Расчет мартеновской плавки
Расчет мартеновской плавки
1
Задание.
1) Расчет ведется на 100 кг металлической шихты.
2) Металлическая шихта состоит из 60% жидкого чугуна и 40% металлолома.
3) Температура заливаемого чугуна: 1320 С, температура металла перед раскислением: 1600 С. 4) Химический состав металлической шихты и готовой стали приведен в таблице №1.
Таблица №1Вариант №2
Химический состав
С
Si
Mn
S
P
Не более
Чугун
3,8
0,9
0,7
0,05
0,14
Скрап
0,25
0,2
0,5
0,03
0,03
Сталь
0,15 0,22
0,05 0,17
0,4 0,65
0,05
0,04
5) Химический состав неметаллической части шихты (сыпучих), а также магнезитохромитового свода, загрязнения и окалины лома в таблице №2.
Таблица №2.
Наименование материалов
Содержание компонентов, %
SiO2
Al 2 O 3
MnO
CaO
MgO
P2 O 5
m
Fe2 O 3
FeO
CO2
H 2 O
Fe 00
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Руда железная
10
2
1,3
0,9
0,4
0,7
15,3
79
4,5
-
1,2
58,8
Агломерат мартеновский
8
1,5
1
12
0,3
0,4
23,2
57
19,7
-
0,4
55,4
Известняк
2,1
1,2
-
52,5
0,7
-
56,5
1,1
-
41,2
1,2
-
Известь
2,45
1,5
-
88,5
0,8
-
93,3
-
-
6,2
0,5
-
Боксит
11
44
-
1,2
-
0,8
57
31
-
-
12
-
Доломит обожженный
4,2
2
-
53,3
36
-
95,5
2,5
-
1
1
-
Доломит сырой
1,8
1,3
-
30,3
19,2
-
52,6
1,4
-
44,5
1,5
-
Магнезитовый порошек
3
2
-
3,2
87,5
-
95,7
3
-
0,8
0,5
-
Материал свода
5
4
-
2
68
-
79
11
-
-
-
-
Загрязнение лома
75
25
-
-
-
-
100
-
-
-
-
-
Окалина лома
-
-
-
-
-
-
-
69
31
-
-
-
Раздел №1
Расчет материального баланса первого периода плавки (до расплавления).
1.1 Определение среднего состава металлошихты
Таблица №3
Источники
Содержание элементов, %
Примечание
С
Si
Mn
Р
S
Вносит чугун (60 кг), %
2,28
0,54
0,42
0,084
0,03
Вносит лом (40 кг), %
0,1
0,08
0,2
0,012
0,012
итого
2,38
0,62
0,62
0,096
0,042
1.2 Определение состава металла по расплавлении
2. Содержание углерода.
/%С/ расп = /%С/ раск + /% С/ = 0,18 + 0,8 = 0,98
3. Содержание кремния.
/% Si/ распл = 0
4. Содержание марганца.
/%Mn/ распл = 0,62 15 / 100 = 0,093%
5. Содержание фосфора.
/%Р/ распл = 0,096 20 / 100 = 0,0192%
6. Содержание серы.
/% S / распл = 0,042 85 / 100 = 0,0357%
6. Следовательно, состав металла по расплавлению будет, %
С
Si
Mn
P
S
0.98
0
0.093
0.0192
0.0357
1.3 Определение количества руды в завалку, таблица №4
Элемент -окисел
Удаляется примесей (элементов), кг
Расходуется кислорода, кг
Образуется окислов, кг
С СО
(2,38-0,98) 87/100=1,218
1,218 16/12=1,624
1,218+1,624=2,842
С СО 2
(2,38-0,98) 13/100=0,182
0,182 32/12=0,4853
0,182+0,4853=0,6673
Si SiO 2
0,62-0=0,62
0,62 32/28=0,70857
0,62+0,70857=1,32857
Mn MnO
0,62-0,093=0,527
0,527 16/55=0,15331
0,527+0,15331=0,68031
P P 2 O 5
0,096-0,0192=0,0768
0,0768 80/62=0,0991
0,0768+0,0991=0,175897
/S/ (S)
0,042-0,0357=0,0063
-
-
Итого:
М1 прим = 2,6301
М ших О1 = 3,070311
-
1. Поступает кислорода из газовой фазы печи
2. Определяем расход руды в завалку.
