Курсовая работа: Кислородно-конвертерная плавка при переделе обыкновенных чугунов
где 
– температура металла в конце
продувки, 
.
= 1,25 + 4∙3,4 + 0,3 / 0,09
+ 
∙1614
= 20.78 %
= 
; 
= 
,
= 0.667∙20.78 = 13.86 %
= 20.78 – 13.86 = 6.92 %
(предполагаем, что 
на 2/3 состоит из (%FeO)к и на
1/3 – из 
Ориентировочный выход жидкого металла в конце продувки (
)
Принимаем, что за время продувки окисляется весь кремний, 80 % марганца, 90 % фосфора. Потери железа с отходящими газами, выбросами, со шлаком (в виде корольков) превышают количество железа, восстановленного из оксидов, окалины, загрязнений скрапа и других материалов на 3,5 – 4,5 %.
В расчете принимаем эти потери 
= 3,5 %. Тогда
= 
, кг (2.15)
где 
, 
и т.д. – количество примесей,
вносимых металлошихтой, кг;
= 100 – [(3,24 – 0,09) + 0,72 +
0,8∙0,45 + 0,9∙0,04 + 3,5] = 92,23 кг
Ориентировочное количество шлака:
= 
=
,
где 
, 
и т.д. – расход материалов;
, 
и т.д. – содержание оксидов в
материалах.
= 100∙[(2,14∙0,72 +
1,032∙0,45 + 2,061∙0,04) + 0,01∙(0,4∙94 + 0,63∙83,7
+ +7,94∙95,5 + 0,13∙97,0)] / [100 – 20,78] =
= 100∙[2,09 + 0,01∙861,2] / 79,22 = 13,51 кг
Уточнение количества примесей в металле в конце продувки:
Содержание углерода в металле должно соответствовать нижнему пределу его в готовой стали.
Содержание марганца определяем из балансового уравнения распределения марганца между шлаком и металлом:
= 
)]/
/
,% (2.17)
– константа равновесия реакции
окисления марганца, определяемая из уравнения:
lg
= lg
= 
,
где
Т = 
+ 273 = 1614 + 273 = 1887 К,
lg
= 
- 3,06 = 0,2415, отсюда 
= 1,74
= [(79,28∙0,5 + 20,72∙0,25)
+ 0,775(0,63∙9,4)] / [92,23 + + 20,78∙1,74∙13,51∙0,775]
= [44,82 + 4,59] / 470,8 = 0,104 %
Содержание фосфора:
= 
, (2.18)
где
= 
коэффициент распределения фосфора между металлом и шлаком, определяемый из табл.2.2
Табл. 2.2 Значения коэффициента распределения фосфора
| Основность шлака | Lp при содержании (%FeO)к | |||||
| 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 и более | |
| 3,0 | 57 | 64 | 73 | 82 | 91 | 100 |
| 3,2 | 64 | 71 | 80 | 89 | 98 | 107 |
| 3,4 | 71 | 78 | 87 | 96 | 105 | 114 |
| 3,6 | 77 | 85 | 94 | 103 | 112 | 120 |
При (%FeO)к = 13,86 %, и основности 3,4 :
Lp = 105
= 
= 
= 0,005 %
Содержание серы:
= 
, % (2.19)
где 
– коэффициент распределения серы
металлом и шлаком, принимаемый по табл. 2.3.
Табл. 2.3 Значения коэффициента распределения серы
| Основность Вк | 3,0 | 3,2 | 3,4 | 3,6 |
| Коэффициент ηs | 7,2 | 7,8 | 8,3 | 8,7 |
При основности 3,4 
= 8,3
= 
= 
= 0.025 %
Содержание кремния в металле в конце продувки принимаем равным нулю.
= 0.
Уточненный химический состав металла в конце продувки, %:
= 
= 0,09 % ;
= 
= 0,104 % ;
= 0 %;
= 
= 0,005 % ;
= 
= 0,025 % ;
Остается примесей в металле, кг:
Углерода – 
= 
∙
/100 (2.20)
= 0,09∙92,23/100 = 0,083 кг
Кремния = 0;
Марганца – 
= 
∙
/100 (2.21)
= 0,104∙92,23/100 = 0,096
кг
Фосфора – 
= 
∙
/100 (2.22)
= 0,005∙92,23/100 = 0,0046
кг
Серы – 
= 
∙
/100 (2.23)
= 0,025∙92,23/100 = 0,023 кг
Удаляется примесей, кг:
= 
. (2.24)
= 
. (2.25)
= 
(2.26)
= 
(2.27)
= 
(2.28)
= 3,24 – 0,083 = 3,157 кг
= 0,72 - 0 = 0,72 кг
= 0,45 – 0,096 = 0,354 кг
= 0,04 - 0,0046 = 0,0354 кг
= 0,42 – 0,023 = 0,397 кг
Всего окисляется примесей, кг:
= 
+ 
+ 
+ 
+ 
; (2.29)
= 3,157 + 0,354 + 0,72 + 0,0354 +
0,397 = 4,66 кг
Образуется оксидов, кг:
Принимаем, что 90 % углерода окисляется до СО и 10 % до 
.
= 2,1∙
(2.30)
= 0,37∙
(2.31)
= 2,14∙
(2.32)
= 1,29∙
(2.33)
= 2,29∙
(2.34)
= 2,1∙ 3,157 = 6,63 кг
= 0,37∙ 3,157 = 1,17 кг
= 2,14∙0,72 = 1,54 кг
= 1,29∙0,354 = 0,46 кг
= 2,29∙0,0354 = 0,08 кг
Количество шлакообразующих оксидов (кроме оксидов железа и соединений, внесенных металлошихтой и другими материалами), кг:
= 
+ 
. (2.35)
= 
. (2.36)
=
+
(2.37)
= 
. (2.38)
= 
. (2.39)
= 
+ 
. (2.40)
= 
. (2.41)
= 
+ 
. (2.42)
= 1,54 + 0,01(7,94∙1,5 +
0,4∙4,5 + 0,63∙54,5 + 0,3∙3,4 + 0,13∙68,0) = 2,119 кг
= 0,01(7,94∙0,8 + 0,4∙0,9
+ 0.63∙8,6 + 0,3∙1,4 + 0,13∙24,0) = 0,157 кг
= 0,46 + 0,01(0,63∙9,4) = 0,519 кг
= 0,01(7,94∙90,0 + 0,4∙7,6
+ 0,63∙7,5 + 0,3∙40,3 + 0,13∙3,0) = 7,348 кг
= 0,01(7,94∙3,0 + 0,63∙3,3
+ 0,3∙52,8 + 0,13∙2,0) = 0,429 кг
= 0,08 + 0,01(0,63∙0,2 +
7,94∙0,1) = 0,089 кг
= 0,01(0,4∙81,0) = 0,324 кг
= 0,397 + 0,01(7,94∙0,1 +
0,63∙0,2) = 0,406 кг
Общее количество шлакообразующих, оксидов и соединений (кроме оксидов железа), кг:
