Окисел | Источник поступления | ||||||||||
Шлак окислительного периода | Известь | Плавиковый шпат | Шамотный бой | Свод | Подина и стенки | ФС | Алюминий | Кокс | Металл | Сумма | |
CaO | 0,233*0,3487 =0,081 | 3,046*0,92 =2,802 | 0,609*0,004 =0,002 | 0,609*0,007 =0,004 | 0,03*0,02 =0,001 | 0,45*0,035 =0,016 | - | - | 0,033*0,05 =0,002 | 2,908 | |
SO2 | 0,233*0,1156 =0,027 | 3,046*0,025 =0,076 | 0,609*0,031 =0,019 | 0,609*0,62 =0,376 | 0,03*0,065 =0,002 | 0,045*0,345=0,015 | 0,504 | - | 0,016 | 1,055 | |
MgO | 0,233*0,01484 =0,0345 | 3,046*0,038 =0,101 | - | 0,609*0,003 =0,002 | 0,03*0,66 =0,20 | 0,406 | - | - | - | 0,564 | |
Al2О3 | 0,233*0,0464 =0,0108 | 30,46*0,001 =0,03 | 0,609*0,002 =0,001 | 0,609*0,35 =0,215 | 0,03*0,04 =0,001 | 0,004 | 0,017 | 0,270 | 0,008 | 0,55 | |
MnO | 0,233*0,0149 =0,0035 | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,0035 | |
FeO | 0,233*0,167 4=0,039 | - | - | - | - | - | - | - | - | 0,039 | |
Fe2O3 | 0,233*0,1497 =0,035 | 3,046*0,006 =0,018 | 0,609*0,008 =0,005 | 0,609*0,02 =0,012 | 0,03*0,115 =0,003 | 0,069 | - | - | 0,007 | 0,039 | |
P2O5 | 0,233*0,0047 =0,0011 | 3,046*0,001 =0,003 | - | - | - | - | - | - | - | 0,0041 | |
Cr2O3 | 0,233*0,0021 =0,0005 | - | - | - | 0,03*0,1 =0,003 | - | - | - | - | 0,0035 | |
CeFe | - | - | 0,609*0,95 =0,578 | - | - | - | - | - | - | 0,578 | |
S | 0,233*0,0021=0,0005 | 3,046*0,001=0,003 | - | - | - | - | - | - | 0,25*0,02 =0,005 | 0,013 | 0,0215 |
Всего | 0,233 | 3,033 | 0,605 | 0,607 | 0,030 | 0,450 | 0,541 | 0,270 | 0,038 | 0,013 | 5,82 |
Окисляется Si из 75% FeSi 0,365*0,75*0,4=0,109, образуется SiO2 0,109*60/28=0,233, окисляется кремния 0,606*0,75*0,3= 0,136 кг, образуется SiO2 0,136*60/28=0,291.
Окисляется пускового Al0,077*0,98*0,90+0,048*0,98=0,60+0,048*0,98*1=
=0,068+0,028+0,047=0,143 кг, образуется Al2O3 0,143*102/54=0,270.
Раскисление. Раскисление металла идет в 3 стадии. В начале восстановительного периода проводят глубинное раскисление марганцем, кремнием, алюминием; позже диффузионное раскисление углеродом и кремнием, и наконец, перед выпуском – глубинное раскисление алюминием. Данные о роли отдельных раскислителей при таком методе раскисления отсутствуют. Равным образом нет данных о том, сколько кислорода, ранее поглощенного футеровкой ванны, переходит в металл и шлак, сколько кремния и алюминия окисляется кислородом воздуха. Так как 85-90% всего кислорода, облагораживаемого в готовом металле, связано с алюминием, примем, что весь марганец идет на легирование, кислород металла связывается с алюминием, 40% кислорода шлака восстанавливается углеродом и 60% - кремнием. Остальное количество углерода, кремния и алюминия окисляется кислородом воздуха. Кислорода в металле в конце окислительного периода содержится 0,906*16/72=0,021 кг.
|
Перед выпуском хорошо раскисленная сталь содержит 0,005 или 96,72*0,005/100=0,0048 кг кислорода. Для раскисления этого количества требуется алюминия: (0,021-0,0048)*54/48=0,018 кг; образуется глинозема 0,018*102/48=0,038 кг; восстановится железа 0,018*56/16=0,063 кг; и шлака восстановиться: 0,0035 кг Cr2O3; 0,041 P2O5 и 0,089 кг Fe2O3. В шлаке в конце окислительного периода останется 0,20% или 5,8*0,20/100=0,012 кг FeO т.е. восстановиться 0,039-0,012=0,024 кг FeO в результате реакции десульфурации CaO+FeS=CaS+FeO. Образуется закиси железа 0,013*78/32=0,029 кг.