1.4 Определения количества известняка в завалку
Таблица №5.
Наименование материала
Общий расход мат-ла на плавку % (кг/100кг)
Участвует в образовании шлака
На всю плавку
В том числе
В 1 периоде
Во 2 периоде
%
кг
%
кг
%
кг
Магнезит обожженный
0,65
80
0,52
45
0,234
55
0,286
Доломит обожженный
1,65
75
1,2375
65
0,80437
35
0,43312
Доломит сырой
1,4
15
0,21
70
0,147
30
0,063
Материал свода
0,165
100
0,165
55
0,09075
45
0,07425
Боксит
0,3
100
0,3
55
0,165
45
0,135
Загрязнение лома
1,4
100
0,56
100
0,56
-
-
Окалина лома
1,15
100
0,46
100
0,46
-
-
Таблица №6
Источники
Расход в 1 периоде
Вносится, кг
SiO2
CaO
Из металлошихты
-
1,32857
-
Руда железная 1 период
5,113913
5,114 10/100=0,5114
5,114 0,9/100=0,001485
Боксит 1 период
0,165
0,165 11/100=0,01815
0,165 1,2/100=0,00198
Магнезит 1 период
0,234
0,234 3/100=0,00702
0,234 3,2/100=0,007488
Доломит обожженный 1 период
0,804375
0,804 4,2/100=0,0338
0,804 53,3/100=0,428732
Доломит сырой 1 период
0,147
0,147 1,8/100=0,002646
0,147 30,3/100=0,044541
Материал свода 1 период
0,09075
0,091 5/100=0,0045375
0,091 2/100=0,001815
Загрязнение лома 1 период
0,56
0,56 75/100=0,42
-
Итого:
-
М1 SiO =2,3261
M 1 CaO = 0,486041
1.5 Определение количества шлака, образующегося в период плавления (в 1 периоде)
Количество шлакообразующих окислов, поступивших в шлак в период плавления ( М плав ок ), таблица №7.
Таблица №7
Источники
Расход в 1 периоде, кг
Вносится шлакообразующих окислов, кг
Из металлошихты
-
1,328571+0,680309+0,175897=2,184777294
Руда железная 1 период
5,113913
5,113913 15,3/100=0,782428744
Известняк 1 период
4,671092
4,671092 56,5/100=2,63916679
Боксит 1 период
0,165
0,165 57/100=0,095205
Магнезит обожженный 1 период
0,234
0,234 95,7/100=0,223938
Доломит обожженный 1 период
0,804375
0,804375 95,5/100=0,768178125
Доломит сырой 1 период
0,147
0,147 52,6/100=0,077322
Материал свода 1 период
0,09075
0,09075 79/100=0,0716925
Загрязнение лома 1 период
0,56
0,56 100/100=0,56
Итого:
-
М плав ок =7,40271
1. Количество спущенного шлака будет
1.6 Материальный баланс 1 периода плавки
1. Количество окислов железа, поступивших в ванну с шихтой в первом периоде плавки, таблица №10
Таблица №10
Источники поступления
Расход в первом периоде
Поступило, кг
Fe2 O 3
FeO
Из руды первого периода
5,113913
5,114 79/100=4,04
5,114 4,5/100=0,23
Из известняка 1 периода
4,671092
4,67 1,1/100=0,051
0
Из боксита 1 периода
0,165
0,165 31/100=0,051
0
Из магнезита 1 периода
0,234
0,234 3/100=0,007
0
Из доломита обожженного 1 периода
0,804375
0,804 2,5/100=0,02
0
Из доломита сырого 1 периода
0,147
0,147 1,4/100=0,002
0
Из свода 1 периода
0,09075
0,009 11/100=0,00998
0
Из окалины лома 1 периода
0,46
0,46 69/100=0,32
0,46 31/100=0,1426
Итого:
-
М1 Fe2O3 =4,499
M 1 FeO = 0,373
2. Окислами железа шихты вносится железа (М 1 Fe )
М 1 Feвосст = М 1 Fe2O3 112 / 160+ M 1 FeO 56 / 72=4,499 112 / 160 + 0,373 56 / 72 = 3,44 кг
При этом выделится кислорода (М 1 Овосст )
А) при восстановлении Fe 2 O 3 : 4,499 - 3,149 = 1,35 кг
Б) при восстановлении FeO : 0,373 - 0,29 = 0,083 кг
М 1 Овосст = 1,35 + 0,083 = 1,43 кг
Количество кислорода, потерянного вследствие диссоциации Fe 2 O 3 руды ( в среднем до Fe 3 O 4 ) в период завалки и прогрева шихты.
