Материалы (отдельные компоненты или
железорудная смесь) оцениваются по содержанию в них марганца, фосфора и шлакообразующих
- кремнезема и извести. Необходимость оценки по и определяется тем,
что переход этих элементов в чугун зависит от их общего количества, вносимого шихтой,
что определяет возможную марку выплавляемого чугуна. Оценка по содержанию и или их
отношению , т.е. основности пустой породы, выполняется
с целью установления потребности во флюсах.
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 .
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 bзад=
CaO/SiO2 = 1,1.
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 Pc = 1738,9кг, И = 117,8кг.