Существующая технологическая схема
Период плавки
Технология плавки стали марки 17Г1С
Изменение температуры в процессе внепечной обработки металла
Разработка технологии струйно-кавитационного рафинирования стали в большегрузных ковшах
Интенсификация перемешивания металла и повышение поверхности контакта расплав - газ
Безопасность жизнедеятельности
Охрана окружающей природной среды
Расчет годового производства цеха
Навигация
Период плавки
Влияние водорода на свойства стали
125580
знаков
26
таблиц
5
изображений
2 период плавки
Расход кислорода и количество окислившихся примесей во время доводки в таблице 8
Таблица 8 – Расход кислорода и количество окислов в период доводки, кг.
| Окисление | Угар примесей | Расход кислорода | Масса окисла |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| C → CO | 0,930 | 1,240 | 2,17 |
| Si → SiO2 | - | - | - |
| Mn → MnO | 0,12 | 0,032 | 0,142 |
| P → P2O5 | 0,010 | 0,013 | 0,029 |
| Fe → в дым | 0,0018 | 0,0018 | 0,0036 |
| Fe → в дым | 0,365 | 0,137 | 0,502 |
| Итого | 1,41 | 2,306 | 3,716 |
Расчет состава и количества шлака приведен в таблице 9.
Таблица 9 – Определение количества составляющих шлака периода доводки, кг.
| Источ-ники | SiO2 | Al2O3 | MnO | MgO | CaO | P2O5 | S | FeO | Fe2O3 | Σ |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Шлак периода распла-вления | 2,500 | 0,290 | 0,57 | 0,81 | 5,000 | 0,088 | 0,023 | 2,52 | 0,79 | 12,6 |
| Магне-зито-хромит | 0,006 | 0,004 | - | 0,06 | 0,002 | - | - | - | 0,011 | 0,10 |
| Метал-лошихта | - | - | 0,14 | - | - | 0,023 | - | 0,40 | 0,074 | 0,63 |
| Добав-ка из-вести | 0,046 | 0,007 | - | 0,04 | 1,117 | 0,001 | - | - | 0,005 | 1,22 |
| Итого | 2,552 | 0,301 | 0,71 | 0,92 | 6,119 | 0,112 | 0,025 | 2,92 | 0,88 | 14,6 |
Основность шлака равна:
41,91/17,48 = 2,4
Выход металла:
Мж.ст. = 91,16 – 1,41 – 0,311 – 0,0518 – 14,577 · 0,05 + 0,27 = 88,68 кг.
Количество [FeO], образовавшегося за счет окисления железа во втором периоде плавки
[FeO] = 2,92 – 1,886 = 1,034 кг.
Количество [Fe2O3], образовавшегося за счет окисления железа во втором периоде плавки
[Fe2O3] = 0,531 – 0,357 = 0,174 кг.
Расход кислорода на окисление железа до [FeO]
1,034 · 16/72 = 0,230 кг.
При этом окислится железа
1,034 – 0,230 = 0,804 кг.
Расход кислорода на окисление железа до [Fe2O3]
0,174 · 48/160 = 0,052 кг.
При этом окислится железа
0,174 – 0,052 = 0,122 кг.
Количество корольков в шлаке примем 5%
14,577 · 0,05 = 0,729 кг.
Количество кислорода, поступившего из атмосферы
5 · 54 · 100/250000 = 0,108 кг.
Количество кислорода, которое пошло на окисление элементов:
ОΣ = ОС + ОMn + OP + OFe шл + ОFe пыль (9)
ОΣ = 2,306 + 0,230 + 0,052 + 0,027 = 2,615 кг.
Количество кислорода, которое надо подать через фурмы:
2,615 – 0,108 = 2,507 кг.
Необходимое количество технического кислорода
2,507 · 22,4/0,95 · 32 · 0,9 = 2,053 м3/100 кг.
Количество неусвоенного кислорода
2,053 · 0,1 = 0,2053 м3
Количество азота
2,053 · 0,05 = 0,103 м3
Материальный баланс второго периода плавки представлен в таблице 10.
Таблица 10 – Материальный баланс второго периода плавки
| Поступило | Получено | ||
| Источники | Масса, кг | Источники | Масса, кг. |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Металл | 91,160 | Сталь | 88,680 |
| Продолжение таблицы 10 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Шлак | 12,600 | Шлак | 14,577 |
| Магнезитохромит | 0,100 | Корольки | 0,729 |
| Доломит | 0,300 | Бурый дым | 0,502 |
| Кислород из атмосферы | 0,108 | Газы СО | 2,170 |
| Технического кислорода | 2,930 | СО2 | 0,183 |
| Извести | 1,314 | N2 | 0,103 |
| О2 | 0,205 | ||
| SO2 | 0,0036 | ||
| Итого | 108,512 | Итого | 107,235 |
Материальный баланс всей плавки представлен в таблице 11
Таблица 11 – Материальный баланс всей плавки, кг.
| Поступило | Получено | ||
| Источники | Масса, кг | Источники | Масса, кг. |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Металлошихта | 100,00 | Сталь | 88,68 |
| Магнезитохромит | 0,300 | Потери с корольками | 1,07 |
| Доломит | 1,500 | Шлак | 10,228 |
| Кислород из атмосферы | 0,418 | Бурый дым | 1,192 |
| Технический кислород | 6,967 | Газы СО | 6,370 |
| Извести | 1,314 | СО2 | 3,080 |
| Известняк | 6,908 | N2 | 0,337 |
| O2 | 0,707 | ||
| H2O | 0,201 | ||
| Продолжение таблицы 11 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Итого | 117,407 | Итого | 116,226 |
Тепловой баланс рабочего пространства
Тепловой баланс рабочего пространства двухванной печи рассчитывается для одной камеры (расчет ведем на всю плавку)
Приход тепла
Физическое тепло чугуна
Физическое тепло чугуна считается по формуле:
Qчуг = Мчуг · [СТВ · tпл + q + Cжид · (tжид - tпл] (10)
где Qчуг – физическое тепло чугуна, кДж;
СТВ – средняя удельная теплоемкость твердого чугуна, кДж/ (кг · ºС);
tпл – температура плавления чугуна, ºС;
q – скрытая теплота плавления, кДж/кг;
Cжид – средняя удельная теплоемкость жидкого чугуна, кДж/(кг · ºС);
tжид – температура жидкого чугуна, ºС.
Qчуг = 250000 · 0,65 · [0,178* 1200 + 52 + 0,2 (1350 – 1200) ] = 201,267 кЛж
Тепло шлакообразования
SiO2 → (CaO)2 · SiO2 ………………. 0,69 · 60 · 554 · 2500/28 = 2,05 · 10ºккал
Р2О5 → (СаО)3 · (Р2О5) …………….. 0,045 · 142 · 1132 · 2500/62 = 0,292· 10ºккал
Σ Qшл = 2,342 · 10ºккал
Физическое тепло скрапа
Qскр = 0,112 · 20 · 35 · 2500 = 0,169 · 106 ккал
Тепло экзотермических реакций
Тепло экзотермических реакций определяется по формуле:
Qэкз = ∆Н1 · ∆С1 · 2500 (11)
где Qэкз – тепло, выделяемое экзотермическими реакциями, 106 ккал
∆Н1 – тепловой эффект химической реакции, 106 ккал
∆С1 – изменение концентрации i-го компонента, кг.
Таблица 12 – Тепло экзотермических реакций, 106 ккал
| С → СО | (1,8 + 0,93) · 8134 · 2500 = 55,535 |
| Si → SiO2 | 0,69 · 7423 · 2500 = 12,8 |
| Mn → MnO | 0,565 · 1758 · 2500 = 2,48 |
| P → P2O5 | 0,045 · 5968 · 2500 = 0,670 |
| Fe → Fe2O3 (в дым) | (0,5 + 0,503) · 1758 · 2500 = 3,53 |
| Fe → Fe2O3 (в шлак) | (0,357 + 0,074) · 1758 · 2500 = 1,89 |
| Fe → FeO | (0,4 + 1,886) · 1150 · 2500 = 6,57 |
Итого: ΣQэкз = 3,53 + 1,89 + 6,57 + 0,67 + 2,48 + 12,8 + 55,54 = 82,89 · 106 ккал
Химическое тепло природного газа
Расход природного газа принимаем за х и определяем химическое тепло природного газа по формуле:
Qпр.газ = ∆Нпр.газ · 2500 · х (12)
где Qпр.газ – химическое тепло природного газа, МДж;
∆Нпр.газ – тепловой эффект реакции горения природного газа, 106 ккал/м3;
х – расход природного газа, м3.
