Содержание
Введение
. Исходные данные. Шихтовка плавки
. Повалка
. Избыточное тепло чугуна
. Недостаток тепла
. Коэффициент полезного теплоиспользования дополнительно введенного топлива
. Расчет горения топлива
. Определение количества топлива, сгоревшего в период прогрева
. Определение количества топлива, пошедшего на науглероживание ванны в жидкий период
. Определение количества тепла, усвоенного ванной при окислении углерода
. Определение коэффициента полезного теплоусвоения топлива-карбонизатора
. Определение коэффициента полезного теплоусвоения топлива, участвовавшего при нагреве лома
. Определение сквозного (суммарного) коэффициента полезного теплоусвоения используемого твердого топлива в конвертерной плавке
Выводы
Список используемой литературы
Введение
В современных условиях повышение эффективности кислородно-конвертерного производства стали неразрывно связано с проблемами разработки ресурсо- и энергосберегающей технологии конвертерной плавки с увеличенным расходом лома в металлошихте.
|
|
В реальных условиях работы конвертерных цехов анализ теплового баланса плавки при изменяющихся параметрах металлозавалки показывает, что с позиции энергосбережения на сегодняшний день перспективным является технологии, включающие предварительный нагрев лома в полости конвертера кусковым или порошкообразным углеродсодержащим топливом с исключением образования зон локального проплавления шихты и высокоокисленного жидкого металлического полупродукта. В данных условиях к числу важнейших относятся проблемы разработки вариантов технологии предварительного подогрева лома с использованием углеродсодержащих теплоносителей.
Поэтому развитие теоретических основ и практических аспектов разработки и совершенствования в новых направлениях технологии конвертерной плавки с увеличенной переработкой предварительно подогретого металлического лома является актуальной задачей сегодняшнего дня.
В этих условиях чрезвычайно важным является правильность определения в каждом конкретном случае эффективности применения твердого топлива в процессе выплавки стали.
Исходные данные. Шихтовка плавки
Паспорт, № | Количество чугуна | Количество металлолома | Итого металлозавалка | ||||
т | % | т | % | т | % | ||
1 | 216560 | 110,1 | 70,9 | 45,2 | 29,1 | 155,3 | 100,0 |
2 | 216561 | 109,9 | 70,95 | 45 | 29,05 | 154,9 | 100,0 |
3 | 216562 | 114 | 70,68 | 47,3 | 29,32 | 161,3 | 100,0 |
4 | 216563 | 114,3 | 70,51 | 47,8 | 29,49 | 162,1 | 100 |
5 | 273936 | 78,4 | 49,87 | 78,8 | 50,13 | 157,2 | 100 |
Таблица 1 - Химический состав заливаемого чугуна, %
tчуг, С | Mn | Si | P | S | |
1 | 1308 | 0,51 | 0,46 | 0,1 | 0,026 |
2 | 1309 | 0,5 | 0,45 | 0,1 | 0,019 |
3 | 1352 | 0,54 | 0,49 | 0,09 | 0,022 |
4 | 1349 | 0,52 | 0,47 | 0,1 | 0,022 |
5 | 1326 | 0,44 | 0,44 | 0,1 | 0,021 |
|
|
Определим содержание углерода в чугуне по формуле:
[%С]чуг=4,8+0,03 [%Mn]чуг-0,27∙[%Si]чуг-0,32∙[%P]чуг-0,032∙[%S]чуг
1. [%С]чуг =4,8+0,03∙0,51-0,27∙0,46-0,32∙0,1-0,032∙0,026= 4,66%
. [%С]чуг =4,8+0,03∙0,5-0,27∙0,46-0,32∙0,1-0,032∙0,026= 4,66%
