Расходные коэффициенты энергоресурсов 27
5.3 Конвертерное отделение 28
5.4 Отделения непрерывной разливки стали 28
5.5 Потребность в материалах и энергоресурсах
6 РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ
6.1 Приход тепла
6.2 Расход тепла 32
7 ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ОКГ И ГАЗООТВОДЯЩЕГО ТРАКТА КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТЕРА 36
7.1 Общая характеристика газоотводящих трактов 36
7.2 Техническая характеристика ОКГ-400 38
7.3 Поверочный расчет ОКГ и газоотводящего тракта кислородного конвертера 45
7.4 Расчет дымовой трубы 43
8 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОТДЕЛЕНИЯ АГРЕГАТОВ 45
8.1 Планировка цеха 45
8.2 Кислородный конвертер 47
ВЫВОДЫ 49
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК 50
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОТДЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ И ЦИКЛА КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ 51

Скачать целиком (777.76 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Содержимое работы - 1 файл

курсач.doc

— 1.46 Мб (Скачать файл)

Таблица 5.5

Расход сжатого  воздуха и тепла топлива  (на 1 т жидкой стали)

Сортамент литых заготовок Сжатый воздух, м3
Тепло топлива, ГДж
Слябы 22–28 0,085–0,110
Сортовая  заготовка 28–35 0,110–0,150
 

     Принятые  величины расходных коэффициентов  материалов и энергоресурсов даны   в таблице  5.6.

Таблица 5.6

Расходные коэффициенты материалов и энергоресурсов  (на 1 т жидкой стали)

Материалы и энергоресурсы Расходные коэффициенты
в конвертерном отделении в ОНРС общий по цеху
Чугун, т 0,7003 ______ 0,7003
Металлический лом, т 0,2335 ______ 0,2335
Известь, т 0,077 ______ 0,077
Плавиковый  шпат, т 0,0035 ______ 0,0035
Ферросплавы, т 0,1648 ______ 0,1648
Кислород  на технологические нужды, м3 58 ______ 58
Электроэнергия, кВт×ч 20 30 50
Вода  на производственные нужды, м3 11,5 10,0 21,5
Сжатый  воздух, м3 17 33 50
Тепло топлива, ГДж
 0,15 0,15 0,3
 
 
 

     5.5  Потребность в материалах и  энергоресурсах

     Результаты  расчета потребности в материалах и энергоресурсах приводится ниже  в  таблице  5.7.

Таблица 5.7

Потребность в материалах и ресурсах

Материалы и ресурсы

 Масса плавки, т жидкой стали Производство  жидкой стали Потребность в материалах и ресурсах
в сутки, т в год, млн. т на плавку в

сутки

 в год
Чугун, т 0,7006 12600 4,415 210,18 8827,56 3222059,4
Лом, т 0,2335 70,05 2942,1 1073866,5
Известь, т 0,077 23,1 970,2 354123
Плавиковый  шпат, т 0,0035 1,05 44,1 16096,5
Ферросплавы, т 0,1648 49,44 2076,48 757915,2
Кислород  на технологические нужды, м3 58 17400 730800 266742000
Электроэнергия, кВт×ч 20 6000 252000 91980000
Вода  техническая, м3 11,5 3450 144900 52888500
Сжатый  воздух, м3 17 5100 214200 78183000
Тепло топлива, ГДж
 0,15 45 1890 689850
 

 

      7  РАСЧЕТ  ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ 

     7.1  Приход  тепла

     Расчет  ведется на 100 кг металлошихты.

= , кДж,                              (7.1)

Где  – физическое  тепло жидкого чугуна;

       – химическое тепло реакций  окисления примесей металлошихты;

       – химическое тепло реакций  шлакообразования;

       – химическое тепло реакций  образования оксидов железа шлака;

       – химическое тепло испарения  железа до оксида железа;

       – физическое тепло миксерного шлака.

     Физическое  тепло жидкого чугуна, МДж

                (7.2)

Где  – количество чугуна, кг;

        – теплоемкость твердого  чугуна (0,755 кДж/(кг · град)  [4];

        – теплоемкость жидкого  чугуна (0,92 кДж/(кг · град)  [4];

        – температура заливаемого  в конвертер чугуна, ;

        – температура плавления  (ликвидуса) чугуна (1150–1200 )  [4];

        – скрытая теплота плавления  чугуна (218 кДж/кг)  [2,  4].

