Огляд існуючих способів виробництва сталі

.

Кількість закису заліза, необхідного  для утворення шлаку заданого складу:

.

Вміст кисню в металі до кінця окислювального періоду визначається із співвідношення:

Вміст закису заліза в металі:

.

У закисі заліза:          .

Необхідна кількість FeO в шлаку:

        кг.

Необхідна кількість  у руді:

кг.

Вміст заліза в руді:   кг.

Необхідна кількість залізної руди:

кг,

де 90 - вміст у залізній руді, %.

Необхідна кількість вапна:

,

де 92 -  вміст СаО у  вапні, %.

За практичними даними перехід магнію в шлак з футерівних та заправних матеріалів складає 6-12 кг/т. Приймаємо 9 кг/т або 0,9 кг на 100 кг завалення, з них 0,6 в окислювальний  і 0,3 у відновний періоди плавки. 50% магнезиту викачується з шлаком після розплавлення шихти. Після  цього проводиться уточнений  розрахунок кількості й складу шлаку  окислювального періоду плавки та визначається його основність (таблиця 5.4.).

Основність шлаку окислювального періоду звичайно коливається від 2 до 3,5.

.

Вихід металу першого періоду:

де  – вигар, прийнятий 20 кг/т.

Матеріальний баланс окислювального періоду плавки приведений у              таблиці 5.5.

Втрати металу при викачуванні  шлаку за практичними даними складають 

0,2-0,3%, що при 0,2% складе:

.

 

Таблиця 5.5. Матеріальний баланс окислювального періоду плавки

Внесено, кг		Отримано, кг
Сталевого лому	81,000	Металу	98,8643
Чавуну	19,000	Шлаку	5,375
Залізної руди	4,076	Вигару	2,000
Вапняку	2,702	Газів	0,533
Магнезиту	0,300	Втрати при викачуванні	0,198
Усього	107,078	Усього	107,9703

 

                       Нев'язкість: 

 

 

Таблиця 5.8. Уточнений розрахунок кількості та складу шлаку окислювального  періоду плавки

Джерело надход-ження	Вит-рати, кг	Компоненти
		CaO		FeO		SiO2		Al2O3		MnO		MgO		P2O5		Усього, кг
		%	кг	%	кг	%	кг	%	Кг	%	кг	%	кг	%	кг
Метал							0,75				0,29				0,14	1,18
Залізна руда	4,078	0,2	0,0082		0,8474	5,75	0,2345	2,5	0,1019			0,3	0,0122	0,15	0,0061	1,2104
Вапно	2,7018	92	2,4857	0,86	0,02324	2,1	0,0567	1,0	0,0270			3,3	0,0892	0,1	0,0027	2,6846
Магнезит	0,3	3,6	0,0108	2,7	0,0081	3,35	0,0101	0,1	0,0003			90,25	0,2707			0,3
Усього, кг			2,5047		0,87874		1,0513		0,1293		0,26		0,3721		0,1488	5,375
Усього, %		46,599		16,349		19,559		2,405		5,395		6,924		2,769		100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2. Відновний період плавки

У відновний період плавки проводиться визначення необхідної кількості розкислювачів і легуючих добавок.

Позначимо через  вихід металу відновного періоду плавки:

,

де  – вихід металу першого періоду;

 – вага феромарганцю, вміст  марганцю 85%;

 – вага феросиліцію, вміст  кремнію 71%;

 – вага ферохрому, вміст  хрому 65%;

 – вага коксу, вміст  вуглецю 86,5%;

– вага феромолібдену, вміст молібдену 60%;

– вага феровольфраму, вміст вольфраму 72%;

– вага ферованадію, вміст ванадію 75%;

 – вага нікелю, вміст нікелю 6%.

.

Тоді:

        

 Після перетворення  одержимо:   кг

Визначення вагової кількості  феросплавів:

Загальна витрата розкислювачів  і легуючих складає 5,5302 кг.

Зразковий хімічний склад  шлаків відновного періоду, %

CaO	CaF2	Al2O3	SiO2	FeO
50-60	5-10	2-5	15-20	до 0,7

 

Коефіцієнт розподілу  сірки у відновний період плавки коливається від 25 до 40.

