Вес шлака окислительного периода.

Из металла подлежит удалению 0.01% Р. Для удаления фосфора, при нарастающей температуре металла, требуется основность шлака 2.5-3.0 и его обновление (шлак стекает через порог рабочего окна). Учитывая это обстоятельство, принимаем среднее содержание пятиокиси фосфора во вновь наводимом шлаке равным 0.5%.

Вес вновь наводимого шлака (без учёта остатков шлака периода плавления):

(0.01/0.5)*(142/62)*965≈44 кг.

Принимаем, что шлак окислительного периода удалён на 70%. В печи остаётся шлака 31,55*30/100≈9,5 кг.

Общий вес шлака окислительного периода составляет:

44+9,5=53,5 кг.

Потребность в извести.

Для определения количества присаживаемой извести принимаем основность шлака CaO/SiO2=3, а сумму CaO+MgO+MnO=65%.

Закись марганца вносится:

- шлаком периода плавления

1,23*30/100=0.37 кг.

- окисляющимся марганцем из металла

0.27*71/55=0.35 кг.

Всего вносится 0,37+0,35≈0,72 кг. марганца.

Окись магния вносится:

- шлаком периода плавления

5.88*30/100=1.8 кг.

- подиной

*90.25/100=3.6 кг.

Если обозначить известь через х, то известь внесёт

х*3.3/100 MgO

Всего вносится окиси магния

+3.6+0.033х=5.4+0.033х

Окись кальция вносится:

шлаком периода плавления

13,1*30/100=3.9 кг.

- подиной

*3.5/100=0.14 кг.

известью

х*92/100 CaO

Всего вносится окиси кальция

+0.14+0.92х=4+0.92х

Сумма CaO+MgO+MnO=53,5*65/100≈35 кг. или

0,72+5.4+0.033х+4+0.92х=35 кг.

+0.953х=35 кг.

х=25 кг.

х=25/0.953≈26 кг.

Потребуется 26 кг. извести.

Потребность в шамотном бое

(определяем по содержанию кремнезёма)

Кремнезема вносится:

шлаком периода плавления

*30/100=1.9 кг.

подиной

*3.45/100=0.14 кг.

известью

*2.5/100=0.65 кг.

Всего вносится 1.9+0.14+0.69≈2.7 кг.

Требуется кремнезёма для получения основности 3:

(4.04+0.92*26)/3=9,3 кг.

Требуется шамотного боя

(9,3-2.7)/0.62=11 кг.

Поступление в шлак железа

Из шлака периода плавления

3*30/100=0.9 кг. (FeO)

*30/100=0.3 кг. (Fe2O3)

Из подины

*2/100=0.08 кг. (Fe2O3)

Вносится известью

*0.6/100=0.16 кг. (Fe2O3)

Вносится шамотным боем

*2/100=0.2 кг. (Fe2O3)

Итого вносится 0.9 кг. FeO и 0.74 кг Fe2O3

Шлак должен содержать

% или 54,8*9.64/100=4,9 кг FeO;

3.57% или 54,8*3.57/100=1,8 кг Fe2O3.

Для повышения окисленности шлака требуется:

железа: (4,9-0.9)*56/72=3.1 кг; FeO

кислорода:4-3,1=0,9 кг.

железа:(1.8-0.74)*112/160=0.74 кг; Fe2O3

кислорода:1,06-0,74=0.32 кг.

Данные о весовом количестве и химическом составе шлака окислительного периода приведены в таблице 12.

 

Таблица 12

Вес (кг) состав шлака окислительного периода

Окисел	Источники появления					Итого
	Из шлака периода плавления	Из металла	Из извести	Из подины	Из шамотного боя	кг	%
CaO MgO MnO SiO2 Al2O3 FeO Fe2O3 P2O5 S	3,9 1,8 0,4 1,9 0,06 0,9 0,3 0,18 0,004	- - 0,35 - - 3,1 0,74 0,021 0,1	23,9 0,86 - 0,65 0,26 - 0,16 0,026 0,026	0.14 3.61 - 0.14 0.03 - 0.08 - -	0,077 0,033 - 6,8 3,85 - 0,22 - -	28 6,3 0,8 9,5 4,2 4 1,5 0,23 0,13	51 11,5 1,5 17,3 7,7 7,3 2,7 0,4 0,24
Всего	9,5	4,3	26	4	11	54,8	100

 

Таблица 13

Выход и состав металла к концу окислительного периода в таблице № 13.

