Расчет состава шихтовых материалов для электроплавки

Введение………………………………………………………………………………..5
1 Расчет материального баланса………………………………………………………..6
1.1 Исходные данные……………………………………………………………….….6
1.1.1 Определение среднего состава металлошихты и количества примесей, окисляющихся к концу продувки…………………………………………..9
1.1.2 Определение расхода извести……………………………………………..10
1.1.3 Определение содержания оксидов железа в шлаке…………………….12
1.1.4 Предварительное определение количества и состава шлака в конце продувки………………………………………………………………….…13
1.1.5 Определение состава металла в конце продувки………………………..14
1.1.6 Определение содержания фосфора в металле……………………….….16
1.1.7 Определение содержания серы в металле……………………………....17
1.1.8 Определение угара примесей чугуна и количество образовавшихся оксидов…………………………………………………………….…….….19
1.1.9 Уточнение количества и состава конечного шлака……………………..21
1.1.10 Баланс оксидов железа в шлаке…………………………………….…….22
1.1.11 Расчет расхода технического кислорода……………………………..….23
1.1.12 Расчет количества и состав газов выходящих из горловины конвертера…………………………………………………………………..24
1.1.13 Определение выхода жидкого металла в конце продувки…………..…25
1.2 Расчет раскисления и выхода жидкой и годной стали…………………………26
1.2.1 Расход необходимого количества ферросплавов для раскисления…….27
1.2.2 Проверка химического состава готовой стали………………………...…29
2 Расчет теплового баланса………………………………………………………...….32
2.1 Приход тепла………………………………………………………..…………….33
2.1.1 Физическое тепло жидкого чугуна………………………………………..34
2.1.2 Химическое тепло металлошихты………………………….…………….35
2.1.3 Химическое тепло реакций шлакообразования …………………………35
2.1.4 Физическое тепло миксерного шлака…………………………………….35
2.1.5 Общий приход тепла на плавку……………………………………….….36
2.2 Расход тепла………………………………………………………………………36
2.2.1 Физическое тепло стали……………………………………………..……36
2.2.2 Физическое тепло шлака…………………………………………….……37
2.2.3 Тепло, уносимое отходящими газами……………………………...……..38
2.2.4 Тепло, уносимое выбросами металла……………………………………..39
2.2.5 Тепло, уносимое пылью отходящих газов………………………………..39
2.2.6 Тепло диссоциации окислов железа, внесенных шихтой и футеровкой.40
2.2.7 Тепло, уносимое корольками…………………………………..………….40
2.2.8 Тепло диссоциации извести…………………………………………...…..40
2.2.9 Общий расход тепла……………………………………………….………41
3 Технология выплавки стали 18Г2С………………………………………………..44
3.1 Шихтовые материалы для выплавки стали……………………………….….…44
3.2 Добавки, шлакообразующие материалы и ферросплавы…………………..….45
3.3 Шихтовка плавки и загрузка конвертера…………………………………….….47
3.4 Режим ведения плавки………………………………………………………...….48
3.5 Дутьевой и шлаковый режим работы плавки при работе с отводом газов без дожигания………………………………………………………………...……….49
3.6 Технология выплавки стали марки 18Г2С…………………………………….50
3.7 Выпуск плавки……………………………………………………………..……..53
3.8 Раскисление и легирование стали………………………………………………53
Список использованной литературы………………………………………………….54

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время выплавка стали в кислородных конвертерах является наиболее распространенным и прогрессивным способом ее производства. Это связано с высокой производительностью агрегатов, относительной простотой их конструкции, высоким уровнем автоматизации процессов, гибкостью технологии плавки, позволяющей в сочетании с внеагрегатной обработкой и непрерывной разливкой получать сталь высокого качества и широкого сортамента.
Технология плавки стали в конвертере является важным звеном производственного процесса и определяет его основные технико-экономические показатели. Она состоит из совокупности различных операций, приемов и методов, выполняемых в определенной последовательности и сочетании для получения жидкого металла высокого качества.
Классический кислородно-конвертерный процесс представляет собой выплавку стали из жидкого чугуна с добавкой лома в конвертере с основной футеровкой и продувкой кислородом сверху через водоохлаждаемую фурму.
По своей сущности выплавка стали представляет из себя сложный комплекс физикохимических и тепловых процессов. Многообразие материалов, постоянное изменение их состава и температуры, недостаточная текущая информация о параметрах плавки, требуют систематической коррекции технологии плавки стали. Это приводит к необходимости проведения как прогнозных (до начала плавки), так и оперативных расчетов по ходу процесса.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Расчет материального баланса окислительного рафинирования металла в кислородном конвертере
Исходные материалы
Расчет материального баланса производится на 100 кг металлической завалки (чугун+скрап) при выплавке стали 18Г2С.
Примерный химический состав чугуна, металлического лома, металла перед раскислением и готовой стали, приведен в таблице 1.
Таблица 1 – Химический состав металлошихты и металла
Наименование материала Содержание элементов, %
С Mn Si P S Cr Ni Cu
Жидкий чугун 4,3 0,40 0,49 0,13 0,028
Стальной скрап 0,23 0,55 0,20 0,022 0,025
Металл перед раскислением 0,14 0,1 следы 0,02 0,02
Готовая сталь 18Г2С ГОСТ 5058-65 0,14-0,23 1,20– 1,6 0,90-1,20 До 0,04 До 0,045 До
0,3 До
0,3 До
0,3

Температура чугуна при заливке в конвертер принята равной t_чуг=1415^0 С. На металлургических предприятиях она обычно колеблется в пределах 1280 – 1450 0С. В зависимости от марки выплавляемой стали и технологии разливки она может быть в пределах 1580 – 1650 0С.
На основе практических данных принимается расход извести, других материалов и потери металла в процентах от веса металлической завалки (таблица 2).
Таблица 2 – Расход материалов и потери металла
Наименование Условные обозначения Расход на 100 кг металлозавалки, кг (%)
принято обычно
Известь Мизв - 6-8
Футеровка Мф 0,2 0,1-0,3
Потери железа в виде пыли Мпыли 0,6 0,6-1,30
Потери железа в виде корольков Мкор 0,3 0,2-0,6
Потери железа с выбросами и выдувкой Мвыбр 1,0 1,0-2,0
Расход миксерного шлака Мм.шл 0,5 0,45-1,10
Загрязнения, вносимые металлическим ломом Мзагр 0,4 0,3-2,0
Потери металла в ковше при разливке Мразл 1,5 1,0-3,0

Расход футеровки кислородных конвертеров обычно составляет 0,1 – 0,3 % от веса металлической завалки. С повышением содержания кремния в чугуне, температуры выплавляемой стали и увеличением окисленности конечного шлака износ футеровки увеличивается.
Потери железа в виде пыли с отходящими газами обычно составляют 0,6 – 1,3% от веса металлической завалки. При этом запыленность отходящих газов равна 50 – 120 г/м3.
Потери металла в виде корольков в шлаке при конвертерном переделе колеблются в пределах 2 – 5% от веса шлака или 0,2 – 0,6% отвеса металлической завалки в зависимости от физико – химических свойств конечного шлака.
Потери металла с выбросами и выдувкой составляют 1 – 2 % от веса металлической завалки, и в значительной степени определяются условиями продувки (дутьевым режимом, режимом присадок сыпучих материалов, характером шлакообразовании и т.д.).
Количество попадающего в конвертер миксерного шлака, как показывает практика, обычно составляет 0,6 – 1,5% от массы чугуна или 0,45 – 1,10 % от веса металлической завалки.
Загрязненность металлического лома составляет примерно 0, - 2%. Потери металла при непрерывной разливке составляют 1 – 3%
Примерный химический состав неметаллической части шихты, футеровки конвертера и других материалов, используемых в конвертерной плавке, приведен в таблице 3.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Воскобойников В.Г. Общая металлургия / В.Г. Воскобойников, В.А. Кудрин, А.М. Якушев. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. – 768 с.
2. Дюдкин Д.А. Производство стали. Том 1. Процессы выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки / Д.А. Дюдкин, В.В. Кисиленко. – М.: «Теплотехник», 2008. – 528 с.
3. Дюдкин Д.А. Производство стали. Том 2. Внепечная обработка жидкого чугуна / Д.А. Дюдкин, В.В. Кисиленко. – М.: «Теплотехник», 2008. – 400 с.
4. Коминов С. В. Теория и технология металлургии стали: Производство стали [Электронный ресурс] : учебное пособие / С. В. Коминов, М. П. Клюев. - М. : МИСиС, 2010. – Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785876233622.html
5. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали: учебник для вузов / В.А. Кудрин. – М.: «Мир», ООО «Издательство АСТ», 2003. – 528 с.: ил.

Весь текст будет доступен после покупки