Количество кислорода окислов железа шихты, участвующего в окислении примесей ванны (М акт О1 ).
М акт О1 = М 1 Овосст - М пот О1 = 1,43 - 0,117 = 1,315 кг
Количество кислорода, поступившего в первом периоде плавки из СО 2 известняка (М изв О1 ).
На формирование шлака (спущенного и оставшегося в печи по расплавлении) расходуется окислов железа.
Для образования такого количества окислов железа окислится железа металлошихты (М шл Fe 1 )
А) на образование Fe 2 O 3 :
Б) на образование FeO :
При этом расходуется кислорода (М шл О1 )
Поступает кислорода из дутья при продувке ванны (М вд О1 )
Расход дутья (технического кислорода) в первом периоде плавки.
1,383 / 0,9 = 1,538 кг на 100 кг завалки или на 1 тонну = 15,377 кг
15,377 * 100 = 16,0177 кг или 16,0177 * 22,4 = 11,212 м3/т
32
Потери железа в шлаке в виде корольков металла (М1Fe(K))
Выход жидкого металла в первом периоде плавки (Ммраспл).
Количество газообразных окислов в первом периоде.
СО: от окисления С в СО = 2,842 кг
Из известняка :
СО = 2,842 + 0,612 = 3,454 кг
СО2 : от окисления С в СО2 = 0,667 кг
Из известняка:
Из обожженного доломита: = 0,008044 кг
Из сырого доломита: = 0,0654 кг
Из магнезита: = 0,00187 кг
СО2 = 0,667 + 0,962 + 0,008 + 0,0654 + 0,00187 = 1,704909 кг
Н2О: Из известняка: = 0,056 кг
Из руды: = 0,061 кг
Из обожженного доломита: = 0,008 кг
Из сырого доломита: = 0,002 кг
Из магнезита: = 0,00117 кг
Из боксита: = 0,0198 кг
Н2О = 0,056 +0,061 + 0,008 + 0,002 + 0,00117 + 0,0198 = 0,148639 кг
Поступило
Получено
Материал
Кг
Материал
Кг
Металлошихта (лом + чугун)
100
Металл по расплавлении
97,50845
Руда железная 1 период
5,113913
Шлак спущенный (Мшлсп)
5,306278
Известняк 1 период
4,671062
Шлак по расплавлении
4,2
Боксит 1 период
0,165
Железо корольков спущенного шлака
0,504096
Доломит обожженный 1 период
0,804375
Железо корольков шлака по расплав
0,1764
Доломит сырой 1 период
0,147
СО 1 периода
3,454338
Магнезит 1 период
0,234
СО2 1 периода
1,704909
Материал свода 1 период
0,09075
Н2О 1 периода
0,148639
Кислород газовой фазы 1 период
0,5244
Потерянный кислород
0,117477
Кислород вдуваемый 1 период
1,383929
Итого:
113,1345
Итого:
113,1206
Невязка:
Раздел №2
Расчет шихты и материального баланса второго периода плавки (от расплавления до раскисления).
2.1 Определение сос тава металла перед раскислением
С
Si
Mn
P
S
0.18
0
0.093
0.0192
0.0357
2.2 Определение количества руды в доводку
Расходуется кислорода на окисление примесей ванны (углерода) во втором периоде плавки.
За период доводки плавки окисляется углерода
СП = / % С / распл - / % С / раск = 0,98 - 0,18 = 0,8 кг
Потребуется кислорода для окисления примесей (углерода) ванны в период доводки
Поступает кислорода за период доводки плавки из газовой фазы печи
Расход руды в доводку.
2.3 Определен ие количества извести в доводку
Количество SiO 2 и СаО, поступивших в шлак во втором периоде плавки из всех источников, кроме извести, таблица №11.
