Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Июня 2013 в 21:50, курсовая работа
В курсовом проекте был выполнен расчет материального баланса плавки стали 15ХГН2ТА ГОСТ 4543-71 в дуговой сталеплавильной печи 100 т методом переплава легированных отходов. Для выплавки стали 15ХГН2ТА были использованы следующие материалы: отходы 15ХГН2ТА, отходы 20ХГНР, отходы 40ХНМА, отходы 15ХА, чугун передельный, ферросилиций ФС45, ферросилиций ФС75, известь, магнезитовый порошок, зола коксика, плавиковый шпат, электроды, алюминий. Для завалки печи в качестве шихты с учетом угара углерода в период плавления и с учетом науглероживания металла в восстановительный период использовались следующие материалы: отходы 15ХГН2ТА, отходы 20ХГНР, отходы 40ХНМА, отходы 15ХА, чугун передельный.
7.2.1 Определяем расход
Из шлака периода
0,58–0,075=0,505 кг;
в пересчете на марганец это составит :
В металле содержится марганца в количестве [Mn]распл = 0,35, следовательно содержание марганца в расплаве будет равно:
[Mn]раcк = 0,35+0,37=0,72%;
В готовой стали содержание марганца составляет 0,7–1%, поэтому нет надобности в дополнительном вводе в нее марганца.
7.2.2 Определяем расход феррохрома
Восстанавливается из шлака периода плавления Cr2O3 в количестве:
0,29–0,18=0,11 кг;
в пересчете на хром это составит:
В металле перед присадкой феррохрома содержится хрома:
[Cr]раск=0,78+0,08=0,86 кг;
Известно [Cr]фх=68%, тогда мы принимаем [Cr]гот=2,8%; UCr=3,0%;
Рассчитываем расход феррохрома:
7.3 Определяем количество элементов, вносимых в ванну присадками
Расчет количества элементов,вносимых в ванну присадками,представлен в таблице 8.
С коксом раскислительной смеси в ванну вносится, кг:
Серы
Золы
Углерода
Образуется СО при окислении углерода кокса
С золой кокса в ванну вносится:
СаО
SiO2
Al2O3
Fe2O3
MgO
Таблица 8 Количество элементов вносимых в ванну ферросплавами
Элемент |
Ферросилиций ФС45 |
Ферросилиций ФС75 |
Феррохром ФХ001 |
ИТОГО |
С |
– |
– |
0,0002 |
0,0002 |
Si |
0,1125 |
0,2941 |
0,0191 |
0,4257 |
Mn |
0,0015 |
0,0016 |
– |
0,0031 |
P |
0,0001 |
0,0002 |
0,0005 |
0,0008 |
S |
<10-4 |
0,0001 |
0,0005 |
0,0006 |
Cr |
0,0012 |
0,0016 |
1,6201 |
1,6229 |
ИТОГО |
0,1153 |
0,2976 |
1,6404 |
2,0531 |
7.4 Предварительное определение содержания примесей металла в конце восстановительного периода
Углерод:
Содержание в металле по расплавлении 0,1
Внесено ферросплавами
Науглероживание за счет электродов
ИТОГО:
Таким образом, [С]восст=0,1502 кг.
Кремний:
Содержание в металле по расплавлении
Вводится с ферросплавами
ИТОГО:
Окисляется 50% (0,21285 кг) поступившего с ферросплавами кремния, а 50% (0,21285 кг) переходит в металл. При окислении кремния ферросплавов образуется SiO2 в количестве:
В конце восстановительного периода [Si]восст = 0,21285 кг.
Марганец
Имелось в металле по расплавлении
Вносится ферросплавами
В шлаке по расплавлении содержится 0,35 кг MnO, в конечном шлаке – 0,075 кг. Из поступившего с ферросплавами марганца окисляется 10%, что составляет:
в пересчете на MnO это составит:
Всего восстанавливается MnО:
В пересчете на марганец это составит:
В металле содержится марганца:
[Mn]восст
= 0,35+0,39+(0,0031-0,00031)=0,
Фосфор
Содержание в металле по расплавлении
Восстанавливается из шлака периода
плавления
Вносится ферросплавами
ИТОГО:
Таким образом, [Р]восст=0,024 кг.
Сера
Содержание в металле по расплавлении
Вносится ферросплавами
Вносится коксом
Вносится плавиковым шпатом
Вносится известью раскислительной
смеси
Содержится в шлаке по расплавлению
ИТОГО:
Из общего количества серы, содержащейся в ванне, металл по расплавлении и ферросплавы вносят:
0,0206+0,0006=0,0212 кг;
Содержание серы в металле в конце восстановительного периода определим по формуле:
где –– количество шлака в конце восстановительного периода;
Ls –– коэффициент распределения серы в конце восстановительного периода;
–– количество серы в ванне, кг;
Коэффициент распределения серы в восстановительный период составляет 40–60. мы же его примем равным 40.
Из металла в шлак в течение восстановительного периода переходит серы:
0,0212-0,0725=0,05 кг.
Хром
Содержание в металле по расплавлении
Вносится ферросплавами
В шлаке по расплавлению содержится 0,29 кг Cr2O3, в конечном шлаке –– 0,18кг.
Из ферросплавов окисляется 3% хрома, что составляет:
в пересчете на Cr2O3 это составит:
Всего восстанавливается Cr2O3:
(0,29+0,04)-0,18=0,18 кг,
в пересчете на Cr это составит:
В металле содержится хрома в количестве:
[Cr]восст = 0,78 + 0,123 + (0,94 – 0,28) = 1,23 кг.
Никель
Содержится в металле по расплавлении 1,040
ИТОГО
Таким образом [Ni]восст = 1,040кг.
Расчетный состав металла после периода восстановления приведем в таблице 9
Таблица 9 Расчетный состав металла после восстановительного периода, %
С |
Mn |
Si |
Cr |
Ti |
Ni |
P |
S |
0,1502 |
0,72 |
0,213 |
2,48 |
0,003 |
1.040 |
0.024 |
0.073 |
7.5 Определение расхода извести
Расход извести определяем из расчета
получения шлака основностью 2,6.
Для определения расхода
Поступление SiO2 в конечный шлак, кг:
– со шлаком по расплавлении –– 1,308;
– от окисления кремния ферросплавов –– 0,45;
– с золой кокса –– 0,028;
– с известью раскислительной смеси –– 0,025;
– с плавиковым шпатом –– 0,011;
– с магнезитовым порошком –– 0,002;
ИТОГО:
Поступает в СаО в конечный шлак, кг:
– со шлаком по расплавлении –– 2,875;
– с золой кокса –– 0,002;
– с известью раскислительной смеси ––– 0,98;
– с плавиковым шпатом –– 0,005;
– с магнезитовым порошком –– 0,002;
ИТОГО:
Расход извести определим по формуле:
где Сизв – содержание СаО в извести, %;
(SiO2)изв – содержание SiO2 в извести, %;
В – основность шлака;
F – количество SiO2 поступившего в шлак из всех источников, кроме извести, кг;
С – количество СаО, поступившего в шлак из всех источников, кроме извести, кг;
Все величины, входящие в формулу, известны:
7.6 Количество и состав шлака восстановительного периода
Расчеты по определению количества
и состава шлака
Таблица 10 Количество и состав шлака восстановительного периода
Оксиды |
Источники поступления |
Кон-й шлак | |||||||||
Шлак п–да плав-я |
Магн–вой порошок |
Зола кокса |
Известь рас-ной смеси |
Плав. Шпат |
Фер-вы |
известь |
Металл. Часть шихты |
всего |
кг |
% | |
СаО |
2,875 |
0,0020 |
0,002 |
0,98 |
0,005 |
– |
0,915 |
– |
4,779 |
4,779 |
58,7 |
SiO2 |
1,308 |
0,0020 |
0,028 |
0,016 |
0,011 |
0,45 |
0,015 |
– |
1,83 |
1,83 |
22,42 |
MnO |
0,58 |
– |
– |
– |
– |
0,0004 |
– |
–0,5054 |
0,075 |
0,075 |
0,92 |
MgО |
0,142 |
0,095 |
0,002 |
0,016 |
– |
– |
0,015 |
– |
0,27 |
0,27 |
3,32 |
Cr2O3 |
0,29 |
– |
– |
– |
– |
0,071 |
– |
0,18 |
0,18 |
0,18 |
2,21 |
Al2O3 |
0,56 |
0,0005 |
0,017 |
0,011 |
– |
– |
0,01 |
0,0189 |
0,6174 |
0,6174 |
7,6 |
TiO2 |
0,017 |
– |
– |
– |
– |
– |
–0,013 |
0,00375 |
0,00375 |
0,076 | |
P2O5 |
0,03 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
–0,03 |
0 |
0 |
0 |
Продолжение таблицы 10 | |||||||||||
СаF2 |
– |
– |
– |
– |
0,2538 |
– |
– |
– |
0,2538 |
0,2538 |
3,12 |
S |
0,0044 |
– |
0,02 |
0,0011 |
0,00027 |
0,005 |
0,001 |
0,05 |
0,082 |
0,082 |
1,01 |
ИТОГО |
5,7894 |
0,0995 |
0,069 |
1,023 |
0,27 |
0,5264 |
0,956 |
–0,3365 |
8,0872 |
8,0872 |
99,35 |
FeO |
0,4113 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
-0,3663 |
0,045 |
0,045 |
0,55 |
Fe2O3 |
0,17 |
– |
0,054 |
0,016 |
– |
– |
0,015 |
-0,243 |
0,012 |
0,012 |
0,15 |
ИТОГО |
0,5813 |
– |
0,054 |
0,016 |
– |
– |
0,015 |
-0,6093 |
0,057 |
0,057 |
0,7 |
СО2 |
– |
0,0005 |
– |
0,031 |
– |
– |
0,029 |
– |
0,0605 |
– |
– |
СО |
– |
– |
0,96 |
– |
– |
– |
– |
– |
0,96 |
– |
– |
ИТОГО |
– |
0,0005 |
0,096 |
0,031 |
– |
– |
0,029 |
– |
1,0205 |
– |
– |
ВСЕГО |
6,3712 |
0,1 |
0,22 |
1,07 |
0,27 |
0,5264 |
1 |
–0,9458 |
9,1647 |
8,14 |
100 |