Сталеплавильное производство

и4.1) Масса углерода, которую  должен внести кокс:

т^С_ккс=0,67-1,22+0,515=-0,035кг;

В металлозавалке углерода достаточно, кокс не нужен.

2.1.2.1 Определение количества шлака

а) Количество SiO₂. в шлаке составит:

                          (9)

б) Определение массы  CaO в металлозавалке:

                               (10)

в) Определяем массу (CaO)_шл в шлаке при B=2,5

                                                          (11)

г) Определяем массу извести:

                                                        (12)

д) В шлак поступит всего:

                     (13)

  

                                             (14)

                  (15)

4.                               (16)

 

5.                      (17)                                                              

6.                                              (18)

7. Общее количество шлака  без (FeO)_шл составит:

                       (19)

е) При окислении шлака (FeO)_шл=21%:, общая сумма шлака составит

                                                            (20)

ж) Масса (FeO)_шл составит

                                                             (21)

 
2.1.2.2 Определение количества металла

а) Оксиды железа шихты  содержат следующую массу железа:

                           (22)

б) Из оксидов шихты в  шлак перешло железо

                                                       (23)

в) Из оксидов шихты восстановлено  и перешло в металлическую ванну железо

                                                               (24)

г) Определяем массу железа в металлической ванне, принимая улёт железа {Fe}=4%

                              (25)

д) Расчет массы  металла после периода плавления – окисления

1. Определяем  концентрацию серы в металле  после расплавления ванны при L_s:=1,5

                                                     (26)

2. Масса металла составит

                                      (27)

2.1.3 Баланс по углероду

2.1.3.1 В металлическую ванну поступит углерод

                                       (28)

2.1.3.2 За период плавления окислится углерода

                                                      (29)

2.1.4 Баланс по кислороду

2.1.4.1 Потребуется кислород для окисления

а) Fe в шлаке:                                                 (30)

б) Al в металлоломе:                                  (31)

в) Mn в шлаке:                                                (32)

г) P в шлаке:                                                (33)

д) Si в металлоломе:                                   (34)

е) В металлозавалке:                                         (35)

2.1.4.2 За период плавки электроды окисляются на 70% до {CO}_эл и на 30% до {CO₂}_эл

а) Определяем массу электродов окислившихся до {CO}_эл

                                                                 (36)

б) Определяем массу электродов окислившихся до {CO₂}_эл

                                                                 (37)

2.1.4.3 Потребуется кислород  для окисления электродов

а) С до {CO}_эл                                                (38)

б) С до {CO₂}_эл                                              (39)

2.1.4.4 Расчет массы кислорода,  растворенного в металле:

а) Рассчитываем константу  равновесия K_c реакции [C]+[O]={CO} при t=1600⁰С

                                                             (40)

К_с=432,514

б) Рассчитываем концентрацию кислорода в металле  при 1600⁰С

                                                                   (41)

в) Масса кислорода в металле составит:

                                                             (42)

 2.1.4.5 Всего потребуется кислорода:               (43)

2.1.4.6. В сталеплавильную ванну поступит кислород

а) Определяем массу кислорода поступившего из шихты

                                    (44)

б) Определяем массу кислорода, поступившего с  воздухом

                                                            (45)

2.1.4.7 Потребуется дополнительно кислород

                                                      (46)

Масса технического кислорода составит

                                                       (47)

2.1.5 Определяем химический состав и уточняем массу металла и шлака перед раскислением и легированием

 

 

 

2.1.5.1 Химический состав металла

а) Содержание серы в металле  после окислительного периода при  L_s=1,5 составит

                                                 (48)

б) [C]_пок=0,17 %

в) [Mn]_пок=0,1%

г) [P]_пок=0,01%

д) [O]_пок=0,014%

2.1.5.2 Уточняем массу металла перед раскислением:

2.1.5.3 Уточняем массу шлака перед раскислением:

                                                     (49)

2.1.5.4 Определяем химический  состав шлака:

а)                                                        (50)

б)                                                        (51)

в)                                                       (52)

г)                                                      (53)

д)                                                       (54)

е)                                                        (55)

ж)                                                         (56)

з)                                                        (57)

2.1.5.5 Определяем массы образующихся газов.