. [%С]чуг =4,8+0,03∙0,54-0,27∙0,49-0,32∙0,09-0,032∙0,022= 4,65%
. [%С]чуг =4,8+0,03∙0,52-0,27∙0,47-0,32∙0,1-0,032∙0,022= 4,66%
. [%С]чуг =4,8+0,03∙0,44-0,27∙0,44-0,32∙0,1-0,032∙0,021= 4,66%
Повалка
Таблица 2 − Экспресс анализ стали, %
tм, С | C | Mn | S | P | B | |
1 | 1666 | 0,07 | 0,18 | 0,026 | 0,023 | 2,357 |
2 | 1644 | 0,1 | 0,18 | 0,022 | 0,023 | 2,27 |
3 | 1613 | 0,13 | 0,24 | 0,025 | 0,028 | 2,3 |
4 | 1639 | 0,07 | 0,13 | 0,025 | 0,012 | 2,3 |
5 | 1652 | 0,02 | 0,04 | 0,043 | 0,018 | 2,215 |
Избыточное тепло чугуна
Qизб=10³∙[(8,35-0,1∙B)∙Si+1,6∙Mn+3,8∙C+0,0195∙tчуг+2]-[(0,44+0,64∙B)∙Si+0,17∙Mn+0,785∙C+20,4]∙tм
где B − основность шлака на повалке;
Mn − количество окислившегося марганца (Mn=[Mn]чуг−[Mn], %)
С - количество окислившегося углерода (C =[С]чуг − [С], %)
Si − содержание кремния в чугуне, %чуг−−температура чугуна, См− температура металла на повалке, С
1. Qизб=10³∙[(8,35-0,1∙2,357)∙0,46+1,6∙0,33+3,8∙4,59+0,0195∙1308+2]-[(0,44+0,64∙2,357)∙0, 46+0,17∙0,33+0,785∙4,59+20,4]∙1666=7628,31ккал/100кг
. Qизб=10³∙[(8,35-0,1∙2,27)∙0,45+1,6∙0,32+3,8∙4,56+0,0195∙1309+2]-[(0,44+0,64∙2,27)∙0,45+0,17∙0,32+0,785∙4,56+20,4]∙1644=8110,9ккал/100кг
. Qизб=10³∙[(8,35-0,1∙2,3)∙0,49+1,6∙0,3+3,8∙4,52+0,0195∙1352+2]-[(0,44+0,64∙2,3)∙0,49+0,17∙0,3+0,785∙4,52+20,4]∙1613=9788,04ккал/100кг
4. Qизб=10³∙[(8,35-0,1∙2,3)∙0,47+1,6∙0,39+3,8∙4,59+0,0195∙1349+2]-[(0,44+0,64∙2,3)∙0,47+0,17∙0,39+0,785∙4,59+20,4]∙1639=9255,14ккал/100кг
5. Qизб=10³∙[(8,35-0,1∙2,215)∙0,44+1,6∙0,4+3,8∙4,64+0,0195∙1326+2]-[(0,44+0,64∙2,215)∙0,44+0,17∙0,4+0,785∙4,64+20,4]∙1652=8529,23ккал/100кг
Тогда количество лома необходимого для получения замкнутого теплового баланса при его нагреве до температуры на первой повалке можно определить по формуле:
где qл− охлаждающий эффект металлолома, ккал/кг;
,
где −теплоемкость твердого лома, равная 0,167 ккал/(кг∙град);
− температура плавления лома (принимается равной температуре плавления выплавляемой марки стали);
− скрытая теплота плавления лома, равная 68 ккал/кг;
− температура металла на повалке, °С
− теплоемкость жидкого металла, равная 0,2 ккал/(кг∙град).
. ккал/кг
2. ккал/кг
3. ккал/кг
4. ккал/кг
5. ккал/кг
Недостаток тепла
Избыток лома в металлозвалке (∆Cл= % - G'л, %) составит:
G'л | % | ∆Cл, % | |
1 | 17,86 | 29,1 | 11,24 |
2 | 18,97 | 29,05 | 10,08 |
3 | 22,34 | 29,32 | 6,98 |
4 | 21,13 | 29,49 | 8,36 |
5 | 19,68 | 50,13 | 30,44 |
Недостаток тепла составляет:
Qнед = ∙qл.
∆Cл, % | qл | Qнед | |
1 | 11,24 | 350,81 | 3944,46 |
2 | 10,08 | 346,41 | 3491,43 |
3 | 6,98 | 340,21 | 2375,23 |
4 | 8,36 | 345,41 | 2886,10 |
5 | 30,44 | 348,01 | 10594,41 |
Этот недостаток тепла и был компенсирован вводом в конвертер дополнительного топлива (угля). Хим.состав применяемого угля приводится в таблице 3.
Таблица 3 − Состав применяемого угля, %
Ср | Hp | Sp | Op | Np | Wp | Золар | ∑ | |
уголь ТОМ | 75 | 2,5 | 0,7 | 7 | 1,4 | 6,5 | 6,9 | 100 |
кокс | 83,56 | 0,46 | 1,46 | 0,35 | 0,87 | 3,7 | 9,6 | 100 |
Теплотворная способность угля и кокса составит: