Выплавка стали марки 65Г в 500 мартеновской печи скрап-рудным процессом с интенсификацией процесса кислородом

10

Материал пода	1.3	93.5	-	-	2.0	-	2.1	1.1	-	-	-	-
Доломит обожжен..	53.3	38.2	-	-	1.0	-	3.7	3.8	-	-	-	-
Доломит сырой	44.2	10.4	-	-	1.6	-	0.7	0.3	-	41.0	1.8	-
Известняк	53.5	0.7	-	-	1.6	0.03	0.7	0.8	0.1	42.57	-	-
Известь	91.2	0.7	-	-	2.8	-	-	1.5	0.1	3.2	0.5	-
Боксит	4.0	-	-	-	20.0	-	18.0	52.0	-	-	6.0	-
Железная руда	0.08	0.05	0.04	0.80	15.22	0.08	80.8	1.5	0.02	0.31	1.1	-

 

Содержание жидкого чугуна в  составе металлошихты – 59,7 %.

Параметры мартеновского процесса, принятые в расчете приведены  в табл. 2.4.

Таблица 2.4 - Параметры мартеновского  процесса, принятые в расчете 

Параметры	Ед. изм.	Значение
Длительность плавки	час	9,0
Интенсивность продувки ванны кислородом	м3/(т*час)	8,0
Длительность продувки ванны кислородом	час	4,5
Выход жидкого металла	%	90,0
Количество миксерного шлака, вносимого чугуном	% от массы	1,2
Количество мусора, вносимого ломом	% от массы	5,0
Количество окалины, вносимой ломом	% от массы	1,0
Количество обожженного  доломита, перешедшего в шлак	%	0,8
Количество cырого доломита, перешедшего в шлак	%	1,0
Количество материала  свода, перешедшего в шлак	%	0,05
Количество материала  подины, перешедшего в шлак	%	0,1
Количество шлака, поступившего из предыдущей плавки	%	0,5

 

11

Содержание (FeO) в первичном шлаке	%	26
Содержание (FeO) в шлаке доводки	%	12
Основность первичного шлака	ед.	0,9
Основность шлака доводки	ед.	2,0
Основность конечного шлака	ед.	3,0
Количество шлака, скачанного в  плавление	%	30
Количество шлака, скачанного в  доводку	%	40
Содержание корольков в первичном  шлаке	%	15
Содержание корольков в шлаке  доводки	%	6
Содержание корольков в конечном шлаке	%	3
Количество железа, испарившегося  при продувке	кг/м3 О2	0,27
Перегрев металла перед раскислением	оС	90
Поступает углерода из раскислителей	%	0,03

 

2. 2 Расчет /2/

Расчет  ведем на 100 кг металлической шихты

Масса миксерного шлака 59,7 * 1,2 / 100 = 0,6996 кг

Масса лома: 100 – 59,7 = 40,3 кг

Масса мусора лома:    40,3 * 5,0 / 100 = 2,015 кг

Масса окалины лома:  40,3 * 1,0 / 100 = 0,403 кг

Масса чистого жидкого чугуна (без миксерного шлака):

               59,7 – 0,7164 = 58,9836 кг

Масса чистого лома ( без мусора и окалины):

   40,3 – 2,015 – 0,403 = 37,882 кг

Определение среднего химического состава металлической  части шихты приведено в табл. 2.5.

 

12

Таблица 2.5 – Определение среднего химического  состава металлической части  шихты, %

Материал	Масса, кг	C	Mn	Si	Р	S	Fe
Чугун (чистый)	58,9836	2,5812	0,2241	0,4719	0,0354	0,0201	55,6509
Лом (чистый)	37,8820	0,2500	0,3978	0,1023	0,0133	0,0133	37,1054
Ср. состав шихты	-	2,8313	0,6219	0,5742	0,0486	0,0333	92,7563

 

Определение химического состава металла  перед раскислением /3/

Содержание углерода

[C]_п.р = ([C]_min + [C]_max) / 2 – 0.03 = (0,62+0,7)/2-0.03 = 0,63 %

Содержание кремния

[Si]_п.р = 0

Содержание марганца

При температуре металла перед  раскислением на 75 ^оС выше температуры t_ликв.

t_п.р = 1530-80*[C]_п.р+75 = 1530 – 80*0,63 + 75 = 1570 ^оС

  T_п.р = t_п.р + 273 = 1570 + 273 = 1843 К

Lg K_Mn = -6234 / T_п.р + 3,026 = -6234/1843+3,026 = -0,3565;

откуда K_Mn = 10 ^–0,3565 = 0,44

При основности шлака перед раскислением (В)_п.р = 3,0

(FeO)_п.р = 7,25*(B)^0,333 / [C]_п.р^0,25 = 7,25*3^0,333/0,63^0,25 = 11,737 %

     Из выражения (MnO)_п.р/[Mn]_п.р = (FeO)/K_Mn = 11,737/0,44 = 26,674

 т.е.  (MnO)_п.р = 26,674*[Mn]_п.р

100*[Mn]_м.ш = [Mn]_п.р*M_мет + (MnO)_п.р* M_шл*55/71

При M_шл = 12,0 кг (%)

100*0,6219 = [Mn]_п.р 90 + 26,647*[Mn]_п.р*12,0*55/71

 

13

откуда  [Mn]_п.р = 0,184 %

Содержание фосфора

Из табл. 1 /1/ при (В)_п.р = 3,0 и при (FeO)_п.р = 11,737 %

Lp = 57+((64-57)/(12-10))*(11,737-10) = 63,1

[P]_п.р = (100*[P]_м.ш)/(M_ме+Lp*M_шл*62/142) =

= (100*0,0486)/(90,0+63,08*12,0*62/142) = 0,012 %

Содержание серы

Из табл. 2 /1/ при (В)_п.р = 3,0 Ls = 8,0

[S]_п.р=(100*[S]_{м щ})/(M_ме+Ls*M_шл)=(100*0,0333)/(90,0+8,0*12,0)=0,0179%

Остается в металле перед  раскислением:

         [C] = [C]_п.р*90,0 / 100 = 0,63 * 90,0 / 100 = 0,5670 кг

[Mn] = [Mn]_п.р*90,0 / 100 = 0,184 * 90,0 / 100 = 0,1656 кг

       [P] = [P]_п.р*90,0 / 100 = 0,0116 * 90,0 / 100 = 0,0104 кг

       [S] = [S]_п.р*90,0 / 100 = 0,0179 * 90,0 / 100 = 0,0161 кг

     Определение количества удаляемых примесей приведено в табл. 2.6.

 

Таблица 2.6 – Определение количества удаляемых примесей, кг

	C	Mn	Si	P	S	Сумма
Средний состав      металлошихты	2,8313	0,6219	0,5742	0,0486	0,0333	-
Примеси металла перед раскислением	0,5670	0,1656	0	0,0104	0,0161	-
Удаленные примиси	2,2643	0,4563	0,5742	0,0382	0,0172	3,3501

 

 

 

Определение расхода кислорода  на окисление примесей приведено  в табл. 2.7.

 

14

Таблица 2.7 – Определение расхода кислорода  на окисление примесей, кг

Эл	Удаляется примеси, кг	Реакция	Требуется кислорода, кг	Образу-ется оксидов
C	2,2643	[C]+0.5{O2}={CO}	2,2643*0,90*16/12=2,7171	4,7549
		[C]+{O2}={CO2}	2,2643*0,10*32/12=0,6038	0,8302
Mn	0,4563	[Mn]+0.5{O2}=(MnO)	0,4563*16/55=0,133	0,5890
Si	0,5742	[Si]+{O2}=(SiO2)	0,5742*32/28=0,656	1,2303
P	0,0382	2[P]+2.5{O2}=(P2O5)	0,0382*80/62=0,049	0,0876
S	0,0172	(FeS)+(CaO)=(CaS)+(FeO)	0,0172*-16/32= -0.0086	0,0086
	3,3501		4,1506	7,5007

 

Принимаем, что в первичный шлак переходят шлакообразующие оксиды от окисления примесей металлошихты, миксерный шлак, окалина и мусор лома, весь конечный шлак, известняк, часть сырого (30%) и обожженного (30%) доломитов.

Определение химического состава  и количества первичного шлака (без  оксидов железа) приведено в табл. 2.8.

Таблица 2.8 – Определение химического  состава и количества первичного шлака (без учета окисления железа), кг

 

Внесено	Усвоен. ванной	SiO2	Al2O3	CaO	MgO	MnO	P2O5	S	Cr2O3
Металлошихтой		1,2303				0,589	0,0876
Миксер.шлаком	0,7164	0,2830	0,043	0,3367	0,0287	0,0107		0,0107
Мусором лома	2,015	1,4105	0,5038