а) Вместе с кислородом воздуха  поступит азот:

                                                                 (59)

 

б) Всего поступит воздуха:                                   (60)

в) При окислении углерода сталеплавильной ванны образуется {CO}

                                                                (61)

г) Определяем массу {CO} при окислении электродов

                                                            (62)

д) Определяем массу {CO₂} при окислении электродов

                                                           (63)

е) Из извести  поступит {CO₂}

                                                          (64)

ж) С техническим кислородом поступит азот

                                                          (65)

2.1.5.6 Определяем общее число дымовых газов:

                         (66)

2.1.5.7. Улет  железа с дымовыми газами составит

                                                              (67)

2.1.5.8 Материальный баланс периода плавления                                                                                       

 

 

 

 

 

 

Таблица 1 - Материальный баланс периода плавления.

Загружено	кг	Получено	кг
Металлолом Металлизованные окатыши Окисленные  окатыши Известь Плавиковый  шпат Электроды Периклазовый порошок Периклазоуглеродистые огнеупоры Воздух Технический кислород	40 60   1,3 6,95 0,2 0,4 1,4 0,2   3,347 1,409	1. Жидкая сталь 2. Шлак 3. Дымовые  газы 4. Улет железа 5. Кислород [O]мв                     Невязка	88,521 16,329 6,651 3,551 0,012                 0,153

= 115,206                                                  = 115,206                                     %Невязки=                                                (68)

%Невязки=

2.1.6 Выпуск стали с раскислением и легированием в сталеразливочном ковше:  2.1.6.0 Процент усвоения химических элементов металлом

; ; ;

  2.1.6.1 Расчет массы готового металла и расход ферросплавов.

  а). Расчёт  массы готового металла:

1 Масса ферромарганца:

                                                 (69)

2 Масса ферросилиция:

                                                  (70)

3 Масса феррохрома:

                                                (71)

4 Масса ферромолибдена:

                                              (72)

5 Масса феррованадия:

                                                  (73)

 

6 Масса алюминия:

                                                           (74)

б) Так как  масса годного металла складывается из массы метала после 

периода плавления, окислительного периода и загруженных в него ферросплавов и легирующих, то составляем уравнение с одним неизвестным и решаем его относительно .

                               (75)

                      (76)

                                                      (77)

в) Масса ферромарганца  составит:

                                                                (78)

г) Масса ферросилиция составит:

                                                                 (79)

д) Масса феррохрома составит:

                                                              (80)

е) Масса ферромолибдена составит:

                                                                (81)

ж) Масса феррованадия составит:

                                                                (82)

з) Ферромарганец внесет в металл:

1 Марганец:

                                                      (83)

2 Фосфор:

                                                        (84)

  

3 Углерод:

                                                      (85)

и) Ферросилиций внесёт в металл:

1 Кремний

                                                          (86)

к) Феррохром  внесет в металл:

1 Хром

                                                         (87)

2 Углерод:

                                                      (88)

л) Ферромолибден  внесет в металл:

1 Молибден

                                                       (89)

м) Феррованадий внесет в  металл:

1 Ванадий

                                                        (89)

2.1.6.2 При раскислении и легировании металла образуются оксиды:

 а). Оксид марганца:

                                                 (90)

б). Оксид хрома:

                                                (91)

в) Оксид кремния:

                                                  (92)

г) Оксид молибдена:

                                                 (93)

д) Оксид ванадия:

                                                   (94)

е) Ферросплавы внесут общее количество углерода:

                                                         (95)

  При окислении углерода  образуется его оксид:

                                                (96)

   2.1.6.3 На окисление химических элементов ферросплавов расходуется кислород воздуха:

а). Марганца:                                              (97)