Таблица №11
Источники
Вносится, кг
SiO2
CaO
Руда железная 2 период
0,9943
0,9943 10/100=0,09943
0,9943 0.9 /100=0,0 08949
Боксит 2 период
0,135
0,135 11/100=0,01485
0,135 1 .2 /100=0,0 0 1 62
Магнезит 2 период
0,286
0,286 3/100=0,00858
0,286 3 .2 /100=0,00 9152
Доломит обожженный 2 период
0,4331
0,4331 4,2/100=0,01819
0,4331 53.3 /100=0, 230856
Доломит сырой 2 период
0,063
0,063 1,8/100=0,002646
0,063 30.3 /100=0,0 19089
Материал свода 2 период
0,0742
0,0742 5/100=0,003713
0,0742 2 /100=0,00 1485
Шлак 1 период - по расплавлен
4,2
4,2 19/100=0,798
4,2 37.05 /100= 1.5561
Итого:
-
SiO 2 2 = 0.945413
CaO 2 = 1.827251
Основность шлака перед раскислением.
В раск = 2,7
СаО 2 = В раск SiO 2 2 = 2,7 0,945413 = 2,552615 кг
Необходимо внести СаО известью.
СаО 2 - CaO 2 = 2,552615 - 1,827251 = 0,725364 кг
Флюсующая способность извести (при данной основности шлака перед раскислением).
Во втором периоде плавки присаживается извести.
2.4 Определение количества шлака во втором периоде плавки (перед раскислением)
1. Во втором периоде плавки вносится шлакообразующих окислов, кроме окислов железа (Мдовок) таблица №12.
Таблица №12
Источники
Вносится шлакообразующих окислов, кг
Руда железная 2 период
0,994332
0,99433215,3/100=0,152132794
Известь 2 период
0,88583
0,8858393,3/100=0,826482
Боксит 2 период
0,135
0,13557/100=0,077895
Магнезит 2 период
0,286
0,28695,7/100=0,273702
Доломит обожженный 2 период
0,433125
0,43312595,5/100=0,413634375
Доломит сырой 2 период
0,063
0,06352,6/100=0,033138
Материал свода 2 период
0,07425
0,0742579/100=0,0586575
Шлак по расплавлении
4,2
4,2(100-18,5)/100=3,423
Итого
-
Мдовок =5,258641853
2. Содержание окислов железа (FeO+Fe2O3) в шлаке перед раскислением.
Враск=2.7
(%FeO)раск=10,8%
(%Fe2O3)раск=(%FeO)раск/3,5=10,8/3,5=3,1%
3. Количество шлака во втором периоде плавки (перед раскислением).
2.5 Материальны й баланс второго периода плавки
Количество окислов железа, поступивших в ванну во втором периоде плавки из всех источников. Таблица №13.
Источники, кг
Вносится окислов железа, кг
Fe2O3
FeO
Из руды 2 периода
0,9943
0,994379/100=0,78552226
0,99434,5/100=0,0447449
Из боксита 2 периода
0,135
0,13531/100=0,04185
-
Из магнезита 2 периода
0,286
0,2863/100=0,00858
-
Из доломита обожженного 2 периода
0,4331
0,43312,5/100=0,0108281
-
Из сырого доломита 2 периода
0,063
0,0631,4/100=0,000882
-
Из материала свода 2 периода
0,0742
0,074211/100=0,0081675
-
Из шлака по расплавлении
4,2
4,23,85/100=0,1617
4,214,65/100=0,6153
Итого:
-
=1,017529892
=0,660044939
При восстановлении окислов железа, поступивших в ванну во втором периоде плавки, вносится железа (М2Feвосст).
При этом выделяется кислорода ( )
На формирование шлака второго периода плавки расходуется окислов железа.
Для образования такого количества окислов железа окисляется железа металлошихты ()
Для образования Fe2O3:
Для образования FeO:
При этом расходуется кислорода.
Поступает кислорода из дутья при продувке ванны.
Расход дутья (технического кислорода) во втором периоде плавки.
V0=0.9
Потери железа в шлаке второго периода в виде корольков.