Приймаємо 

Тоді:              

                  .

Кількість сірки, яку необхідна  видалити:

.

Вміст сірки в добавках:               .

Аналогічно:

                                             

                               

                               

Разом: 0,006943 кг.

Тоді:

Необхідна кількість шлаку  при вмісті (CaO) 55%:

.

Необхідна кількість вапна  в шлаку:             ,

 де 92 – вміст CaO у  вапні.

.

Задаємося складом шлакової суміші: вапно – 60%; плавиковий шпат – 15%;

шамотний бій – 25%.

Вага плавикового шпату:        .

Вага шамотного бою:        .

Уточнена кількість і  склад шлаку відновного періоду  плавки приведені в таблиці 5.6.

Основність шлаку відновного періоду плавки коливається від 2,5 до 3,5.

Основність шлаку відновного періоду: .

 

Розрахунок  розкислювачів

 

Вноситься закису заліза:

Металом першого періоду  – 0,01413 кг.

Шлаком першого періоду:                .

Вноситься  :

Вапном  .

Плавиковим шпатом  .

Магнезитом  .

Шамотом  .

Перерахунок на 

.

Кількість FeO, що залишається в металі і шлаку:

Приймаємо     .

Звідси  .

FeO шлаку II періоду:   

Відновиться (FeO):

Витрата вуглецю для відновлення:   

                                              .

Одержано газоподібних продуктів  реакції:     (таблиця 5.7).

 

Таблиця 5.6. Уточнений розрахунок кількості та складу шлаку відновного періоду плавки

		Джерело надходження
		Вапно	Плавиковий шпат	Магнезит	Шамотний  бій	Метал          1-го періоду	Шлак         1-го періоду	Феросплави	Усього, кг	Усього, %
Витрати, кг		3,3179	0,8295	0,3	1,3825	98,8643	0,5375	5,5302
Компоненти
CaO	%	92	0,4	3,5	0,7		46,599			53,667
	кг	3,0525	0,3318	0,0105	0,0097		0,25		3,6545
	%	2,5	3,1	3,45	62		19,599			15,882
	кг	0,0829	0,0257	0,0104	0,8572		0,1053		1,0815
	%	0,1	0,2			0,26				4,8755
	кг	0,0033	0,0017			0,257		0,007	0,269
	%	1	0,2	0,1	35		2,405			7,8125
	кг	0,0332	0,0017	0,0003	0,4839		0,0129		0,532
	%		95							11,5719
	кг		0,788						0,788
	%	3,3		90,25	0,3		6,924			6,191
	кг	0,1095		0,2708	0,0041		0,0372		0,4216
Усього, кг		3,2814	1,1489	0,292	1,3549	0,257	0,4054	0,007	6,7466	100

 

Таблиця 5.7. Матеріальний баланс відновного  періоду плавки

Внесено, кг		Отримано, кг
Металу першого періоду	98,8643	Металу другого періоду	104,3943
Шлаку першого періоду	0,5375	Шлаку другого періоду	6,7496
Вапна	3,3179	Газів	0,04618
Плавикового шпата	0,8295
Шамотного боя	1,3825
Коксу	0,2726
Магнезиту	0,3
Феросиліцію	0,9082
Феромарганцю	1,8182
Ферохрому	2,3791
Нікелю	0,1579
Усього	110,7623	Усього	111,19

 

                              Нев'язкість:   .

Остаточно розкислювання  металу проводиться алюмінієм в  кількості 0,7–1,5 кг/т. Алюміній присаджується  або в піч перед випуском плавки, або під час випуску плавки в ківш. Допускається присадка алюмінію в ківш перед випуском плавки. Хімічний склад розкісників та легуючих приведений у таблиці 5.8.

 

Таблиця 5.8. Хімічний склад розкісників та легуючих,%

Марка	С	Si	Mn	Cr	Co	Cu	Ni	S	P
ФС75	–	68-75	0,4	0,4	-	-	–	0,02	0,05
ФМн1,0А	1,0	1,5	85,0	–	-		–	0,03	0,1
ФХ50А	0,5	2,0	-	65	-	-	-	0,03	0,03
Н-4	0,15	-	-	-	0,7	1,0	97,6	0,04	-