Материальный и тепловой баланс

H₂Oг = (0,0677/6,4023) ·100=1,0574%      G_H2Oг =(18/22,4) ·0,0677 =0,0543 кг

СУММА                                   100%         СУММА                            8,6655 кг

 

Выход металла    

 

Выход жидкого металла после продувки определяем по формуле:

где - масса железа, восстановленного из оксидов шихтовых материалов, кг

- масса железа, перешедшего в  шлак в виде оксидов, кг

G_к – масса корольков в шлаке, кг

G_пот – потери железа в виде выноса и выбросов, кг

 

 

Материальный  баланс плавки

 

Поступило                             кг                                            Получено               кг

Чугун, включая                 75,9583                                    Жидкий металл   88,5266

миксерный шлак

Стальной лом, включая    24,0417                                    Шлак                   18,3518

загрязненность и окалину

Плавиковый шпат                 0,36                                      Отходящие газы  8,6655

Футеровка                              0,37                                      Fe₂O₃ дыма           2,0006

Известь                                10,7815                                   Корольки              0,7524

Дутья                                   7,1841                                    Вынос и выбросы  0,396

ИТОГО                             118,6956                                    ИТОГО             118,6929

РАСКИСЛЕНИЕ СТАЛИ

 

Определение расхода  раскислителей

 

Расчет необходимых  количеств раскислителей производится на среднезаданное содержание соответствующих  элементов (Mn и Si) в готовой стали с учетом их угара по формуле:

 

где Э_кон – среднезаданное содержание элемента в готовой стали, %

Э_К – содержание элемента в раскислителе, %

где Э_макс и Э_мин – соответственно максимальное и минимальное содержание элемента

,   Si_пот=0,03%

 

Расчет массы  готовой стали

 

Принимаем, что все  элементы (кроме Mn и Si), входящие в состав раскислителей, полностью переходят в готовую сталь, то есть их угар равен нулю.

Масса примесей, переходящих  из раскислителей в готовую сталь  может быть определена по формуле:

 

Масса готовой стали  составит:

М_г.с. = G_м + ∑G_Fe = 88,5266+0,4017+0,0728=89,0011 кг

 

Химический  состав готовой стали

 

 

 

 

 

 

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС

КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТЕРНОЙ ПЛАВКИ

 

Приход тепла

 

Приход тепла в конвертер  определяется по уравнению:

где Q₁ – физическое тепло жидкого чугуна, кДж;

Q₂ – химическое тепло реакций окисления примесей металлошихты, кДж

Q₃ – химическое тепло реакций шлакообразования, кДж;

Q₄ – химическое тепло реакций образования оксидов железа шлака и дыма, кДж;

Q₅ – физическое тепло миксерного шлака, кДж.

 

а) расчет физического  тепла жидкого чугуна производится с учетом массы чугуна, его температуры, средней теплоемкости в твердом  и жидком состояниях, а также скрытой теплоты плавления по уравнению:

б) химическое тепло реакций  окисления примесей металлошихты определяется по уравнению:

где 11088, 34685, 7029, 26903 и 19748 –  тепловые эффекты окисления примесей, кДж/кг

в) химическое тепло реакций  шлакообразования:

 

где 2300 и 4860 – тепловые эффекты реакций взаимодействия SiO₂ и P₂O₅ с CaO, пересчитанные на 1 кг SiO₂ и P₂O₅, кДж/кг

 

г) химическое тепло реакций  образования оксидов железа шлака и дыма:

где 7370 и 4820 – тепловые эффекты реакций окисления 1 кг Fe соответственно до Fe₂O₃ и FeO , кДж/кг

 

д) физическое тепло миксерного шлака производится с учетом массы  шлака, его температуры, средней  теплоемкости в твердом и жидком состояниях, а также скрытой теплоты плавления по уравнению:

 

Расход тепла

 

где Qⁿ₁ – физическое тепло жидкой стали, кДж,

Qⁿ₂ – физическое тепло конечного шлака, кДж;

Qⁿ₃ – тепло, уносимое отходящими газами, кДж;

Qⁿ₄ – тепло, диссоциации извести и оксидов железа, кДж;

Qⁿ₅ – тепло, уносимое дымом, кДж;

Qⁿ₆ – тепло, уносимое выбросами и корольками, кДж;

Qⁿ₇ – потери тепла в окружающую среду, кДж.

 

а) расчет физического  тепла жидкой стали производится с учетом массы стали, ее температуры, средней теплоемкости в твердом и жидком состояниях, а также скрытой теплоты плавления по уравнению:

 

б) расчет физического  тепла конечного шлака производится с учетом массы шлака, его температуры, средней теплоемкости в твердом и жидком состояниях, а также скрытой теплоты плавления по уравнению:

 

в) тепло уносимое отходящими газами:

где t_г – средняя температура отходящих газов, равная 0,5·(t_ч+t_м), ⁰С.

 

С_i – средняя теплоемкость отдельных компонентов отходящих газов, кДж/(кг·град); 1,466; 2,332; 1,526; 1,436; 3,550 соответственно для СО, СО₂, О₂, N₂ и H₂O, включая теплоту испарения влаги;

%Г_i – объемная концентрация компонентов отходящих газов, %.

г) тепло диссоциации  извести и окислов железа

где 4025, 5160 и 3750 – тепловые эффекты диссоциации, отнесенные соответственно к 1 кг СО₂, Fe₂O₃ и FeO, кДж/кг;

М^СО – масса СО₂, вносимая отдельными компонентами неметаллической шихты, кг.

 

д) тепло, уносимое дымом:

Расчет тепла уносимого  дымом, производится с учетом средней  температуры дыма и средней теплоемкости Fe₂O₃ по формуле:

 

е) тепло, уносимое выбросами  и корольками:

Расчет тепла, уносимого  выбросами и корольками, производится с учетом средней теплоемкости железа, выбросов и корольков, массы выбросов и корольков, а также средней  температуры их по формуле:

 

ж) потери тепла в окружающую среду:

 

Общий расход тепла составит

Тепловой баланс кислородно-конвертерной плавки

 

Приход	кДж	%	Расход	кДж	%
Физическое тепло чугуна	91889,68	46,89	Физическое тепло стали	125228,84	64,56
Физическое тепло миксерного шлака	2809,20	1,43	Физическое тепло шлака	39089,33	20,15
Химическое тепло реакций  шлакообразования	8775,88	4,47	Тепло, уносимое отходящими газами	15096,33	7,78
Химическое тепло оксидов  примесей шихты	69696,15	35,56	Тепло диссоциации	4844,57	2,49
Химическое тепло реакций  образования оксидов железа	22774,28	11,62	Тепло, уносимое дымом	2570,37	1,32
			Тепло выносов и корольков	1448,31	0,74
			Потери тепла	5682,41	2,92
ИТОГО	195945,19	100	ИТОГО	193960,16	100