Выход жидкого металла во втором периоде плавки (перед раскислением).
Количество газообразных окислов во 2 периоде плавки:
СО: от окисления С в СО
СО2 : от окисления С в СО2
Из известняка:
Из обожженного доломита: = 0,004331 кг
Из сырого доломита: = 0,028035 кг
Из магнезита: = 0,002288 кг
СО2 = 0,324243 кг
Н2О: Из руды:
Из известняка:
Из боксита : = 0,0162 кг
Из обожженного доломита: = 0,004331 кг
Из сырого доломита: = 0,000945 кг
Из магнезита: = 0,00143 кг
Н2О = 0,039267 кг
Таблица материального баланса второго периода плавки.
Поступило
Получено
Материал
кг
Материал
кг
Металл по расплавлении
97,51842
Металл перед раскислением
97,2802
Шлак по расплавлении
42,
Корольки железа 2 периода
0,195411
Руда 2 периода
0,994332
Шлак 2 периода
6,106585
Известь 2 периода
0,88583
СО 2 периода
1,717333
Обожженный доломит 2 периода
0,433125
СО2 2 периода
0,32424
Сырой доломит 2 периода
0,063
Н2О 2 периода
0,039267
Магнезит 2 периода
0,286
Боксит 2 периода
0,135
Материал свода 2 периода
0,07425
Кислород газовой фазы 2 периода
0,333333
Кислород вдуваемый 2 период
0,569819
Корольков железа в шлаке
0,1764
Итого:
105,6695
Итого:
105,663
Невязка: =
Раздел №3
Расчет материальн ого баланса периода раскисления
3.1 1.Таблица №15.
Тип стали
Вариант раскисления
Выдержка на раскисление
Содержание С в металле перед раскислен
Угар элементов, %
С
Мn
Si
Полуспокой
ная
Раскисление в печи FeSi и FeMn
10-20 мин.
0,16
32
30
65
Примерный состав раскислителей.
Раскислители
Содержание элементов, %
С
Si
Mn
P
Fe
Ферромарганец
6.5
1.1
74.8
0.3
17.3
100
Доменный ферросилиций
1.2
13.5
2.5
0.1
82.7
100
Богатый ферросилиций
0.2
46.5
0.65
00.5
52.6
100
3.2 Расчет раскисления полуспокойной марки стали
3.2.1 Расчет раскисления полуспокойной стали ферромарганцем и доменным ферросилицием в печи и богатым ферросилицием в ковше
1. Расчет раскисления металла в печи ферромарганцем и доменным ферросилицием
А) средне заданное содержание элементов в готовой стали
Б) Недостает элементов до средне заданного в готовой стали
/% Mn / = 0,507 - 0,1 = 0,407%
/% Si / = 0,1%
В) Расход раскислителей, присаживаемых в печь.
Г) Вносится элементов в металл раскислителями
Таблица №16
Элемент
Вносится, кг
Ферромарганцем
Доменным ферросилицием
Итого
С
(0,756 6,5/100) (100-32)/100=0,0334
(0,72 1,2/100) (100-32)/100=0,0059
0.0393
Mn
(0,756 74,8/100) (100-30)/100=0,396
(0,72 2,5/100) (100-30)/100=0,0126
0.408
Si
(0,756 1,1/100) (100-65)/100=0,0029
(0,72 13,5/100) (100-65)/100=0,0341
0.0369
P
0,756 0,3/100=0,0022
0,72 0,1/100=0,00072
0.00299
Fe
0,756 17,3/100=0,1308
0,72 82,7/100=0,596
0.726
Итого:
М FeMn =0,5654
М д. FeSi =0.649
=1.214
Д) Окисляется элементов раскислителей, расходуется кислорода и образуется окислов.
Таблица №17
элемент окисел
Окисляется элементов, кг
Расходуется кислорода, кг
Образуется окислов, кг
С СО
0,0393 32/(100-32)=0,018
0,018 16/12=0,02466
0,0431
Mn MnO
0,408 30/(100-30)=0,1751
0,1751 16/55=0,0509
0,226
Si SiO 2
0,0369 65/(100-65)=0,068
0,068 32/28=0,0784
0,147
Итого:
-
МШ О =0,154
-
Е) Восстанавливается железа марганцем и кремнием раскислителей из окислов железа шлака.
