Проект технологии производства стали марки 3сп с целью экономии алюминиевой катанки при раскислении в условиях ЦВОКС СП ПАО «Северстал

 

 

 

 

 

 

В доломите содержится еще 0,0125 кг CO2 и 0,011 кг H2O

В боксите содержится еще 0,0048 кг CO2 и 0,054 кг H2O

В извести содержится еще 0,164 кг CO2

 

Например, футеровка (периклазошпинелидный кирпич):

                 SiO2  …..  0,25*0,05=0,0125

                          CaO   ……0,25*0,02=0,005

                           MgO…..0,25*0,70=0,175

Al2O3…..0,25*0,03=0,0075

Cr2O3……0,25*0,12=0,030

                  Fe2O3…….0,25*0,08=0,020

 

В соответствии с практическими данными примем, что содержание FeO и Fe2O3  в конечном шлаке соответственно равно 15 и 5 %. Тогда масса шлака без оксидов железа равна 80 %  или согласно предыдущей таблице и равна 4,3236 кг;

общая масса шлака Lшл=4,3236/0,8=5,4045 кг.

Масса оксидов железа в шлаке равна 5,4045-4,3236=1,0809 кг, из которых 0,27 кг Fe2O3 и 0,81 кг FeO.

 Таблица3 - Состав конечного  шлака 

	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	Cr2O3	S	MnO	P2O5	Fe2O3	FeO
Кг 5,4041	0,7055	2,301	0,438	0,354	0,03	0,0127	0,375	0,1079	0,27	0,81
% 100	13,07	42,61	8,11	6,56	0,35	0,56	6,94	2,00	5,00	15,00

 

6 Определение баланса  железа

Окислится железа, кг:

До Fe2O3…0,27-0,1798=0,0902

До FeO…                   0,81

Здесь 0,188 кг – количество Fe2O3 из таблицы состав шлака (см. выше).

Поступит железа из металла в шлак

0,81*56/72+0,0902*112/160=0,63+0,063=0,693 кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Определение выхода  годного металла

Выход годного составит

100-5,518-0,5-1,0-0,693=92,3 кг,

где   5,518-угар примесей, кг;

       0,5-количество  железа, уносимого со шлаком, кг;

       1,0-потери  железа с выбросами, кг.

       1,162 - потери  железа на образование окислов  железа в шлаке, кг.

8 Определение расхода  кислорода на окисление железа (разность между массами оксида железа и элемента):

(0,81-0,63)+(0,0902-0,063)=0,18+0,027=0,153 кг.

9 Определение расхода  кислорода на окисление всех  примесей:

5,7912+0,153=5,94 кг

10 Определение  расхода технического кислорода  на 100 кг металлошихты

(коэффициент усвоения  подаваемого в ванну кислорода  0,9)

5,94*22,4/(0,63*0,9*32)=7,333 м3.

Расход кислорода на 1 т садки равен 73,33 м3/т.

11 Определение  расхода азота, подаваемого вместе  с кислородом

7,333*0,005=0,037 м3 или 0,037*1,25=0,046 кг.

Плотность азота 1,25 кг/м3

12 Определение  количества неусвоенного кислорода

(7,333-0,037)*0,05=0,37 м3 или 0,37*1,43=0,529 кг

Плотность кислорода 1,43 кг/м3

13 Определение  массы технического кислорода

5,94+0,046+0,529=6,515 кг.

14 Таблица4 - Определение количества и химического состава выделяющихся газов

	кг	м3	%
СO2    (п.4+п.5)	1,196+0,0048+0,0125+0,164=1,377	0,70	15,51
CO     (п.4)	6,85	5,48	77,14
H2O   (п.5)	0,054+0,011=0,065	0,081	0,73
O2        (п.12)	0,529	0,370	5,96
N2        (п.11)	0,046	0,036	0,52
SO2    (п.4)	0,013	0,0045	0,15
Итого	8,88	6,671	100,0

 

 

 

 

 

 

