Расчет материально теплового баланса кислородно конверторной плавки с заданным расходом лома

Железные руды различают по химическому составу рудного минерала. Преимущественно применяются руды со следующими рудными минералами: красный железняк, магнитный железняк, бурый железняк и шпатовый железняк. Качество руды тем выше, чем больше в ней содержится железа, марганца и других полезных элементов и меньше вредных примесей и пустой породы. Топливом для плавки являются кокс и природный газ.

Кокс — твердое пористое вещество — является продуктом сухой перегонки каменного угля. В коксе, помимо углерода, содержится 9—10% золы, 0,4—1,9%  кремния, 0,8—1,5% летучих, до 4 % влаги. В состав золы входят Si0₂, A1₂0₃, Fe₂0₃, CaO и др.

Качество кокса тем выше, чем  больше в нем содержится углерода и меньше серы, золы и летучих.

Для удаления пустой породы в шихту  вводят флюсы— преимущественно известняки. Составляющие флюса, вступая в химическое взаимодействие с пустой породой и золой, образуют   шлак.

 

 

 

 

 

2.1 Подготовка шихтовых материалов к доменной плавке.

Перед плавкой шихта подвергается специальной подготовке. Первой стадией  её является дробление до кусков размером 35—100 мм в специальных дробилках. После дробления шихту просеивают через грохоты (сита), после просеивания крупные куски возвращаются на повторное дробление.

Для увеличения содержания рудного  минерала применяют обогащение. Для этой цели применяют промывку, обжиг или магнитное обогащение. При промывке вода уносит легкие частицы пустой породы, при обжиге из руды удаляются вода, углекислота, частично выжигается сера; при магнитном обогащении происходит отделение магнитной окиси железа путем ее притягивания к электромагнитам, создающим магнитное поле.

Агломерация — это процесс окускования мелочи и пыли, смешанных с измельченными коксом, служащим топливом для спекания гари температуре 1100—1200°С, и флюсом. При агломерации происходит обжиг руды и ее обогащение, так как из шихты удаляются двуокись углерода, воду и частично выгорает сера. В шихту для агломерации флюс добавляют в таком количестве, чтобы агломерат получился офлюсованным. Это офлюсованное сырье вместе с коксом и составляет шихту современной доменной печи. В доменную печь под давлением подается воздух, нагретый до 900—1200°С, а также кислород, природный газ и другие углеродосодержащие добавки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Технологический  процесс прокатки.

 

Технология прокатного производства это комплекс взаимосвязанных

технологических переделов, определяющих качество прокатной продукции  и

технико-экономические показатели работы прокатных цехов, металлургических

заводов. В условиях постоянно  возрастающих требований к качеству

металлопродукции, оснащения  предприятий современным прокатным  оборудованием,расширения марочного  и размерного сортамента проката, создания новых и усовершенствования существующих технологических процессов, а также высоких темпов развития прокатного производства, знание всех технологических факторов производства проката позволит наиболее эффективно решать вопросы, связанные с работой прокатных цехов, с дальнейшим внедрением новой техники и достижений науки в производстве, тем самым обеспечивая более высокий уровень качества проката и эффективность его производства.

В качестве исходных материалов при производстве стали используются жидкий или твердый чугун, металлолом, а также раскислители, легирующие и шлакообразующие материалы. В  зависимости от наличия в данном регионе или на данном заводе тех  или иных шихтовых материалов (в  первую очередь жидкого чугуна) сталь  производят в конвертерах, мартеновских или электродуговых печах: при наличии  жидкого чугуна - в конвертерах  или мартеновских печах, при его  отсутствии - в мартеновских или  электродуговых печах. При переделе чугуна и металлолома в сталь решается несколько основных задач: плавление и нагрев шихты до температуры, обеспечивающей проведение последующих операций (обычно 1600.. 1650 °C, рафинирование стали от вредных примесей (обычно к ним относят серу, фосфор, водород и азот), легирование и, наконец, получение из жидкой стали стального слитка или непрерывно литой заготовки. Нагрев до заданной температуры и частично рафинирование и легирование производятся в сталеплавильных агрегатах, окончательное рафинирование и легирование - в сталеразливочных ковшах после выпуска плавки из агрегата с помощью специализированных установок и разливка - в изложницы или на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). 
          В своей основе производство стали - процесс окислительный, так как в его ходе требуется прежде всего окислить избыток углерода (содержание последнего в стали значительно ниже, чем в чугуне} и примеси. 
         Исключительно велика и роль шлаков в процессе производства стали. Шлаковый режим, определяемый количеством и составами шлака, оказывает большое влияние на качество готовой стали, стойкость футеровки и производительность сталеплавильного агрегата. Шлак образуется в результате окисления составляющих части шихты, из оксидов футеровки печи, флюсов и руды. По свойствам шлакообразующие компоненты можно разделить на кислотные (SiO2; P2O5; TiO2; и др.), основные (CaO; MgO; FeO; MnO и др.) и амфотерные (Al2O3; Fe2O3; Cr2O3; и др.) оксиды. Важнейшими компонентами шлака, оказывающими основное влияние на его свойства, являются оксиды SiO2 и CaO. 
Шлак выполняет несколько важных функций в процессе выплавки стали: 
 
1.      Связывает все оксиды (кроме СО), образующиеся в процессе окисления примесей чугуна. Удаление таких примесей, как кремний, фосфор и сера, происходит только после их окисления и обязательного перехода в виде оксидов из металла в шлак. В связи с этим шлак должен быть надлежащим образом подготовлен для усвоения и удержания оксидов примесей; 
 
2.      Во многих сталеплавильных процессах служит передатчиком кислорода из печной атмосферы к жидкому металлу; 
 
3.      В мартеновских и дуговых сталеплавильных печах через шлак происходит передача тепла металлу; 
 
4.      Защищает металл от насыщения газами, содержащимися в атмосфере печи. Изменяя состав шлака, можно отчищать металл от таких вредных примесей, как фосфор и сера, а также регулировать по ходу плавки содержание в металле марганца, хрома и некоторых других элементов.

Для того, чтобы шлак мог  успешно выполнять свои функции, он должен в различные периоды  сталеплавильного процесса иметь определенный химический состав и необходимую  текучесть (величина обратная вязкости). Эти условия достигаются использованием в качестве шихтовых материалов плавки расчетных количеств шлакообразующих  — известняка, извести, плавикового  шпата, боксита и др. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Контроль качества

Управление качеством продукции  на металлургических предприятиях –  один из наиболее важных факторов повышения  конкурентоспособности продукции  как самих металлургов, так и  их потребителей. Сегодня одним из основных недостатков отечественных  производителей остается низкое качество выпускаемой продукции, поэтому  применение новых подходов к управлению и контролю качества металлургической продукции представляет собой достаточно актуальный вопрос.

Основными особенностями  металлургического производства являются его масштабность и сложность  технологического цикла. Поэтому контроль должен осуществляться на всех этапах производства: начиная от поступления  сырья и заканчивая отгрузкой  готовой продукции.  
 
Естественно, что для получения достоверных результатов должна проводиться своевременная аттестация испытательного оборудования лабораторий и поверка средств измерений. А также аккредитация самих испытательных центров. Только соблюдение перечисленных мер, а также периодическое обновление и расширение парка лабораторного оборудования позволяют осуществлять качественный контроль и получать действительно конкурентоспособный продукт. А своевременное выявление низкокачественного сырья помогает предотвратить получение некачественных или даже бракованных изделий, сохранив при этом как материальные, так и трудовые ресурсы.