Курсовая работа: Определение основных параметров технологии плавки IF-стали в конвертере с верхней подачей дутья
Тогда:
Теперь можно заполнить колонку «Вносится известью» в таблице 9.
Для заполнения оставшихся двух колонок таблицы 9 необходимо определить уровень концентрации оксидов железа в шлаке. Содержание оксидов железа в шлаке не имеет прямой связи с их количеством в шихтовых материалах, а зависит, в первом приближении, от содержания углерода в металле и удельного расхода дутья снизу (таблица10).
В процессе продувки оксиды железа поступают в шлак при окислении железа металлического расплава кислородом дутья и при растворении неметаллических материалов. Часть оксидов железа участвует в процессах окислительного рафинирования. Содержание оксидов железа в шлаке в конце продувки зависит от соотношения процессов их образования и расходования. В свою очередь эти процессы зависят от конкретных параметров плавки.
Для упрощения расчетов условно будем считать, что все оксиды железа, поступающие в конвертерную ванну с неметаллическими материалами, полностью разлагаются на железо, переходящее в жидкий металл, и кислород, участвующий в окислении примесей. В то же время оксиды железа шлака образуются за счет окисления железа металлического расплава кислородом дутья.
По данным таблицы 10 принимаем FeO=20% и Fe2 O3 =7%. Записываем эти значения в последнюю колонку таблицы 9. На все остальные оксиды шлака в количестве 7,314 кг приходится 100 – (20+7)= 73%. Отсюда определяем общее количество шлака: 7,314·100/73 = 10,019 кг и заполняем все оставшиеся колонки и строки таблицы 9.
При выплавке IF-стали конечный шлак конвертерной плавки должен содержать не более 7% SiO2 , что позволит уменьшить до приемлемого уровня восстановление из него кремния при последующем микролегировании металла титаном. Для получения указанного содержания SiO2 в шлаке плавку стали в конвертере следует вести с удалением промежуточного шлака после введения примерно 1/3 от расчетного количества кислородного дутья.
6 . Расчет расхода дутья
В качестве дутья для продувки металла сверху используем технически чистый кислород с содержанием 99,5% кислорода. Расход дутья определим по балансу кислорода, учитывая, что кроме дутья, кислород поступает в ванну при разложении оксидов железа неметаллических материалов, а расходуется не только на окисление примесей металла, но и на дожигание части СО до СО2 , окисление железа, а также частично растворяется в металле и теряется в газовую фазу в начале продувки.
Ранее была определена потребность в кислороде для окисления примесей металла (таблица 6): 5,51 кг или 3,86 м3 . Определим расход кислорода на окисление железа.
В таблице 9 в предпоследней колонке записано количество FeO (2,004 кг) и Fe2 O3 (0,700 кг) в шлаке. Для их образования потребуется кислорода:
2,004·16/72 + 0,700·48/160 = 0,321 кг или 0,321·22,4/32 = 0,22 м3 .
При этом окисляется железа:
2,004+ 0,700–0,321 = 2,383 кг.
Определим расход кислорода на дожигание СО. В зависимости от положения фурмы относительно поверхности металла 5…15%, а при использовании двухъярусных фурм до 25%, образующийся СО окисляется до СО2 . Принимаем: 10% СО окисляется до СО2 .
По реакции {CO}+0,5 {O2 } = {СО2 } на каждые 28 кг СО требуется 16 кг или 11,2 м3 О2 .
Так как при окислении углерода образовалось 6,63 кг СО (таблица 6), то для окисления 10% этого количества (0,663 кг) потребуется кислорода:
0,663·16/28 = 0,379 кг или 0,379·22,4/32 = 0,265 м3 .
С неметаллическими материалами поступает 0,03 кг FeO и 0,458 кг Fe2 O3 (таблица 9).
При их полном усвоении образуется кислорода:
0,03·16/72 + 0,458·48/160 =0,144 кг или 0,144·22,4/32 =0,101 м3 .
При этом восстанавливается железа:
0,03 + 0,458 – 0,144 = 0,344 кг.
Теперь определим общую потребность в кислороде дутья для окислительного рафинирования (Vk ):
Vk = 5,510 + 0,321 + 0,379 – 0,144 = 6,066 кг или 4,246 м3 .
Обычно 5…10% oт этого количества (принимаем 8%) приходится на потери кислорода в газовую фазу и растворение его в металле с учетом содержания кислорода в дутье (99,5%). Определим общий расход дутья (Vд ):
Vд = (6,066·8/100 + 6,066)·100/99,5 = 6,584 кг или 4,609 м3 .
Избыток дутья примерно составит 6,584·8/100 = 0,527 кг.