Главный анализ вычисления теплового баланса плавки. Сущность химических свойств компонентов шихты. Зависимость коэффициента распределения серы от условности шлака и содержания кремния в чугуне. Расчет содержимого марганца и фосфора в сплаве железа.
Аннотация к работе
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» Кафедра металлургии железа и сплавовРасчет доменной шихты позволяет установить необходимое соотношение шихтовых материалов для получения чугуна заданного качества при указанных сырьевых условиях.Доменная шихта состоит из трех основных частей: железорудный материал (ЖРМ), состоящий обычно из агломерата и окатышей, флюс и твердое топливо. Тип и химический состав железорудных материалов, флюсов и топлива, используемых в расчете, определяются заданием на выполнение работы. В случае использования нескольких железорудных материалов, нескольких флюсов и топлива для удобства ведения расчета вначале находят их средний (средневзвешенный) состав, сводя шихту к трем основным компонентам. В случае отсутствия данных о содержании FES2 в материале содержание Fe2O3 определяют по формуле: Fe2O3 = (Feобщ - FEO· 56 / 72) · 160 / 112 В связи с этим в таблице химического состава материалов отдельным столбцом целесообразно выделить неучтенные оксиды (ХО), содержание которых определяется следующим образом: ХО = 100 - ?Y, где ?Y - сумма всех оксидов, указанных в таблице химического состава материала, %.Количество (расход на 1 тонну чугуна) каждого из компонентов шихты (железорудный материал - агломерат или смесь агломерата и окатышей (Р), флюс-известняк (Ф) и кокс (К)) находят решением системы балансовых уравнений: 1. В состав чугуна наряду с железом входят кремний, углерод, сера, марганец, фосфор и другие примеси. Доля примесей, вносимых в чугун флюсом (известняком) и коксом незначительна. В связи с этим содержание железа в чугуне с достаточной точностью можно определить по формуле: Feч = 100 - [Si]-[C]-[S] - [Mn] - [P], где [Si], [C], [S], [Mn], [P] - содержание кремния, углерода, серы, марганца и фосфора в чугуне соответственно, %. Учитывая известное по химическому анализу соотношение содержания марганца, фосфора и железа в ЖРМ имеем: Feч = ?FE• Fep• (100 - [Si]-[C]-[S]) / (?FE• Fep ?MN• Mnp ?P•Pр), Mnp, Pp - содержание марганца и фосфора в ЖРМ, %;Расчет позволяет определить состав получаемого чугуна, выход, состав и свойства шлака и сделать вывод о возможности выплавки чугуна заданного качества из указанных железорудных материалов.Их количество в шлаке рассчитывается по формуле: Мх = 0,01• (Р•Хр Ф•Хф 0,01•К•А•Хз.к), Где Мх - количество CAO (MGO, Al2O3), переходящего в шлак, кг/ т чугуна; Поэтому его масса в шлаке составляет: MSIO2 = 0,01• (Р•SIO2р Ф• SIO2ф 0,01•К•А• SIO2з.к) - 21,4•[Si] , где MSIO2 - количество SIO2, переходящего в шлак, кг/ т чугуна; Масса оксидов железа, марганца (ванадия и хрома в случае их наличия в шихте) в шлаке определяется их количеством, вносимым в печь с шихтой, и степенью перехода в шлак: MFEO = 0,01• (Р•Fep Ф• Feф 0,01•К•А• Feз.к) • (1 - ?FE) • (56 16) / 56 Для определения массы серы, переходящей в шлак, необходимо рассчитать ее приход с шихтовыми материалами и вычесть из него массу серы, улетучивающейся с колошниковым газом и переходящей в чугун. Масса серы, поступающей в печь с шихтой и распределяющейся между чугуном и шлаком (Ms, кг/т чугуна) равна: Ms = 0,01• (Р•Sp Ф•Sф К•Sk)•(1-?s), Где Sp, Sф, Sk - содержание серы в ЖРМ, флюсе и коксе соответственно, %. ?s - степень улетучивания серы, д. ед.Содержание железа в чугуне определено ранее по уравнению 2.5, кг/т чугуна Содержание кремния соответствует принятому в расчете: MSI= 10•[Si], кг/т чугуна. Содержание серы в чугуне рассчитано по уравнению 2.17, кг/ т чугуна. Содержание марганца в чугуне определяется по формуле: MMN = 0,01• (Р•Mnp Ф• Mnф 0,01•К•А• Mnз.к) • ?MN, кг/т чугуна.Рассчитать потребность в агломерате, известняке и коксе для выплавки чугуна марки П2; определить количество и состав шлака. Химический состав материалов приведен в таблице ниже.Определяем содержание железа в чугуне Рассчитываем расход коксаОпределяем приход оксидов компонентов шихты в шлак (кг/т чугуна) Рассчитываем массу серы, поступающей в печь с шихтой и распределяющейся между чугуном и шлаком (Ms, кг/т чугуна): Ms = 0,01• (1452,29•0,045 97,33•0,052 358,543•0,42)•(1-0,05) =2,1. Принимаем содержание серы в чугуне 0,03 % или 0,3 кг/т чугуна.Содержание железа в чугуне определено ранее по уравнению и составляет 949,5 кг/т чугуна Рассчитываем содержание марганца и фосфора в чугуне Содержание кремния соответствует принятому в расчете: Si= 10•[Si] = 10•5= 5 кг/т чугуна При основности шлака 1,20 и содержании кремния в чугуне 0,5% величина коэффициента распределения серы в соответствии с рис.1 составляет Ls= 34Расчетный состав чугуна соответствует заданной марке П2, относится к 1 группе по содержанию марганца, А классу по содержанию фосфора и 2 категории по содержанию серы.