Qпр.газ = 8291 · х
Расход тепла
Физическое тепло стали
Физическое тепло стали определяется по формуле:
Qст = Мст · [СТВ · tпл + q + Cжид · (tжид - tпл], (13)
где Qст – физическое тепло стали, кДж;
Мст – масса стали, кг;
СТВ – средняя удельная теплоемкость твердой стали, кДж/ (кг · ºС);
tпл – температура плавления стали, ºС;
q – скрытая теплота плавления стали, кДж/кг;
Cжид – средняя удельная теплоемкость жидкой стали, кДж/(кг · ºС);
tжид – температура жидкой стали, ºС.
Температура плавления стали определяется по формуле:
tпл = Тлик – 80 · [% С], (14)
где Тлик – температура ликвидуса, ºС;
[% С] – содержание углерода в металле, массовая доля, %
tпл = 1539 – 80 · (0,04) = 1536ºС
Qст = [0,167 · 1536 + 65 + 0,2 · (1600 – 1536)] · 88,68 · 2500 = 74,12 106 ккал
Физическое тепло шлака и корольков
Физическое тепло шлака определяется по формуле:
Qшл = (0,298 · 1550 + 50) · 12,6 · 2500 + (0,298 · 1630 + 50) · 1,98 · 2500 +
+ (2,298 · (1630 – 1550) + 50) · 12,6 · 2500 = 21,10 · 106 ккал
Тепло, уносимое продуктами горения.
Принимаем температуру отходящих газов равной 1650ºС
СО 1650х · 0,569 · 0,974 = 914,4х
Н2О 1650х · 0,444 · 1,925 = 1410х
N2 1650х · 0,347 · 0,332 = 190х
Qпр.г. = 2514,4 · х
Тепло на разложение известняка
Qизв = 6,908 · 2500 · 425 = 7,34 · 106 ккал
Тепло на испарение влаги и нагрев паров
Qисп = (1 · 100 + 539 + 0,444 · 1650 · 22,4/18 – 0,36 · 100 · 22,4/18) · 2500 ·
· 0,201 = 0,76 · 106 ккал
Тепло для нагрева СО выделяющегося из ванны
QСО = 0,569 · 1650 · 6,37 · 2500 · 22,4/28 = 11,96 · 106 ккал
Тепло для нагрева СО2 и SO2 выделяющихся из ванны
QСО2, SO2 = 0,569 · 3,08 · 2500 · 22,4/44 + 0,569 · 1650 · 0,0036 · 2500 · 22,4/64 =
= 3,68 · 106 ккал
Тепло для нагрева неусвоенного N и О
Qнеусв. = 0,347·1650· 2500 · 0,337 · 22,4/28 + 0,368 · 1650 ·2500 · 0,707 · 22,4/32= = 1,13 · 106 ккал
Тепло, уносимое бурым дымом
Qб.л. = (0,294 · 1650 + 50) · 1,192 · 2500 = 1,59 · 106 ккал
Потери тепла на охлаждение печи
Расходы воды на одну крышку 6 м3/ч тогда на три крышки 6 · 3 = 18 м3/ч.
Расход воды на столбики 2 · 6 = 12 м3/ч, на амбразуру шлаковой летки 4 м3/ч.
Итого воды на охлаждение печи 34 м3/ч.
Qохл.п. = 34000 · 20 · 4,3 = 2,9 · 106 ккал
Тепло на охлаждение кислородных фурм
Qохл.к.ф. = 3 · 2,43 · 0,2 · 4,2 · 300000 · 3,14 = 5,76 · 106 ккал
Тепло на охлаждение рам завалочных окон и пятовых балок
Расход воды равен 3,6 м3/ч. Выход пара составляет 90%, то есть 3,6 · 0,9 =
= 3,24 м3/ч.
