Химический  состав шлакообразующих материалов, %

 
 
 
 

    Карбюризаторы (науглероживатели)

 

Расчет  выполнен на 1т шихты.

Расчёт  расхода шихты.

Расчёт расхода  ферросплавов:

,где

Q1- масса  ферросплава, кг 

МО- масса  стали, кг

R1-содержание  легирующего элемента по марке  стали, %

R2- содержание  легирующего элемента в стали  перед легированием, %

K1- коэффициент  усвоения легирующего элемента, %

K2-содержание  легирующего элемента в ферросплаве, %.

• Расход ферросилиция ФС75:

• ФХ010: Расход феррохрома

• Расход  марганца Мр1:

• Расход  науглероживателя электродный бой:

 

Определяем  количество железа вносимого в сталь  из ферросплавов:

• Из феррохрома ФХ010:

 

• Из ферросилиция ФС75:

 

• Из марганца Мр1:

 
 
 
 

• Количество  железа в чугуне:

 
 
 

Расчёт потребления  лома:

,где

  _{масса лома, т}

  масса стали, т

содержание  железа в готовой стали, т

содержание  железа в чугуне, т

количество  железа вносимого  в сталь из ферросплавов, т

коэффициент усвоения железа, %

содержание  железа в ломе, %

     

 

Расчёт  выхода годного:

    ,где

  _{масса лома, т}

  масса чугуна, т

  масса ферросилиция, т

  масса феррохрома, т

  масса марганца, т

  масса электродного  боя, т  

Определяем  количество годного металла в  процентах: 
 
 
 

Расчёт  расхода потребности кислорода  для печи ДСП-100:

, где

        потребность кислорода, м³

        объём кислорода, м³

        относительная атомная масса

        коэффициент усвоения кислорода, %

        масса окисляемого материала, кг

Потребность кислорода  для окисления углерода :

 

Потребность кислорода  для окисления железа за счёт газообразного  кислорода

 : 

Потребность кислорода  для окисления кремния : 

Потребность кислорода  для окисления марганца : 

Расход  на 1т годного: 
 

На 100т расходует

Для вспенивания  шлака: 
 

  

Для дожигания  до  

 

Дефосфорация  металла в окислительных условиях

В данном случае удаление фосфора проводят путем  его окисления и перевода в  шлак. Для понижения активности продуктов  реакции в шлак добавляют известь. Согласно представлениям молекулярной теории шлака, процесс дефосфорации можно описать уравнением 

Экспериментальные данные о равновесии реакции, полученные Уинклером и Чилманом имеют следующий  вид:

             ,где

       константа равновесия

       мольная доля химического соединения

       коэффициент активности

       температура металла,

      

       свободный

Коэффициент распределения фосфора:

                    

Определим количество шлака для дефосфорации: 

, где

  количество металла и шлака, соответственно перед и после обработки расплава, кг

Из  уравнения коэффициента распределения  фосфора :

 

Распределение на : 
 

 

Определим количество шлака для дефосфорации: 

Десульфурация стали

Понижения содержания серы в металле можно  добиться за счет перевода ее в шлак. В молекулярном виде этот переход  можно выразить: 

В работе коэффициент распределения серы с учетом сульфидной емкости шлака  определяем по выражению:

                 

 ,где

        _{сульфидная емкость  шлака}

Величина D ^{принимается по справочным данным для реакции, характеризующей переход серы из газообразной фазы в расплав} _®.

D 

D

, для шлака         

Для анализа  процесса десульфурации основным параметром является коэффициент распределения  серы , который может быть получен из выражения. Для этого мольную долю сульфида следует выразить через концентрацию серы в шлаке :

                                     

     В выражении å сумма мольных долей компонентов шлака ( и других), 32 – атомная масса серы.

     Константа равновесия с учетом активностей  компонентов в шлаке и металле  имеет вид 

                             

     Определение технологических параметров процесса десульфурации проводят аналогично процессу дефосфорации.

       В качестве основных уравнений  применяются: балансовое уравнение  для серы и одна из форм  записи коэффициента распределения  серы

        

Расчёт  количества кислорода в металле: 

 

Расчёт  коэффициента распределения серы:

, где

Расчёт  количества шлака необходимого для  десульфурации:

Расчёт  времени плавки в ДСП:

, где

мощность  источника питания,

 удельный  расход электроэнергии,

      коэффициент мощности установки 

коэффициент мощности трансформатора

время расплавления,ч

_{Мощность источника питания:} 

      

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Современные технологические схемы предусматривающие  применение УКП в сочетании с  установками обработки металла  вакуумом, существенно повышают производительность сталеплавильных агрегатов, окупают  затраты на них за счет снижения расходов материальных ресурсов, повышения  качества выпускаемой металлопродукции и позволяют достигать высоких  экономических результатов. При  этом обеспечивается возможность глубокого  обезуглероживания расплавов любого химического состава, точное легирование  металла с высоким усвоением  легирующих, получение стали с  содержанием серы менее 0,001%, водорода менее 2 ррm, высокий уровень чистоты  по НВ, а также регулирование температуры  металла перед разливкой в  узких пределах (±5 °С). Одним из главных  условий получения высоких стабильных результатов сталеплавильного производства является строгое соблюдение технологических  режимов внепечной обработки. В  перспективе ковшовая металлургия  будет развиваться в направлении  увеличения объемов вакуумирования стали, совершенствования процессов  и повышения эффективности достигаемых  результатов.