Химический состав шихтовых материалов доменной плавки (стр. 2 из 6)

Количество марганца и фосфора, вносимых железорудной смесью, металлодобавками и золой кокса, определяется по известным расходам этих материалов и содержанию элементов в них.

Вносится марганца

фосфора

.

Коэффициенты перехода марганца и фосфора в чугун принимаются равными 0,6 и 1,0 соответственно, тогда ориентировочно в чугуне будет содержаться:

марганца

;

фосфора

.

Основность, т.е. отношение

в железорудной смеси, равна b=8,58/8,11 =1,06. Успешное ведение доменной плавки по получению кондиционного по сере чугуна возможно при .

2.4 Выбор состава чугуна и основности шлака

В соответствии с проведенной оценкой материалов принимаем выплавку передельного чугуна марки П1 (группы 2, класса А, категории II)

Таблица 2 - Состав чугуна

Содержание, %
			S
По ГОСТ 805-80	0,5-0,9	<0,5	<0,1	<0,02	-	-
Принято для расчета	0,6	0,601	0,037	0,02	4,41	94,71

Примечание. Содержание в чугуне (табл.2)

и принято согласно оценке материалов; Si, равного 0,6% - из условия обеспечения нормального нагрева чугуна; S, равного 0,02% - относительно низким для снижения затрат на передел чугуна в сталь. Содержание углерода принимается в соответствии с видом чугуна: 4,3-4,9% при выплавке обычных передельных

Содержание железа определяется по разности

.

Основность шлака в различных условиях плавки меняется в широких пределах, главным образом, в зависимости от количества серы, вносимой коксом, и от желательной обессеривающей способности шлака.

Основность шлака, выраженная отношением

, находится обычно в пределах при выплавке чугуна на коксе, содержащем S, и в пределах - при работе на коксе, содержащем % серы.

В настоящем примере при S= 0,53% принята b_зад= CaO/SiO₂ = 1,1.

2.5 Определение расхода материалов

Для расчета используются характеристики, приводимые проф.А.Н. Раммом. Общий вид уравнений материального баланса для определения расхода материалов:

1. по выходу чугуна

.

2. по основности шлака

.

Здесь

, , , - соответственно расход рудной смеси, металлодобавок, известняка и золы кокса, кг/т чугуна;

- выход чугуна на 1 кг соответствующем материала, кг/кг;

- избыток или недостаток извести в соответствующем материале при заданной основности шлака, %.

По составу материалов и принятым для расчета данным вычисляем характеристики (

и ) для соответствующих материалов путем последовательного заполнения таблицы 3.

Таблица 3 - Характеристики материалов

Характеристики	Обозначения и формулы	Рс	М	И	А
Выход чугуна, кг/кг		53,54*0,999/94,35==0,567	0,889	0,0064	0,0593
Расход SiO2 на восстановление Si, %		0,567*0,6*2,14=0,73	1,14	0,0082	0,076
Содержание SiO2 в материале, %		8,11	1,5	1,55	50,4
Переход SiO2 в шлак, %		8,11-0,73=7,38	0,36	1,5418	50,324
Требуется CaO, %		7,38*1,1=8,118	0,396	1,696	55,37
Содержание СаО в материале, %		8,58	-	53,5	4,5
Избыток (недостаток) СаО в материале, %		8,58-8,118=0,46	-0,396	51,8	-50,87

По полученным характеристикам и известным расходам материалов (металлодобавки и зола кокса) составляем уравнения материального баланса:

;

.

Решение системы уравнений дает P_c= 1738,9кг, И = 117,8кг.

Тогда в рудной смеси содержится:

железной руды 1738,9*0,1=173,89кг

агломерата 1738,9*0,85=1478,06 кг

окатышей 1738,9*0,05 = 86,95 кг

2.6 Определение состава чугуна и шлака

Для расчета состава чугуна и шлака и проверки выполнения принятых условий составляется поверочная таблица расчета шихты (таблица 4).

По расходу и составу материалов определяется количество составляющих, вносимых отдельными материалами, а суммированием по графам вычисляется общее количество составляющих (строка "Всего вносится"). Общие количества отдельных элементов и составляющих, поступающих с шихтой, распределяются между чугуном и шлаком.

Железо. Вносится 944,7 кг, Переходит в чугун 944,7*0,999 = 943,75 кг; в шлак 944,7 - 943,75=0,95 кг в виде 0, 95*72/56 = 1, 222 кг

.

Марганец. Вносится 10,34 кг. При коэффициенте перехода в чугун, равном 0,6, перейдет в чугун 10,34*0,6 = 6,2кг, в шлак 10,34 - 6,2 = 4,14 кг в виде 4,14*71/55 = 5,35 кг MnO.

Фосфор. Полностью (0,37 кг) переходит в чугун.

Сера. Вносится 2,723кг. Переход в чугун принимается по принятому составу чугуна (см. табл.2): 0, 02*1000/100 = 0, 2кг. При выплавке передельных чугунов переходит в газ до 10% вносимой серы. Переходит в шлак:

2,723 - (0,2 + 2,723*10 /100) = 2,25 кг.

Углерод. Переход в чугун принимается согласно принятому (4,41% - см. табл.2) - 44,1 кг,

Кремний. Переходит в чугун 6, 0 кг (принято 0,6% - см. табл.2).

Кремнезем. Вносится 168,6 кг

. На восстановление 6,0 кг кремния расходуется 6, 0*60/28 = 12, 86 кг, переходит в шлак 168,6-12,86 = 155,74 кг.

Глинозем, известь, магнезия. Полностью, соответственно 28,8; 214,6 и 28,91 кг переходят шлак.

Таблица 4 - Поверочная таблица расчета шихты

Материал	Расход мат., кг	Составляющие, числитель - %, знаменатель - кг
		Fe	Mn	S	P	C	SiO2	Al2O3	CaO	MgO
Кокс сухой	470,4	-	-	0,53	-	-	-	-	-	-
				2,493
Железнорудная смесь	1738,9	53,54	0,588	0,013	0,0212	-	8,11	0,863	8,58	1,53
		931	10,22	0,23	0,37	-	141	15,01	149,2	26,6
Металлодобавки	12	84	-	-	-	-	1,5	-	-	-
		10,08	-	-	-	-	0,18	-	-	-
Известняк	117,8	0,6	0,1	-	-	-	1,55	0,5	53,5	1,4
		0,7	0,12	-	-	-	1,82	0,59	63	1,65
Зола кокса	52,7	5,6	-	-	-	-	50,4	25	4,5	1,25
		2,95	-	-	-	-	25,6	13,2	2,37	0,66
Всего вносится		944,7	10,34	2,723	0,37	0,00	168,6	28,8	214,6	28,91
Переходит в газ, %/кг	-	-	-	10,00	-	-	-	-	-	-
				0,272
Переходит в чугун, кг	1000,42	943,75	6,2	0, 20	0,37	43,9	6,00	-	-	-
Переходит в шлак, кг	435,74	0,95	4,14	2,25	155,74	28,8	214,6	28,91
		1,222	5,35
Состав чугуна, %	-	94,33	0,62	0,02	0,037	4,39	0,60	-	-	-
Состав шлака, %	-	0,28	1,23	0,52	-	-	35,75	6,6	49,5	6,64

* - Элементы, соответственно Fe, Mn, Si, S., ** - Оксиды, соответственно FeO, MnO, SiO₂