Нагрев воды на 90ºС потребует тепла
Qз.о., п.б. = (3,6 – 3,24) · (90 – 20) · 1000 · 4,3 = 0,1 · 106 ккал
Потери тепла на получение пара
Qпол. пара = [(100 – 20) + 535 + 0,36 (150 – 100) · 22,4/18] · 3,24 · 1000 · 4,3 =
= 8,9 · 106 ккал
Таким образом, потери тепла на охлаждения рабочего пространства
Qраб.пр = Qохл.п. + Qохл.п.ф. + Qз.о, п.б. + Qпол.пара = 17,76 · 106 ккал
Потери тепла через кладку принимаем 4%
Qкл = 0,04 (133,46 · 106 + 8291х) = 5,34 · 106 + 331,64х
Потери тепла через окна и гляделки 0,95%
QОКН = 0,0096 (133,46 · 106 + 78,76 · х
Потери тепла на диссоциацию Н2О и СО2 равны 0,5%
Qдис = 0,005 · 82911 · х
Потери тепла с выбивающимися газами составляют 0,4%
Qвыб = 0,004 · 82911 · х = 33,16х
Полный расход тепла
Qрасх = Qвыб + Qдис + Qокн + Qкл + Qраб.пр. + Qб.л. + Qнеусп + QCO2, SO2 +
+ QCО + Qисп + Qпр.г. + Qшл + Qст (15)
Qрасх = 146,64 + 2999,42 · х
Qприх = Qрасх (16)
133,46 · 106 + 82,9х – 146,64 · 106 + 2999,42х
х = 2490 – расход природного газа на плавку
Тепловой баланс плавки приведен в таблице 13.
Таблица 13 – Тепловой баланс рабочего пространства камеры двухванной печи
| Приход тепла | Расход тепла | ||
| Статьи затрат | Кол-во тепла, 106 ккал | Статьи затрат | Кол-во тепла, 106 ккал. |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Физическое тепло чугуна | 48,035 | Физическое тепло стали | 74,12 |
| Продолжение таблицы 13 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Тепло экзотермических реакций | 82,890 | Физическое тепло шлака с корольками | 21,99 |
| Физическое тепло скрапа | 0,196 | Тепло на разложение известняка | 7,34 |
| Тепло шлакообразования | 2,340 | Тепло продуктов горения | 6,26 |
| Тепло от сжигания природного газа | 20,640 | Нагрев воды и испарение влаги | 0,76 |
| Тепло на нагрев газов | 16,77 | ||
| Тепло, уносимое бурым дымом | 1,59 | ||
| Потери тепла на охлаждение (через кладку, излучением, диссоциацию, с газами) | 25,58 | ||
| Итого | 154,311 | Итого | 154,410 |
Похожие работы
... стали даже при незначительном изменении его содержания. Т.о., углерод является основным элементом, при помощи которого изменяются свойства сплава на основе железа. 2. Влияние углерода на свойства стали С изменением содержания углерода изменяется структура стали. В зависимости от содержания углерода она может иметь следующий вид: < 0,8% C – Ф+П 0,81% C – П (100%) > 0,81% C – П + ...
... Фк = 365 × 24 = 8760 ч Номинальный фонд времени – это количество часов в году в соответствии с режимом работы без учета потерь. Так как термическое отделение высокотемпературного отжига анизотропной электротехнической стали работает непрерывно, то номинальный фонд равен полному календарному, то есть Фн = Фк = 8760 ч. Действительный фонд времени равен тому времени, которое может быть ...
... технический университет Физико -технологический факультет Кафедра физического металловедения Курсовой проект Тема: “ Проект термического отделения для обезуглероживающего и рекристаллизационного отжига изотропной электротехнической стали третьей группы легирования в толщине 0,5 мм в условиях ЛПЦ-5 АО НЛМК. Годовая программа 120000 тонн Выполнила ст. гр. МТ-94-1 Кузнецова Е. В. ...
... высокой поверхностной твердости используют закалку ТВЧ (шестерни, коленчатые валы, поршневые пальцы и т.д.). Для получения высоких механических свойств в деталях сечением более 25–30 мм применяют легированные стали, которые обладают большей прокаливаемостью, более мелким зерном, их критическая скорость закалки меньше, следовательно, меньше закалочные напряжения, выше устойчивость против отпуска. ...
0 комментариев