Корегування температури металу за допомогою змінення маси сталевого брухту

 

 

 

 

Зміст

Вступ…………………………………………………………………………………2

1.Розрахунок матеріального та теплового балансів киснево-конверторного процесу……………………………………………………………………………….5

2. Розрахунок матеріального  балансу киснево-конверторної плавки……………9

2.1.Попереднє визначення  витрат сталевого брухту…………………………...9

2.2.Додаткові величини…………………………………………………………..9

2.3Розрахунок маси домішок, що надходять з неметалевою шихтою………..10

2.4Розрахунок вмісту оксидів заліза у шлаку………………………………….10

2.5. Баланс марганцю………………………………………………………….....11

2.6. Баланс фосфору…………………………………………………………..….11

2.7. Баланс сірки ………………………………………………………………....11

2.8 Кількість домішок в  метало шихті……………………………………….…12

    2.9 Усунення домішок з метало шихти……………………………………..….12

2.10 Потреба кисню на  окислення домішок металошихти  і маса оксидів, що    при цьому виникає…………………………………………………………….……12

2.11. Витрати вапна…………………………………………………………..…..13

2.12. Розрахунок маси домішок, що надходять у шлак………………….…….13

2.13. Визначення маси та  складу шлаку………………………………….…….13

2.14 Баланс оксидів заліза…………………………………………………….…14

2.15. Розрахунок кількості  дуття…………………………………………….….14

2.16 розрахунок маси та  складу газів, що відходять……………………….….15

2.17 Вихід металу……………………………………………………………..….15

2.18 Матеріальний баланс  плавки……………………………………………....16

3. РОЗКИСЛЕННЯ СТАЛІ…………………………………………………..….16

3.1 Визначення витрат розкислювачів………………………………………….16

3.2 Розрахунок маси готової  сталі ……………………………………………...16

4. ТЕПЛОВИЙ БАЛАНС КИСНЕВО - КОНВЕРТОРНОЇ ПЛАВКИ……….….17

4.1 Надходження тепла……………………………………………………….…17

4.2 Витрати теплоти……………………………………………………………..18

4.3 Тепловий баланс киснево-конверторної плавки…………………………19

5. РОЗРАХУНОК МАСИ ДОБАВОК  ДЛЯ ВИПЛАВЛЕННЯ ПЛАВКИ……...20

5.1 Корегування температури  металу за допомогою змінення  маси сталевого брухту……………………………………………………………………………….20

список використаної літератури…………………………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Серед різних процесів виробництва сталі , перше місце в світовій практиці зайняв киснево-конвертерний процес , завдяки високим техніко -економічними показниками . Сучасне конвертерне виробництво являє собою соче ¬ тание технологій виплавки , позапічної обробки і безперервного розливання .

У створення і розвиток киснево-конвертерного процесу внесли вклад інженери і вчені багатьох країн. Ще Бессемер запропонував продувати чавун чистим киснем зверху через фурму , занурену в метал .

У 1925 р. Хаагом ( Німеччина ) опубліковані результати ра ¬ боти томасівських конвертерів на дуття з 50% кисню - та ¬ ким чином , почалася практична реалізація висловлених раніше ідей.

Але збагачення дуття киснем , як і всяке промежуточне рішення, що не дозволяло повністю вирішити всі проблеми , виникающие серед сталеплавильним виробництвом , і тому на перший план вийшла завдання використання як дуття чистого кисню. Перші досліди із застосування чистого кисло ¬ роду для продувки чавуну були здійснені в 1932-1933 рр. . практично одночасно Н. І. Мозговим в СРСР , Дуррером і Шварцем у Німеччині. Однак відсутність техніки для отримання з повітря технічно чистого кисню в кількостях , достатніх для сталеплавильних процесів , виключало доведення цієї ідеї до промислового застосування. Завдяки створенню такої техніки за участю академіка П.Л. Капіци з'явилася можливість вести дослідження по застосуванню кисневого дуття в конвертерних та інших сталеплавильних процесах . Особливо широко розгорнулися роботи щодо застосування чистого кисню в післявоєнний період , коли загострилася необхідтість у створенні сталеплавильного процесу з високою виробводительности , що дозволяє отримувати сталь високої якост ства у великих масштабах , і вже було створено обладнання для отримання у великій кількості порівняно дешевого чистого кисню. Були випробувані різні варіанти подачі кисло ¬ роду - зверху із зануренням фурми в розплав (Н. ​​І. Мозгової , Дуррер ) , знизу ( Леллеп , В. В. Кондаков ) , збоку ( Дуррер , Хеллбрюге ) . Однак через низьку стійкості дуттєвих пристроїв і вогнетривів для футеровки конвертерів , незадовільного протікання шлакоутворення довгий час не вдавалося ство ¬ дати працездатний процес . 

