Курсовая работа: Определение основных параметров технологии плавки IF-стали в конвертере с верхней подачей дутья

В производственных условиях, если после продувки реальная концентрация углерода не соответствует расчетным значениям, проводится коррекция; при высокой концентрации углерода металл додувают, при низкой – в металл на выпуске вводят углеродсодержащий материал (кокс, графит и др.). Однако любая коррекция является нежелательной, так как связана с дополнительными затратами материалов, энергии, времени и труда.

Температура металла в конце продувки зависит от содержания углерода в металле, способа ковшевой обработки и типа разливки, так как это определяет необходимый запас тепла металла для сохранения его в жидком состоянии вплоть до разливки последних порций металла. Данная температура (t_м ) равна сумме температуры начала затвердевания металла – температуры плавления (t_пл ) и величины перегрева металла, учитывающего потери тепла от момента выпуска металла до окончания разливки (t_пер ):

t_м = t_пл + t_пер .

В этом случае температуру плавления металла можно определить по формуле:

t_пл = 1539 – 80·[C]_м ,

где 1539 – температура плавления чистого железа, °С;

[C]_м – содержание углерода в металле в конце продувки, %.

Величину перегрева металла можно выбирать в пределах, указанных в таблице 2.

Таблица 2 – Величина необходимого перегрева металла в конвертере взависимости от условий ковшевой обработки и разливки

Условия ковшевой обработки и разливки	Величина перегрева металла
Разливка в изложницы сверху Разливка в изложницы сифоном Непрерывная разливка с предварительной продувкой металла в ковше инертным газом Непрерывная разливка с предварительным вакуумированием металла в ковше Непрерывная разливка с комбинированными способами ковшевой обработки металла	75…85 90…110 100…120 110…130 120…150

Для условий примера расчета [C]_M = 0,03%.

Тогда t_пл = 1539 – 80·0,03 = 1536,6 ºС.

Принимаем среднее значение перегрева металла, равным 120 °С (по таблице 2). В результате требуемая температура металла в конвертере в конце продувки должна быть:

t_м =1536,6 + 120= 1656,6 °C.

Таким образом, в конце продувки в конвертере необходимо получить 240 тонн жидкого металла, содержащего 0,03% углерода и имеющего температуру 1656,6 °С.

3 . Определение расхода лома на плавку

Металлический лом является важнейшим, после жидкого чугуна, исходным железосодержащим материалом конвертерной плавки. Он выполняет роль основного охладителя процесса окислительного рафинирования, благодаря которому обеспечивается необходимая температура металла. Масса лома должна определяться из условий баланса тепла конвертерной плавки. Избыток тепла процесса расходуется на переработку эквивалентной массы лома.

Однако лом вносит химические элементы, участвующие в окислительном рафинировании, как и элементы чугуна. Поэтому величина массы лома используется в начале расчета в уравнениях баланса элементов, а правильность выбора ее может быть установлена только в конце расчета при составлении теплового баланса плавки. Критерием оценки может служить рассчитанное значение температуры металла.

Для начала расчета можно было бы выбрать расход лома произвольно из обычно наблюдаемого на практике интервала значений (20…25%), провести все расчеты до определения температуры металла, сравнить ее с требуемой и вернуться к началу расчета, скорректировать величину расхода лома и расчет повторить. Успех расчета (кратность повторения) зависит от удачного первоначального выбора.

Для быстрого приближения используют эмпирические соотношения между массой лома и различными известными параметрами плавки. Их эффективность будет зависеть от того, на сколько условия конкретной плавки соответствуют условиям, при которых получены расчетные зависимости. Можно использовать следующую упрощенную формулу, полученную по усредненным параметрам для условий Магнитогорского конвертерного цеха, когда лом является единственным охладителем: