Курсовая работа: Внепечная обработка стали
Таблица 5 - Изменение
состава рафинировочного шлака
Материал |
Кол-во |
Состав, кг |
СаО |
А12О3
|
SiO2
|
MgO |
MnO |
Сr2O3
|
ТШС |
10 |
5 |
3,6 |
1 |
0,3 |
- |
- |
Оксиды |
6,86 |
- |
1,28 |
1,64 |
- |
0,89 |
3,05 |
Печной шлак |
5 |
2,565 |
0,091 |
0,739 |
0,104 |
0,242 |
- |
Футеровка
ковша (MgO =92%, CaO=20%) |
1,5 |
0,015 |
- |
- |
1,38 |
- |
- |
Итого |
23,36 |
7,58 |
4,971 |
3,379 |
1,784 |
1,132 |
3,05 |
Состав конечно шлака:
CaO=×100=32,449%; SiO2=×100=14,465%;
MnO=×100=4,846%; Al2O3=×100=21,28%;
MgO=×100=7,637 %;
Выполним расчет
коэффициента распределения серы Ls.
где (СаО), (Аl2О3), (SiO2), (MgO) - химический
состав рафинировочного шлака в конце обработки. %;
fs - коэффициент активности серы,
растворенной в металле, принимается fs =1, по этому lgfs =0
Т - температура металла, 1903
К.
- активность кислорода
2[Al]+ 3[O] = Al2O3
Константа этой реакции
будет равна = 10-12,
следовательно активность кислорода определим по формуле:
, а = -2,985
Тогда коэффициент
распределения серы будет равен:
,
тогда
=23,362
где - коэффициент кратности
шлака .
Определим конечное
содержание серы в металле после обработки ТШС
2.3
Определение снижения температуры металла
Снижение температуры
складывается из: потерь тепла при раскислении металла Траскисл; потерь
при обработке металла ТШС; потерь тепла при выпуске металла из агрегатаТвып; потерь
тепла при выдержке металла в ковше Твыдерж;
потерь тепла через футеровку ковша Тфут;
потерь при продувке металла аргоном. Таким образом, определится температура. на
которую будет необходимо нагреть металл в печь-ковше.
Тнагр =Траскисл +ТТШС +Твып+Твыдерж +Тфут +Тпрод
Изменение температуры металла при
раскислении
- Затраты тепла на
нагрев ТШС до температуры разложения известняка:
, кДж
где - теплоёмкость смеси,1,246
кДж/кг0С;
Тразл –
температура разложения, 9100С;
- количество ТШС, 10 кг.
- Затраты тепла на
разложение извести:
Количество извести в ТШС
МСао=5 кг.
Количество СО2,
получаемое при разложение недопала, принимаем ППП=5,00%. М СО2=5 5/100=0,25 кг
- Количество
разлагаемого известняка при этом составит:
М СаСОз=0,25100/44= 0,568 кг
q2= М СаСОз
1776,5=0,5681776,5 = 1009,05 кДж
- Затраты тепла на
расплавление смеси:
q3=Mсмеси(C
смеси (Тст-Tразл)+qск. теплота пл),
где M смеси =
M ТШС - МСО2
M смеси =
10-0,25 = 9,75 кг
Тст= 1630 0С
qск. теплота пл – скрытая теплота плавления, 210 кДж
q3 =9,75(1,246(1630-910)+210)=10794,42
кДж
- Затраты тепла на
нагрев СО2 до температуры стали:
q4=2,4MСО2(22,4/44) (Тст-Tразл)
q4=2,40,25(22,4/44) (1630-910)=219,927 кДж
Изменение температуры
металла при обработке ТШС определяется по формуле:
ТТШС=( q1+
q2+ q3+ q4)/0,835,
и составляет ТТШС=27,979 0С.
Зависимость потерь
температуры стали за счет излучения от времени выпуска определяется по формуле:
где - степень черноты жидкой
стали, = 0,4;
- константа излучения
абсолютно черного тела, =5,77510-8 Вт/(м2К4);
Т-температура стали на
выпуске, 1903 К;
F - площадь излучающей
поверхности жидкой стали в струе и на зеркале ковша, м2;
М - масса металла в
ковше, кг;
с - удельная теплоемкость
стали, равная 850 Дж/(кг · К);
- время выпуска металла, 4
мин.
Площадь излучающей
поверхности жидкой стали принимается в струе ~ 2,5 м2. на зеркале
ковша.
Общая площадь излучения
жидкой стали в струе и на зеркале ковша равна
F м2
Тогда
Теплота, отданная сталью
на нагрев футеровки:
где - снижение температуры
стали;
с – удельная теплоёмкость
стали, 0,850 кДж/(кг К);
М – масса стали в ковше,
кг
Потери тепла через кладку
ковша:
где - потери тепла с 1м3
футеровки во время пребывания стали в ковше;
– площадь огнеупорной кладки
ковша (днище + стены), м2.
где = 5,6 - теплопроводность
огнеупора, Вт/(м К);
а = 5,4 10-3 –
температуропроводность огнеупора, м2/ч;
Т1 и Т0
– температура стали и огнеупоров ковша соответственно, принимаем температуру
футеровки 8000С;
- время контакта огнеупора
с жидкой сталью, 0,4 часа.
Дж
Найдем площадь
огнеупорной кладки ковша.
м2
Тогда потери тепла через
футеровку во время выдержки (24 минут) составят:
Потери тепла через зеркало
металла излучением во время выдержки металла и течение 24 минут.
Площадь поверхности
металла равна:
F м2
Во время продувки теплопотери
составляют: в течение первых 3-4 минут продувки 2- 4 °С / мин, в течении
остального времени продувки ~ 1 °С / мин
При времени продувки пр=4 мин и
теплопотерях 3 °С / мин получим:
Тпрод =3 3 = 9°С
Общая потеря тепла
составит:
Тнагр =Траскисл +ТТШС +Твып+Твыдерж +Тфут +Тпрод
Тнагр =47,011 +
27,979 + 2,58 + 29,006 + 20,968 + 9 = 136,544
Определим количество
неметаллических включений и их состав, исходя из условия раскисления стали с 0,12%
С, 0,023% S и 0,014% Р последовательно FeMn, FeSi, Al и получением стали состава: 0,542 %
Мn, 0,289% Si и 0,03 % А1.
Содержание кислорода в
стали на выпуске из сталеплавильного агрегата определяем по уравнению:
a0 = 0,00252 + 0.0032 / [С%].
Тогда при [С] = 0.12 % a0 = 0.00252 + 0,0032 / 0,12= 0,029 % масс.
Для заданного химического
состава стали
Страницы: 1, 2, 3
|