вводиться в піч. При продуванні ванни киснем утворюється багато газів, які покидають робочий простір печі при температурі 1450 ... 1500 ° С. Втрати теплоти з газами становлять близько 10% всієї витраченої енергії. Чим більше ємність печі, тим менше відносні втрати.
2. Розрахунок матеріального балансу
Плавка в дуговій сталеплавильній печі складається з наступних основних періодів (цифри в дужках характеризують зразкову тривалість кожного періоду): 1) період розплавлення (з подвалка) (60%); 2) окислювальний період (9,4%); 3) період рафінування (18,2%); 4) період межплавочних простоїв, що включає випуск, заправку, очищення і завалку (12,4%).
У перший період відбувається нагрів і розплавлення завантаження і пекти споживає більшу частину електроенергії. Тому при проектуванні дугової сталеплавильної печі розрахунок проводять тільки для періоду розплавлення.
Розрахунок матеріального балансу здійснюють на 100 т (100 кг) шихти або на загальну масу металлозавалки.
Хімічний склад шихтових матеріалів
МатеріалCSiMnPSCrNiCuFe мет SiO 2 MgOCaONЛом Угл0.20.250.40.040.040.250.30.2597.86Чугун40,50,50,0350,010,10,15Мет. Ок1,70,01100040,006873,90,262Кокс890.80.9Ізвесть0.050.61.093.0
Визначаємо угар домішок (U) в період розплавлення як різниця між середнім вмістом елемента в шихті і в кінці періоду розплавлення:
, кг; (1)
де - маса металевої частини шихти, кг;
- зміст домішки в шихті,% за масою;
- вміст елемента в сталі в кінці періоду розплавлення,% за масою;
i - вигоряючі елементи (C, Si, Mn, Fe).
Визначаємо угар домішок:
C .......... (1,105 - 0,4)? 25000/100=176,25 кг
Si .......... (0,1875-0,01)? 25000/100=44,38 кг
Mn ......... (0,27-0,06)? 25000/100=52,5 кг
Fe (в дим) ... 625 кг (приймаємо 2,5% від маси шихти)
Всього ... 898,13 кг.
Приймаємо, що 30% С окислюється до СО 2, а 70% до СО. виходячи з цього, знаходимо витрату кисню на окислення домішок і масу утворилися оксидів.
Витрата кисню в період розплавлення:
, кг; (2)
де - молекулярна маса елемента;
- молекулярна маса кисню.
С®СО2 ...=0,3 · 176,25 * 32/12=141 кг;
С®СО ...=0,7 * 176,25 * 16/12=164,5 кг;
Si®SiО2 ...=44,38 * 32/28=50,72 кг;
Mn®MnО ...=52,5 * 16/55=15,27 кг;
Fe (в дим) ® Fe2О3 (в дим) ...=625 * 48/112=267,85 кг.
Таблиця 3. Витрата кисню в період плавлення
Витрата кисню, кгМасса оксиду, кг C? CO 2 0,3? C? 32/12=1410,3? C + СО 2=193,875C? CO0,7? C? 16/12=164,50,7? C + CO=287,875Si? SiO 2 Si? 32/28=50,72Si + SiO 2=95,1Mn? MnOMn? 16/55=15,27Mn + MnO=67,77Fe? Fe 2 O 3 (в дим) Fe (в дим)? 48/112=267,85Fe + Fe 2 O 3=892,85 Всего639,34Всего1537,47
Таблиця 4. Склад шлаку в кінці періоду розплавлення.
SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MnOMgOCaOP 2 O 5 SFeO16,771,042,350,54,3467 , 780,060,057.06
Вміст оксидів заліза в шлаку залежить від вмісту вуглецю в металі і визначається за допомогою таблиці 5.
Таблиця 5. Залежність вмісту оксидів заліза в шлаку від вмісту вуглецю в металі
[C],% 0,08-0,180,20-0,320,28-0,420,67-1,09 (Fe заг),% 14,412,811,049,41
За практичним даним ставлення приймається рівним 2 ... 4.
Відповідно з цим приймаємо, що при вмісті вуглецю в сталі в кінці періоду розплавлення рівному 0,9%, вміст оксидів заліза в шлаку складе 9,41%, причому FeO буде 7,058% (частка - 0,75) а FeO- 2,353% (частка - 0,25). Маса шлаку без оксидів заліза - кг (див. Нижче), становить=88,96%, а загальна маса шлаку:
, кг; (3)
де - маса шлаку без оксидів заліза (за складом шлаку до кінця виплавки), кг;- Вміст оксидів заліза в шлаку,%. Підставляємо дані:
693 /100-11.04=779 кг.
Маса оксидів заліза в шлаку:
, кг. (4)
Загальна маса шлаку L шл розраховується:
MgO + CaO= 67,78 + 4,34 =72.12%
Складаємо пропорцію і знаходимо загальну масу шлаку:
.12% - 500 кг
% - x ...
