Электросталеплавильное производство стали марки 3Х3М3Ф

.

Кількість шлаку, необхідного  для дефосфорації металу до заданих  значень:

 

.

 

Це значення потрапляє  в допустимі межі 4,0–8,0 кг.

При розрахунку кількості  кисню, необхідного для окислення  домішок, приймаємо, що 75% вуглецю окислюється  до CO і 25% до CO₂. Результати розрахунку приведені в таблиці 5.4.

 

Таблиця 5.4. Розрахунок кількості  кисню, необхідного для окислення  домішок

Еле- мент	Окисл., %	За реакцією	Необхідна кількість кисню, кг	Кількість продуктів реакції, кг	Приміт- ка
С	0,2 СО-0,15 СО2-0,05				Перехід до газо-подібної фази
Si	0,35
Mn	0,3
P	0,078

 

Кількість закису заліза, необхідного  для окислення домішок:

.

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 5.6.).

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	80	Металу	98,69
Чавуну	20	Шлаку	7,921
Залізної руди	3,928	Вигару	2,00
Вапняку	4,242	Газів	0,533
Магнезиту	0,3	Втрати при викачуванні	0,197
Усього	108,47	Усього	109,341

 

                       Нев'язкість: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 5.6 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				0,76				0,178	1,688
Залізна руда	9,382	0,2	0,018		0,880	5,75	0,539	2,5	0,234			0,3	0,028	0,15	0,014	1,713
Вапно	4,242	92	3,902	0,86	0,036	2,1	0,089	1,0	0,042			3,3	0,139	0,1	0,0042	4,212
Магнезит	0,3	3,6	0,010	2,7	0,0081	3,35	0,0100	0,1	0,0003			90,25	0,2707			0,3
Усього, кг			3,93		0,942		1,388		0,2763		0,76		0,4377		0,1962	7,921
Усього, %		49,61		11,66		17,52		3,488		9,59		5,51		2,47		100

 

 

5.3 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 3,384 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: 0,00585 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 5.7.

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

Основність шлаку відновного періоду: .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 5.7 Уточнений розрахунок кількості та складу шлаку відновного періоду плавки

		Вапно	Плавиковий шпат	Джерело надходження	Шамотний  бій	Метал          1-го періоду	Шлак         1-го періоду	Феросплави	Усього, кг	Усього, %
Витрати, кг		3,09	0,772	0,3	1,287	98,69	0,791	3,787
Компоненти
CaO	%	92	0,4	3,5	0,7		49,61			47,24
	Кг	2,8428	0,00308	0,0105	0,009		0,3924		3,2577
SiO2	%	2,5	3,1	3,45	62		17,52			15,16
	Кг	0,077	0,023	0,0104	0,797		0,138		1,0454
S	%	0,1	0,2			0,0255				0,516
	Кг	0,00309	0,0015			0,0252		0,00585	0,0356
Al2O3	%	1	0,2	0,1	35		3,488			7,391
	Кг	0,0309	0,0015	0,0003	0,45		0,027		0,5097
CaF2	%		92							10,29
	Кг		0,71						0,71
MgO	%	3,3		90,25	0,3		5,51			19,39
	Кг	1,0197		0,2708	0,00386		0,043		1,3373
Усього		3,973	0,739	0,292	1,259		0,60	0,00585	6,8957	100

 

Розрахунок  розкислювачів

 

Вноситься закису заліза:

Металом першого періоду 0,014 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 5.8).

Таблиця 5.8 Матеріальний баланс відновного  періоду плавки

Внесено, кг		Отримано, кг
Металу першого періоду	98,69	Металу другого періоду	102,073
Шлаку першого періоду	0,792	Шлаку другого періоду	6,8957
Вапна	3,09	Газів	0,379
Плавикового шпату	0,772
Шамотного бою	1,287
Коксу	0,228
Магнезиту	0,3
Феросиліцію	0,265
Феромарганцю	0,33
Ферохрому	2,44
Нікелю	0,104
Усього	108,726	Усього	109,347

 

                              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 5.9.