15 Составление  материального баланса конвертерной  плавки

Таблица №   Материальный баланс плавки

Поступило	кг	Получено	кг
Чугун	72,000	Сталь (п.7)	92,3
Скрап	28,000	Потери металла со шлаком	0,500
Боксит	0,600	Потери металла с выбросами	1,000
Доломит	0,500	Шлак (п.5)	5,4045
Известь (п.5)	2,37	Газы (п.14)	8,88
Футеровка	0,250	Fe2O3(в дым-п.4)	2,143
Технический О2 (п.13)	7,116
Итого	110,836	Итого	110,228
Невязка      - 0,608

 

2.2 Расчет расхода ферросплавов для раскисления и  легирования стали марки 3сп

 

      Исходные данные: Хим.состав готовой стали и перед раскислением, какие ферросплавы задействованы  (паспорт плавки  УДМ, УПК)

 Таблица 2  – Химический состав  стали марки 3сп

	Массовая доля элементов, %
Состав стали	C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Cu
Готовая сталь	0,18	0,5	0,225	0.035	0.040	0.25	0.30	0.30
Сталь перед раскислением	0.15	0.2	0.225	0.010	0.008	0.15	0.30	0.30
Необходимо ввести	0.03	0.3	0.225	0.025	0.032	0.1	0.30	0.30

 

 

 

 

 

 Таблица 3– Состав раскислителей  и легирующих

Наименование материала	C	Si	Mn	Cr	S	P	Al
Ферромарганец 88	2	3	85-95	---	0.02	0,10	---
Карбид кремния SiС	29	62	---	---	---	---	---
Силикомарганец 17р	1,5	17	65	---	0,02	0,1	---
Алюминий	---	---	---	---	---	---	99

1. Расчет ведем на 100 кг шихты.

  В дальнейшем расчете учитываем, что Mn  вносится как FeMn так и Si Mn .  Расход ферромарганца при его угаре 20% составляет

кг

2. Определим элементы, вносимые ферромарганцем

   Ферромарганец вносит, кг:

C……………..0,28×0,02=0,006

Mn…………...0,28×0,88=0,24

Si…………….0,28×0,03=0,0084

S……………..0,28×0,0002=0,00006

P……………...0,28×0,001=0,0003

Fe…………….0,28×0,07=0,017

∑………………………....0,28 кг

 

3.     Выгорает элементов, кг:

Mn =0,28-0,2=0,08

Si =0,005

∑ =0,085 кг

4. Требуется кислорода (O2), кг:

Mn→MnO…..0,08×16/55=0,02

Si→SiO2……..0,005×32/28=0,0057

XO2’=0.025 кг

5. При выгорании образуются оксиды, кг:

MnO………….0,08+0,02=0,1

SiO2…………..0,005+0,006=0,011

∑……………..0,111кг

 

 

 

 

 

6. Определим расход силикомарганца 17р при угаре 20%.

       В маркировке  «17р» буква указывает на то, что в содержание  силикомарганца  входит большое количество фосфора. В дальнейшем расчете учитываем, что Si вносится как SiMn так и SiC. Расход силикомарганца составит:

кг

 

   Силикомарганец вносит 0,192*0,18*0,18= 0,02% Si, тогда

     0,225-0,02= 0,205% Si. Так как кремний вноситься двумя элементами, то

     0,205 мы делим как 0,07% SiMn и 0,135% SiC

Хmn,si=0,672кг

 

7.     Силикомарганец 17р  вносит, кг:

C……………..0,672*0,017=0,011

Si…………….0,672*0,18=0,12

S……………..0,672*0,0003=0,0002

P……………...0,672*0,0035=0,002

Mn……………0,672*0,65=0,43

∑………………0,672 кг

8. Выгорает элементов, кг:

Mn =0,43-0,0.1=0,33

Si =0,12-0,09=0,03

∑ =0,36 кг

9. Требуется кислорода (O2), кг:

Mn→MnO…..0,33×16/55=0,09

Si→SiO2……..0,03×32/28=0,03

XO2’’=0,12 кг

10. При выгорании образуются оксиды, кг:

MnO………….0,09+0,33=0,43

SiO2…………..0,03+0,03=0,06

∑……………..0,49 кг

11. Определим расход карбида кремния при его угаре 20%.

     Расход карбида  кремния составит, кг:

кг

 

     Карбид кремния  вносит, кг:

Si…………….0,272×0,62=0,168

С……………..0,272×0,29=0,07

∑………………0,238 кг

Выгорает элементов, кг: