Расчет потребности в шихтовых материалах и топливе

 

Исходными данными для определения потребности в шихтовых материалах и топливе являются заданный годовой объем производства стали (заготовки и слитков), а также параметры разливки стали, определяющие потребность в жидкой стали. Годовой объем жидкой стали, выплавляемой цехом, определяется из уравнения:

 

               (2.1)

 

где П_год – годовой объем производства стали (НЛЗ и слитков) по заданию, т;

 Д_сл, Д_НЛЗ – доля слитков и непрерывнолитых заготовок в общем годовом объеме продукции цеха, соответственно, доли ед.;

 О_сл, О_НЛЗ – отходы (обрезь, недоливки, скрап, угар) при разливке в изложницы и при непрерывной разливке, соответственно, %.

 

При расчете годового объема жидкой стали отходы (обрезь, недоливки, скрап, угар) при разливке в изложницы следует принимать в пределах 12-16%, а при непрерывной разливке стали – 1- 4%.

Кроме годового объема производства жидкой стали необходимо определить объемы производства жидкой стали по каждой марке стали (в соответствии с заданием) по уравнению:

                              (2.2)

 

где  П_Жi – годовой объем производства i-й марки стали по жидкому металлу, т;

Д_i – доля i-й марки стали в годовом объеме производства продукции цеха, доли ед.;

О_разлi - отходы (обрезь, недоливки, скрап, угар) при разливке i-й марки стали в зависимости от способа ее разливки, %.

 

При расчете годового объема производства жидкой стали каждой марки необходимо:

- принять долю каждой марки в общем объеме металлопродукции. При рассмотрении 10 марок стали целесообразно принимать долю каждой марки в общем объеме производства в количестве 10%;

- принять вид разливки по каждой стали таким образом, чтобы соблюдалось указанное в задании соотношение долей слитков и непрерывнолитых заготовок в продукции цеха.

После расчета годового объема жидкой стали рассчитывается годовая потребность в металлошихте – чугуне и ломе:

 

                                        (2.3)

 

где G – выход годного при выплавке стали, %;

 Д – доля чугуна или лома в металлошихте (указывается в задании), %.

 

При расчете годовой потребности в чугуне и ломе следует задаться величиной выхода годного жидкой стали, которая зависит от способа и технологии выплавки стали. При выполнении проекта допускается принимать величины выхода годного в следующих пределах:

- для кислородных конвертеров – 88-92%;

- для дуговых сталеплавильных печей – 95-98%;

- для мартеновских печей, работающих скрап процессом – 94-97%;

- для мартеновских печей при скрап-рудном процессе – 99-102%.

Кроме годовой потребности в металлошихте необходимо определить расходы чугуна и лома по каждой выплавляемой марке стали по уравнению:

 

                                     (2.4)

 

Расчет расхода ферросплавов проводится по каждой выплавляемой марке стали в соответствии с ее химическим составом по уравнению:

 

                           (2.5)

 

где Р_Фi – расход ферросплава на выплавку i-й марки стали, т/год;

[E]_i – среднее содержание легирующего элемента в i-й марке стали, %;

  [E]_нач – содержание элемента в стали перед раскислением/легированием, %;

  [E]_Ф – содержание элемента в ферросплаве, %;

Ue – угар элемента при раскислении/легировании, %.

 

При расчете расхода ферросплавов по каждой марке выплавляемой стали необходимо предварительно принять:

- содержание легирующего элемента в i-й марке стали (принимается студентом самостоятельно в соответствии с химическими составами марок сталей, указанных в задании);

- содержание элемента перед раскислением/легированием – допускается принимать равным 0%;

- содержание элемента в ферросплаве – принимается по данным о химическом составе ферросплава, выбранного для проведения раскисления/легирования. Выбор ферросплава проводится студентом самостоятельно по данным Приложения И;

- угары элементов феросплававов при раскислении и легировании следует выбирать по литературным источникам по согласованию с преподавателем. Для упрощения расчетов допускается принимать нулевой угар элементов ферросплавов.

После определения расходов ферросплавов по каждой марке стали определяется годовая потребность в ферросплавах (по каждому виду ферросплава) - Р_ф.

Расход алюминия на раскисление по каждой марке стали выбирают с учетом практических данных в зависимости от содержания углерода перед раскислением [C]_М по данным таблицы 2.1, после чего рассчитывают суммарный расход алюминия на годовую программу – Р_Al.

 

Таблица 2.1 – Расход алюминия на раскисление стали

Показатель	Содержание углерода перед раскислением, %
	0,05-0,10	0,11-0,20	более 0,20
Расход алюминия, г/т	350	300	250

 

Годовая потребность в добавочных материалах (известняк, известь, плавиковый шпат, твердый окислитель), кислороде, топливе (мазут, природный газ), электродах, огнеупорах и торкрет массах определяется по каждой марке стали в соответствии с объемом их выплавки и нормами расхода, приведенными в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2 – Технологические нормы расходов добавочных материалов, кислорода, топлива, электродов, огнеупоров (без учета технических нужд)

Вид процесса	Известь/Известняк, кг/100 кг металлошихты	Пл. шпат, кг/100 кг металлошихты	Твердый окислитель, кг/100 кг металлошихты	Кислород, м3/т стали	Природный газ, м3/т стали	Мазут, л/т стали	Электроэнергия, кВт·ч/т стали	Электроды, кг/т стали	Огнеупоры, кг/т стали	Огнеупорная масса, кг/т стали
Конвертер-ный (с верхней продувкой)	4-8/0	0,1-0,4	0-1,5	45-55	-	-	-	-	2-5	1-3
Скрап-рудный мартеновский	2-3/5-7	0,5-1,0	10-15	0-35	50-90	30-50	-	-	15-30	20-40
Электро-дуговой основной	2-4/1-2	0,1-0,4	3-10	0-50	2-5	-	250-500	3-6	1-3	3-5

 

В конечном итоге определяется суммарный расход добавочных материалов (известняк, известь, плавиковый шпат, твердый окислитель), кислорода, топлива (мазут, природный газ), электродов, огнеупоров и торкрет масс на годовую программу цеха.