М Ш О
0,154 - 0,0662 = 0,0878 кг О 2 из газовой фазы
Ж) Восстанавливается FeO из шлака
З) Выход жидкого металла после предварительного раскисления в печи.
И) количество шлака в печи после раскисления М3шл .
К) Потери железа в шлаке после раскисления в печи (Fe3к)
Принимаем равным потерям в шлаке перед раскислением.
Л) Таблица материального баланса раскисления в печи.
Таблица №18
Поступило
Получено
Материал
Кг
Материал
кг
Металл перед раскислением
97,2802
Сталь после раскисления в печи
98,82
Шлак перед раскислением
6,106
Шлак после раскисления в печи
6,08
Ферромарганец
0,756
СО 3 периода
0,043
Доменный ферросилиций
0,72059
Железо корольков в шлаке после раскисления
0,195
Железо корольков
0,195
Итого:
105,059
Итого:
105,146
Невязка:
М) Таблица материального баланса плавки.
Таблица №19
Поступило
Материал
Кг
Материал
кг
Чугун жидкий
60
Сталь после раскисления в печи
98,82
Лом железный
40
Шлак спущенный в 1 периоде
5,326
Руда железная 1 период
5,17
Шлак после раскисления в печи
6,08
Руда железная 2 период
0,99
СО 1 периода
3,49
Известняк 1 период
4,68
СО 2 периода
1,72
Известняк 2 период
0,88
СО 3 периода
0,04
Доломит обожженный 1 период
0,8
СО2 1 периода
1,71
Доломит обожженный 2 период
0,43
СО2 2 периода
0,324
Доломит сырой 1 период
0,147
Н2О 1 периода
0,149
Доломит сырой 2 период
0,06
Н2О 2 периода
0,039
Магнезит 1 период
0,23
FeK спущенного шлака 1 периода
0,506
Магнезит 2 период
0,28
FeK шлака после раскисления 3 периода
0,195
Материал свода 1 и 2 период
0,165
Боксит 1 период
0,165
Кислород потерянный в 1 периоде
0,118
Боксит 2 период
0,135
Кислород газовой фазы 1 период
0,524
Кислород газовой фазы 2 период
0,333
Кислород газовой фазы 3 период
0,087
Кислород вдуваемый 1 период
1,4
Кислород вдуваемый 1 период
0,569
Ферромарганец 3 период
0,756
Доменный ферросилиций 3 период
0,72
Итого:
118,5614
Итого:
118,541
Невязка:
2. Расчет раскисления металла в ковше богатым ферросилицием.
2.1 вносится кремния в металл ферромарганцем и доменным ферросилицием при предварительном раскислении металла в печи.
2.2 недостает кремния до среднезаданного содержания его в готовой стали.
2.3 необходимо ввести в ковш богатого ферросилиция
2.4 вносится в сталь элементов богатым ферросилицием.
Таблица №20
2.5 выход жидкой стали в ковше после раскисления богатым ферросилицием
2.6 проверка содержания углерода в готовой стали после раскисления.
Раздел №4
Расчет теплового баланса плавки, отнесенного к 100 кг металлической завалки
4.1 Приход тепла
4.1.1 Физическое тепло чугуна
4.1.2 Тепло шлакообразования
А) считаем, что все SiO2 и P2O5 в шлаке связаны реакциями:
SiO 2 + 2CaO = (CaO) SiO 2 + 2300 кДж / кг SiO 2
P2 O 5 + 4CaO = (CaO) 4 P 2 O 5 +4860 кДж / кг Р 2 О 5
Б) поступает SiO 2 и P 2 O 5 в шлак из всех материалов (в 1, 2, 3 периодах плавки).