Потребность в углероде 0,027 кг образуется окиси углерода 0,027/28/12=0,063 кг. Требуется 0,028 кг, образуется кремнезема 0,028*60/28=0,06 кг.
Расчет окончательного состава количества шлака восстановительного периода.
Около половины фтористого кальция реагирует с кремнеземом по реакции 2CaF2+SiO2=SiF4+2CaO фтористый кремний улетучивается для образования SiF4 требуется кремнезема образуется
SiF4 и
кг CaO.
Таблица №9.
Восстановление окислов углеродом.
Окисел | Вес, кг | реакция | Расход углерода, кг | Переходит в металл при раскислении |
FeO | (0,063+0,029)*0,4 =0,037 | FeO+C=Fe+CO | 0,037*72/72 =0,006 | 0,037*56/72 =0,029 |
Fe2O3 | 0,089*0,4 =0,036 | Fe2O3+3C=2Fe+3CO | 0,036*36/160 =0,008 | 0,036*112/160 =0,025 |
Таблица №10.
|
Восстановление окислов кремнием.
Окисел | реакция | |||
FeO | 0,092-0,037 =0,055 | 2FeO+Si=2Fe+SiO2 | 0,055*28/144*0,11 | 0,055*112/144 =0,043 |
Fe2O3 | 0,089-0,036 =0,053 | 2 Fe2O3+2Si=4Fe+3SiO2 | 0,053*(3*28)/(2*160) =0,014 | 0,053*224/320 =0,037 |
Cr2O3 | 0,004 | 2 Cr2O3+3Si=4Cr+3SiO2 | 0,004*(3*28)/(2*152) =0,001 | 0,004*(4*52)/(2*152) =0,003 |
P2O5 | 0,004 | 2 P2O5+5Si=4P+5SiO2 | 0,004*(5*28)/(2*42) =0,002 | 0,004*(4*31)/(2*142) =0,002 |
Для реакции десульфурации требуется:
Окиси кальция 0,013*56/32=0,023 кг; железа 0,013*56/32=0,023 кг. Образуется сернистого кальция 0,013*72/32=0,029 кг. Чтобы связать серу из шлакообразующих по реакции CaO[S]C=CaS+CO. Требуется окиси кальция 0,013*12/32=0,005. Образуется сернистого кальция 0,013*72/32=0,029. Окиси углерода 0,023*28/56=0,011.
Таблица №11.
Вес (кг) металла к концу восстановительного периода.
Эле- мент | Ме | Внесено ферромарганца | Внесено феррохрома | Внесено 75%-ым ферросилицием | Внесено алюминием | Приходит из шлака | Расходуется при раскислении и дисульфурации | Сумма | ||
Кг | % | |||||||||
C | 0,097 | 1,45*0,06=0,087 | 0,718*0,04 =0,007 | 0,501*0,0012 =0,0006 | - | - | 0,020 | - | 0,13 | 0,13 |
Mn | 0,155 | 1,45*0,72=1,044 | 0,48*0,004 =0,003 | 0,501*0,004 =0,002 | - | - | - | - | 1,2 | 1,2 |
Si | - | 1,45*0,02=0,029 | 0,718*0,02 =0,014 | 0,360 | - | - | - | 0,138 | 0,477 | 0,483 |
P | 0,014 | 1,45*0,003=0,004 | 0,718*0,0005 =0,0003 | 0,501*0,0004 =0,0002 | - | - | 0,002 | - | 0,020 | 6,020 |
Cr | - | - | 0,718*0,7 =0,502 | - | - | - | 0,003 | - | 0,505 | 0,51 |
FeO | 0,096 | - | - | - | - | - | - | 0,096-(0,005*72/16) =0,074 | 0,022 | 0,022 |
S | 0,020 | 1,45*0,0003=0,0004 | 0,718*0,0003 =0,0002 | 0,501*0,0003 =0,0001 | - | - | - | 0,013 | 0,008 | 0,008 |
Al | - | - | - | 0,501*0,025 =0,012 | 0,063 | - | - | - | 0,075 | 0,075 |
Fe | 96,344 | 1,45*0,1967=0,285 | 0,718*0,23 5=0,169 | 0,501*0,2491 =0,125 | 0,003 | 0,063 | 0,134 | - | 97,123 | 97,552 |
Всего | 96,726 | 1,549 | 0,716 | 0,512 | 0,066 | 0,063 | 0,159 | -0,255 | 99,56 |
Таблица №12.