23

Розрахунок матеріального та теплового балансу процесів виробництва сталі

1.Завдання на розрахунок

Розрахунок параметрів киснево-конвертерної плавки для наступних вихідних даних:

• хімічний склад чавуну;

• хімічний склад сталі, що виплавляється;

• температура чавуну, що заливається в конвертер – t_чав, ˚С;

• температура сталі в кінці продувки в конвертері – t_ст, ˚С;

• матеріал футеровки конвертера – смолодоломіт;

• ступінь опалювання вуглецю до СО₂ в ванні конвертера(або частка СО₂ в сумі Σ = СО + СО₂ у складі конвертерних газів) – α = 0,10.

Таблиця 1 – вихідні данні для розрахунку

Матеріал	Вміст елементів, %					Температура, ˚С
	С	Si	Mn	P	S
Рідкий чавун	4,550	0,660	0,520	0,180	0,060	1360
Готова сталь	0,12-0,19	0,17-0,27	0,37-0,67	0,05	0,05	1670

2. Розрахунок матеріального балансу періоду продувки

2.1. Передчасне визначення витрати скрапу (Мскр, кг/100 кг метало шихти)

де ΣΔH - загальна кількість тепла, що виділяється при повному окисленні домішок чавуну, кДж/100 кг чавуну;

С_пов – вміст вуглецю на повалці конвертера

Хімічне тепло чавуну

2.2. Визначення кількості домішок, внесених металевою частиною шихти

Маса чавуну, що заливається в конвертер, складає:

Однак на практиці чавун зважується разом з міксерним шлаком; кількість останнього “а” приймаємо 0,5% від маси чавуну. Тоді дійсна кількість залитого в конвертер чавуну дорівнює:

Саме так дійсну кількість скрапу, що попадає в конвертер, треба визначити з урахуванням його забруднень “b” (в = 0,5%) та окалини “с”

(с = 1,0% від маси скрапу):

Таблиця 2 - Кількість домішок внесених металевою шихтою

Вносять	Вміст елементів в металошихті, %
	C	Si	Mn	P	S
Чавун	3,603	0,523	0,412	0,143	0,048
Скрап	0,031	0,044	0,105	0,010	0,010
Разом	3,634	0,567	0,516	0,153	0,058

2.3. Визначення витрати шлакоутворюючих

(на 100кг металошихти)

2.3.1. Витрати плавікового шпату М_п.ш. складає 0,15кг від маси метало шихти.

2.3.2. Знос футерівки збільшується, якщо виплавляються сталі з більш низьким вмістом вуглецю С_пов і збільшується витрата чавуну на плавку М_чав

2.3.3. Потрібна кількість вапна визначається з рівняння

Де ΣSiO₂, ΣCaO – кількість кремнезему та оксиду кальцію, що вносять усіма шихтовими матеріалами (за винятком вапна) і футерівкою, кг;

B´_к – основність кінцевого шлаку (%СаО)/(% SiO₂), приймаємо 3,0;

F_вап – флюсуючи здатність вапна.

З цього місця розрахунку треба приймати до уваги склади неметалевих матеріалів, які витрачаються при виплавці сталі. Можна прийняти любе значення вмісту компонента в шихтовому матеріалі у межах вказаного в цій таблиці діапазону, при цьому сума всіх компонентів шихтового матеріалу повинна бути не більше 100%.

Флюсуючи здатність вапна дорівнює:

Величини ΣSiO₂, ΣCaO складають:

2.4 Визначення вмісту окислів заліза в шлаці

2.5. Визначення орієнтованого виходу приданого металу наприкінці продувки М´_СТ

де ΔFe _ВТР – втрати заліза з димовими газами, викидами, зі шлаком у вигляді окислів і корольків металу, %: приймаємо 3%.