Количество и состав шлака

	Масса компонентов, кг/100кг шихты_

Источник	CaO	SiO2	MnO	MgO	P2O5	Al2O3	Feобщ	FeO	Fe2O3
Окисление примесей (Si, Mn,P) металлошихты
Добавки извести
Расход огнеупоров
Миксерный шлак
Загрязнения металлолома
Масса шлака без FeO
Общая масса шлака
Состав шлака, %

На первом этапе составления таблицы в нее вписываются все указанные компоненты без окислившегося железа. Содержание общего железа определяется по уравнению (5), из которого 80% составляет FeO и 20% Fe₂O₃.

Тогда содержание оксидов железа составит:

(FeO)=(Fe)_общ×1,28×0,8 и (Fe₂O₃)=(Fe)_общ×1,43×0,2

где 1,28 и 1,43 - стехиометрические коэффициенты пересчета содержания железа в шлаке в соответствующие оксиды

Общее количество шлака рассчитывают исходя из того, что количество шлака без оксидов железа отвечает (100-х)%, где х - сумма содержаний (FeO) и (Fe₂O₃) в шлаке.

3.2. Определение выхода жидкой стали.

В ходе продувки расплава в конвертере кислородом масса жидкого металла уменьшается в результате:

- окисление примесей чугуна и металлолома (углерода, кремния, марганца, и фосфора)

- окисления железа и перехода его в шлак

- потери железа с пылью в виде Fe_3­O₄

- потери железа в шлак в виде металлических корольков

- загрязнения металлолома

(19)

В свою очередь

(20)

(21)

Потери металла с пылью принимают равными 1,5-2,0% от металлической части шихты, в виде корольков 6-10% от массы шлака, в виде загрязнений металлолома - 1-2% от его массы.

Выход жидкой стали

(22)

Рассчитав массу шлака, его конечный состав и выход жидкой стали следует уточнить конечный состав стали (содержание марганца, фосфора и серы).

Содержание марганца следует определить по уравнению (4) и (6) с учетом уточненных данных.

Содержание фосфора следует уточнить по уравнениям (7)-(9) с учетом количества шлака и его состава (Fe_общ, CaO) и выхода жидкой стали.

Содержание серы следует уточнить по уравнениям (10)-(11) с учетом количества шлака и выхода жидкой стали.

3.3. Определение расхода кислорода.

В конвертерном процессе основным источником кислорода для рафинирования расплава является технически чистый кислород (99,5%), вдуваемый через фурму в металлическую ванну. Часть кислорода поступает из окалины металлолома.

Кислород расходуется на окисление примесей шихты, окисление железа, переходящего в шлак, а также на образование пыли.

Расход газообразного кислорода можно рассчитать из балансового уравнения:

(23)

Количество кислорода, необходимое для окисления примесей, составляет:

(24)

где - доля углерода, окисляющегося до СО₂ (эта величина составляет обычно 0,10-0,15).

Количество кислорода, необходимое для образования оксидов железа в шлаке, составляет:

(25)

где 0,238 - стехиометрический коэффициент пересчета массы окислившегося железа на требуемую для этого массу кислорода в предположении, что в составе оксидов железа 80% FeO и 20% Fe₂O₃.

Количество кислорода, необходимое для образования пыли, состоящей из Fe₃O₄, составляет:

(26)

Количество кислорода, поступившего в конвертер с окалиной металлолома (в ее составе 30% FeO и 70% Fe₂O₃) составляет:

(27)

где 0,27 - стехиометрический коэффициент пересчета окалины на кислород.

Принимаем, что на поверхности металлического лома содержится 1 % окалины.

По уравнению (22)-(26) можно рассчитать общую массу газообразного кислорода, необходимое для проведения конвертерного процесса. При этом следует учитывать его содержание в техническом кислороде и коэффициент его использования (0,96-0,98).

(28)

где {%O₂} - доля кислорода в техническом кислороде, %

К - коэффициент использования кислорода

Объем технического кислорода м³, требуемого на проведение конвертерного процесса, составляет:

(29)

где - число киломолей в техническом кислороде

22,4 - объем одного киломоля, м³

3.4. Определение количества отходящих газов.

Источником отходящих газов являются продукты окисления углерода, недопал при разложении извести и неусвоенный кислород:

(30)

При этом:

(31)

(32)

где %СО₂ и %Н₂О - их содержание в извести

(33)

(34)

где к - коэффициент использования кислорода

Объем отходящих газов определяют по соотношению:

(35)

где G_i - масса i-го компонента отходящего газа

M_i - его молекулярный вес

По результатам расчета определяют состав отходящих газов:

(36)

Результаты расчетов материального баланса сводят в таблицу, табл.3.

Таблица 3.