Австрійським інженерам Суессу , Трінклера , Хаутману , кинешся та іншим , що розташував фурму над ванною , вдалося ре ¬ шити як проблему стійкості фурм , так і завдання поліпшення шлакоутворення . Перші промислові кисневі конвертери з верхнім дуттям були введені в експлуатацію в Австрії в містах Лінці та Донавіце в 1952 - 1953гг . Новий процес отримав кілька назв : 1 ) LD- процес ( з німецької - фурмені процес в Лінці ), 2) ВОР - процес (з англійської - основний кисневий процес ), 3) Просто кисневий конвертерний процес . У СРСР на металургійному заводі ім. Петровського ( м.Дніпропетровськ ) та металургійному комбінаті "Криворіжсталь" в 1956 - 1957гг . Наступні роки характеризувалися появою ряду різновидів киснево - конвертерного процесу .

Переваги киснево-конвертерного способу виробницства стали: більш висока продуктивність одного працюючого агрегату ; екологічна чистота ; простота управління; низькі питомі капіталовкладення , потужність виробництва високоякісної сталі широкого сортаменту з чавуну раз ¬ особистого хімічного складу; переробка щодо більшого кількості металобрухту. Все це забезпечило його швидке распространение в світі.

Кількісне зростання виплавки конвертерної сталі сопровождающейся якісним поліпшенням технології і устаткування.

Застосування многосопловой фурм замість односоплових поз ¬ воліло збільшити інтенсивність продувки з 1,5-2 м3 / ( хв • т) до 3-4 м3 / ( хв • т) в конвертерах будь-якої ємності . Це призвело до підвищення їх продуктивності і, як наслідок, до даль ¬ Нейш збільшення розриву між продуктивністю кисло ¬ рідних конвертерів та інших сталеплавильних агрегатів . Про ¬ изводительность 400 -т конвертера - понад 600 т / год, що в 4 рази більше продуктивності 900 -т мартенівської печі і в 4-6 разів більше продуктивності найпотужнішою електропечі.         

Впровадження системи відводу конвертерних газів без допалювання ¬ ня знизило капіталовкладення в будівництво цеху , зняло ог ¬ раничения по ємності кон- Вертер та інтенсивності продувки , дало можливість використовувати що міститься в відведених га ¬ зах СО в якості палива.

Автоматизація управління технологією конвертерної плавки з використанням зондових установок забезпечила можливість досягнення заданих кінцевих параметрів металу при міні ¬ мальних витратах.        

Поліпшення якості вогнетривів , смолоскипна торкретування футерування конвертерів підвищили стійкість футеровки до 1500-2000 плавок. У світовій практиці досягнута стійкість футеровки більш 3000 плавок.

Поєднання конвертерів з установками безперервного розливання сталі знизило витрата металу на прокат на 14-15 % , підвищило продуктивність праці на 5-15% , зменшило витрати ус ¬ ловного палива на 60-70 кг / т заготовок.        

Новий етап у розвитку конвертерного способу виробниц ¬ ства стали почався з появою комбінованих процесів, тобто процеси передбачають продувку киснем через фурму зверху в поєднанні з вдуванням через дно різними способами тих чи інших газів ( нейтральних , кисню та ін.) Технологія комбінованої продувки , дозволяючи поєднувати переваги способів продувки зверху і через дно , забезпечує підвищення багатьох показників конвертерної плавки.        

У майбутньому передбачається підвищити частку стали , виплавленої в конвертерах значно збільшити також частку стали , разливаемой безперервним способом і обробленої різними позапічної методами.        

Намічається широко впроваджувати мікролегованої стали для підвищення службових характеристик металу, зокрема , міцності властивостей ( тимчасовий опір до 600-700 МПа) , пластичності і штампу ємності.

Вирішення цих завдань може бути забезпечено в конвертерних цехах , осна - щених широким набором засобів позапічної обралення металу і установками безперервного розливання .        

В даний час в світі є близько 500 кисневих конвертерів , загальна потужність яких досягає 600 млн.т сталі на рік (у РФ 45млн.т на рік).        

Схемою розвитку і розміщення чорної металургії на період до 2005 р. передбачені спорудження саме таких нових конвертерних цехів , а також модернізація діючих конвертерних цехів з використанням засобів нової техніки. Намечено довести частку стали , виплавленої в конвертерах , до 75 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розрахунок матеріального та теплового балансівкиснево-конверторного процесу

Розрахунокматеріального та тепловогобалансівкиснево-конверторного процесускладено для умов сучасноїроботиконверторів з верхньоюпродувкою з застосуваннямсталевогобрухту як охолоджувача. Розрахунокпризначений як методичнівказівки при виконаннісамостійних задач по дисципліні "Математичнемоделювання", а також при виконанні НДРС та курсовихпроектів для студентівспеціальності 7.09.0404 " Фізико-хімічнідослідженняметалургійнихпроцесів."

Розрахунокможевиконуватися як самостійнезавдання з застосуваннямпевних умов здійснення плавки, так і використовуватись при моделюваннітехнологіїкиснево-конверторної плавки з метою визначеннявпливувихіднихданих на кінцевірезультатишавки.

Методичнівказівки до виконаннярозрахунку:

1. Спочаткуповиннібутизаданівихіднідані у виглядімасивів 1-6.

2. Необхіднонадаватинумераціюрозділів 1 підрозділіврозрахунку» користуватисяпозначеннями, якінаведені в данихвказівках.

3. Для скороченняоб'ємурозрахункунаведені в зразковомурозрахункуосновнідані, якінеобхідні для виконаннярозрахунку, а такождокладніроз'яснення та позначення у розрахунку, щовиконується, можна не приводити.

1. Вибір вихідних даних для розрахунку

За вихідніданіприймаютьсяскладичавуну, сталевогобрухту, неметалевої шихта, розкислювачів, витратиматеріалів та умовипроведення плавки. Розрахунок проводиться на 100 кг металевоїшихтн (рідкийчавун + сталевийбрухт).

Одночасно з металевоюшихтою в плавціприймають участь 1 неметалевіматеріали, щонадходять в конвертор або в продає 1 завалки, 
або по ходу плавки (плавиковий шпат, вапноабовапняк), або разом з 
металевою шихтою (міксерний шлак, забрудненість та окалина лому), 
або з сталеплавильного агрегату (футеровка).

Нижче приведен 1 складиматеріалів, щорекомендуються і прийняті 
в зразковомурозрахунку, якіприймають участь в киснево-конверторнійплавці.

 

Таблиця 1.1.Склад металлошихта

 

№  п/п		Склад,%                  ()
		C	Mn	Si	S	P
I
II

 

Примітка. В текстіскладиматеріалівпозначеніхімічними символами з відповіднимиіндексами (наприклад, вміствуглецю в чавуні – Cч). Складирозкислювачів (Fe-Mn-, Fe-Si), щовикористовуютьсявідповідно з вимогами ДОСТ. В зразковомурозрахункувикористанірозкислювачі, склад яких наведений втаблиці 1.3

 

Таблиця 1.3.Склад розкислювачів

 

№ п/п	Розкислювач	Склад,%                  ()
		C	Mn	Si	S	P
I	Феромарганець
II	Феросіліцій

 

Витратаматеріалів, щорекомендовані і прийняті, позначення та їхрозмірністьнаведені в таблиці 1.4.

 

Таблиця 1.4.Витратиматеріалів

 

№ п/п	Найменування	Позначення	Розмірність	Значення
				щорекомендуються	прийняті
I.	Плавиковий шпат	GП.Ш	% відмасиметалошихти	0,2-0,8	0,36
II.	Mіксерний шлак	GМ.Ш	% відмасичавуну	0,5-2,5	2,22
III.	Забрудненістьбрухту	GЗ.Б	жвідмасибрухту	1,0-4,0	2,70
IV.	Окалина брухту	GО.Б	% відмасибрухту	0,5-4,0	1,75
V.	Футеровка	GФ	% відмасиметалошихти	0,2-0,4	0,37