Таблица №21
Источники
Расход на плавку
Вносится, кг
SiO2
P2 O 5
Из металлической шихты
-
1,328
0,176
Из руды 1 и 2 периодов
6,168
6,168 10/100=0,617
6,168 0,7/100=0,043
Из бокситов 1 и 2 периодов
0,3
0,3 11/100=0,033
0,3 0,8/100=0,0024
Из известняка 1 периода
4,68
4,68 2,1/100=0,098
Из извести 2 периода
0,88
0,88 2,45/100=0,021
Из магнезита 1 и 2 периода
0,52
0,52 3/100=0,0156
Из обожженного доломита 1 и 2 периода
1,24
1,24 4,2/100=0,052
Из сырого доломита 1 и 2 периода
0,21
0,21 1,8/100=0,0038
Из свода 1 и 2 периода
0,16
0,16 5/100=0,008
Из загрязнения лома 1 периода
0,56
0,56 75/100=0,42
Из раскислителей 3 периода
-
0,147
Итого:
-
SiO 2 = 2,74
P 2 O 5 = 0,221
В) выделится тепла при протекании реакций шлакообразования.
Q 2 = SiO 2 2300 + P 2 O 5 4860 = 2.74 2300 + 0.221 4860 = 7390.219 кДж
4.1.3 Тепло окисления элементов шихты
Таблица №22
Элемент окисел
Выгорает элементов, кг
Тепловой эффект реакции окисления
Вносится тепла
1 период
2 период
3 период
итого
кДж
ккал
кДж
ккал
С СО
1,2354
0,736
0,0185
1,9899
11100
2650
22087,89
5273,235
С СO 2
0,1846
0,064
-
0,2486
34800
8290
8651,28
2060,894
Si SiO 2
1,62
-
0,0686
0,688
27000
6430
18593
4428,053
Mn MnO
0,527
-
0,175
0,702
7050
1680
4949
1179,5
Р Р 2 О 5
0,0768
-
-
0,0768
19800
4720
1520,64
362,496
Итого: Q 3
-
-
-
-
55802
13304
4.1.4 Тепло реакций о бразования окислов железа шлака
1) Для образования необходимого количества окислов железа шлака.
А) на образование Fe 2 O 3
Б) на образование FeO
Выделится тепла при окислении железа.
А) по реакции: 2 Fe + 1.5 O 2 = Fe 2 O 3 + 7330
Б) по реакции: Fe + 0.5 O 2 = FeO +4775
В) Всего выделяется тепла при образовании окислов железа шлака.
4.1.5 Всего поступает тепла
Q = Q 1 + Q 2 + Q 3 +Q 4 = 74262 + 7390.22 + 55802 + 11902.78 = 149357.7 кДж
4.2 Расход тепла
4.2.1 физическое тепло стали
4.2.2 физическое тепло шлака
4.2.3 физическое тепло шлака в печи после раскисления
4.2.4 всего уносится тепла шлаком
4.2.5 Тепло, уносимое отходящими газами
тепло, уносимое СО и СО 2 в первом периоде плавки.
тепло, уносимое СО и СО 2 во втором периоде плавки.
всего уносится тепла отходящими газами.
4.2.6 Тепло диссоциации СаСО 3 известняка
CaCO3 = CaO + CO 2 - 4025 кДж / кг СО 2
4.2.7 Тепло диссоциации окислов железа, поступивших с шихтой в 1 и 2 периодах плавки
1) При диссоциации Fe2O3 по реакции:
При диссоциации FeO по реакции:
Всего поглощается тепла при диссоциации окислов железа шихты.
4.2.8 Тепло диссоциации СО 2 известняка, участвующей в окислении примесей металлошихты
Тепло диссоциации СО2 известняка, по реакции:
4.2.9 Таблица теплового баланса плавки
Приход тепла
Расход тепла
Статьи прихода
кДж
%
Статьи расхода
кДж
%
Физическое тепло чугуна 1
74262
49,76
Физическое тепло стали 1
139720
62,95
Тепло шлакообразования 2
7390,2
4,95
Физическое тепло шлака 2
23766,7
10,7
Тепло окисления примесей шихты 3
55802
37,32
Тепло уносимое отходящими газами 3
12194
5,49
Тепло окисления железа шлака 4
11902,7
7,97
Тепло диссоциации СаСО3 4
7762,89
3,56
Тепло диссоциации окислов железа шихты 5
32343,8
14,5
Тепло диссоциации СО2 6
6219,96
2,8
Итого:
149357,7
100
Итого:
222007
100
Недостаток тепла на процесс:
Литература
1. Бигеев А.И. Расчеты мартеновских плавок, издательство «Металлургия», 1966.