     Температура  чугуна  должна  быть  не  ниже  1320 оС  (принимаем  равной  1325 оС)  в  цехах  со  стационарными  миксерами. При  более  низкой  температуре  чугуна замедляется растворение извести и процесс шлакообразования  [3].

     Химическое  тепло окисления примесей металлошихты, кДж

Таблица 7.1

Химическое  тепло окисления примесей

Элемент-оксид Окисляется  примесей, кг Тепловой эффект р-ии окисления (на 1 кг эл-та), кДж Выделяется  тепла,

кДж

 % от 
С → СО МС→СО=0,9С´´=2,93 11096 32511,3 49,35
С → СО2 МС→СО2=0,9С´´=0,33 34710 11287,7 17,13
Si → SiO2 МSi=Si´´=0,8 26922 21537,6 32,7
Mn → MnO МMn=Mn´´= 0,018 7034 126,6 0,2
P → P2O5 МP=P´´=0,021 19763 415,02 0,62
Итого,  Q2=65878,22   100,00

 

     Химическое  тепло реакций шлакообразования, кДж

     Принимаем, что весь SiO2 и P2O5 в шлаке связываются в соединения с оксидом кальция по реакциям:

 кДж/ кг                        (7.3)

кДж/ кг                      (7.4)

                                  (7.5)

В  выражении  (7.5)  принимаем что Si  и Р содержатся  только  в чугуне,  т.к.  мы  изначальна  не  задавались  составами  шихты  (известь,  ферросплавы,  железная  руда  и т.д.). Тогда

         (7.6)

     Химическое  тепло реакций образования оксидов  железа шлака, МДж

                                                 (7.7)

где – количество тепла железа, окислившегося до ;

       – количество тепла железа, окислившегося до .

 кДж/кг                               (7.8)

кДж/кг                                  (7.9)

           (7.10)

      (7.11)

     Химическое  тепло реакций окисления железа до оксида железа дыма

                            (7.12)

     Физическое  тепло миксерного шлака, кДж

                           (7.13)

где – средняя температура миксерного шлака, ;

                      (7.14)

       – средняя теплоемкость миксерного шлака, кДж/(кг∙град)

              (7.15)

       = 210 кДж/кг – скрытая теплота плавления миксерного шлака.

Приход  тепла  на  1  т  жидкой  стали  составляет

             (7.16)

     7.2  Расход тепла

     Расход  тепла  определяется  как

, кДж         (7.17)

где     – физическое тепло жидкой стали,  кДж;

        – физическое тепло конечного  шлака,  кДж;

        – тепло отходящих газов,  кДж;

        – тепло диссоциации влаги,  вносимой шихтой,  кДж;

        – тепло диссоциации  шихтовых материалов,  кДж;

        – тепло диссоциации оксидов железа, внесенных шихтой,  кДж;

        – тепло, уносимое оксидом  железа дыма,  кДж;

        – тепло, уносимое железом  выбросов,  кДж;

        – тепло, уносимое железом  корольков,  кДж;

        – потери тепла на нагрев  футеровки, излучением через горловину,  на нагрев воды, охлаждающей фурму  и другие неучтенные потери,  кДж.

     Физическое  тепло жидкой стали, МДж

                      (7.18)

где     = 0,70 кДж/(кг · град) – теплоемкость твердого металла [4,  5];

       = 0,84 кДж/(кг · град) – теплоемкость  жидкого металла   [4, 5];

        – температура металла  в конце продувки;

        – температура плавления (ликвидуса) металла, ;

       = 285 кДж/кг – скрытая теплота  плавления металла  [4,  5].

     Физическое  тепло  жидкой  стали  составляет

         (7.19)

     Физическое  тепло  жидкого  шлака, МДж

,                                           (7.20)

где = 0,73 + 0,00025 – средняя теплоемкость конечного шлака, кДж/(кг · град);

       = 210 кДж/кг – скрытая теплота плавления шлака.

     Количество  образующегося  шлака  равно  10-17 %от  массы  стали. Принимаем  равным  15 %  или 150  кг/т жидкой  стали. Температура шлака составляет  на  20-30 оС  ниже  температуры выхода  стали. Следовательно .Тогда  Q´2  составляет

Информация о работе Проектирование отделения конвертеров для выплавки стали