Элемент	Содержание
	Кг	%
Углерод Кремний Марганец Фосфор Сера Закись железа 970*0.09/100	2,4 0 0,68 0,07 0,13 0,87	0,24 0 0,069 0,007 0,013 0,09
Железо: -в печи в конце периода плавления -расходуется на образование закиси и окиси железа 0.173+3.1+0.74	974,8 4.0
Всего железа	970	98,7
Всего стали	983	100

2.5 Количество газов периодов плавления и окисления.

 

При окислении углерода металла образуется окись углерода в количестве

(1,34+2.94)*28/12≈10 кг.

В течении всей плавки расходуется графитированных электродов на всю плавку:

+0.9=3 кг.

или

*99/100=2.97 кг.

углерода.

На основании анализа опытных плавок считаем, что углерод электродов окисляется следующим образом: 70% до СО и 30% до СО2.

С образованием окиси углерода сгорает:

*0.7≈2.1 кг. углерода

и образуется

*28/12=4.9 кг. СО.

на что требуется

-2.1=2.8 кг кислорода.

С образованием углекислого газа сгорает:

*0.3=0.89 кг. углерода

и образуется

*44/22=1.78 кг. СО2

на что требуется

-0.89=0.89 кг. кислорода.

Ранее было рассчитано количество кислорода необходимое для периодов плавления и окисления:

,62+4.04+0.047+0,9+0.32≈19 кг

Всего требуется кислорода 19+0.89+2.8≈22,6 кг. Допустим, что 50% кислорода поступит с воздухом в период плавления.

Потребуется газообразного кислорода

,6*0.5=11,3 кг.

Считая использование кислорода равным 85% определяется количество газообразного кислорода необходимого в периоды плавления и окисления

,3*100/85=13,3 кг.

или технического кислорода (98% О2)

,3*100/98=13,6 кг.

или

,6*22.4/32=9,5 м3.

С кислородом вносится 2% азота, т.е.

,6-13,3=0.3 кг.

Для окислительных процессов используется кислорода воздуха

,6*0.5=11,3 кг.

или

,3*22.4/32=7,9 м3,

кислороду воздуха сопутствует азот (включая аргон и прочие газы)

,3*77/23=37,8 кг.

или

,9*79/21=29,7 м3.

Объём воздуха составляет

,9+29,7≈37,6 м3.

Вес воздуха составляет

,3+37,8=49,1 кг.

При нагреве из извести выделяется, кг.:

СО2(14+26)*0.2/100=0.08

Н2О(14+26)*0.2/100=0.08

Влага, вносимая воздухом.

Температура воздуха 20 0С, давление 760 мм, относительная влажность составляет 70%. => упругость насыщенного пара равна 17.5 мм. Упругость водяных паров в воздухе составляет:

17.5*70/100=12.25 мм.

Количество влажного атмосферного воздуха составляет:

V=(37,6*(273+20)/273)*(760/(760-12.25))=37,6*1.07*1.02=41 м3.

Точка росы t` при р=12.25 расположена около 14 0С. Вес водяного пара в 1 м3 атмосферного воздуха составляет:

W=0.29*р/273=0.29*12.25/273=0.012 кг.

Воздух внесёт с собой влаги

*41=0.5 кг.

Всего влаги

+0.5=0.58 кг.

Водяной пар восстанавливается окисью углерода по реакции

 

Н2О+СО=Н2+СО2.

 

При этом образуется

*2/18=0.064 кг. водорода.

Потребуется окиси углерода

*28/12=1.35 кг.

образуется углекислого газа

*44/28=2,121 кг.

В периоды плавления и окисления расходуется газообразного кислорода 13,3 кг. В атмосферу печи расходуется 15%,

или

13,3*15/100=2 кг.

Свободный кислород окисляет окись кислорода до СО2 по реакции СО+1/2(О2)=СО2.

Образуется СО2

*44/16=5,5 кг.

Для этого требуется СО:

,5-2=3,5 кг.

Таблица 14

Сводная таблица газов периодов плавления и окисления.

Кг.	%
Окись углерода (10+4.9-1.35-3,5) Углекислый газ (1.78+0.08+2+5,5) Водород Азот (37,8+0.3)			10 9,36 0.08 38,1	17,24 16,12 0,14 65,69
Всего:			≈58	100

 

Таблица 15

Материальный баланс периодов плавления и окисления. (на 1 т.)

Израсходовано, кг.

Получено, кг.