Средневзвешенный состав рудной смеси



Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

 

Кафедра металлургии черных металлов

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по учебной дисциплине: Металлургия черных металлов

 

Тема: «Расчет параметров выплавки передельного чугуна и технологии производства качественной стали в кислородном конвертере»

 

 

Выполнил:

студент гр. МЦМ-16

______ _______ Смаилов Н.Д.

(дата)      (подпись)

Руководитель:

к.т.н., доцент Ганзер Л.А.

________ _________ __________

(оценка)          (дата)              (подпись)

 

 

Новокузнецк

 
2018


Министерство образования и науки РФ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

 

Кафедра металлургии черных металлов

 

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

_______________ С.В.Фейлер

«____» _____________ 2018 г.

 

ЗАДАНИЕ

На курсовую работу

по дисциплине «Металлургия черных металлов»

 

обучающемуся Смаилову Нуржану

 

группы МЦМ-16

 

Тема курсовой работы: Расчет параметров выплавки передельного чугуна и технологии производства качественной стали в кислородном конвертере.

Срок сдачи законченной работы 21 мая 2018г.

 

Исходные условия и данные к работе:

 

1. Чугун: марка – 2, группа –II , класс – B, категория – III.

2. Расход материалов: кокс – 500 кг/т, железная руда – 40 %, агломерат – 35 %, окатыши – 25 %. Металлодобавки – 30 кг/т.

3. Влажность дутья –  45 г/м3.

4. Марка стали – 09Г2Д.

5. Доля чугуна – 78 %.

6. Химический состав металлического лома, %: C – 0,30; Mn –0,60; Si – 0,55; P – 0,030 %; S –0,035%.

Руководитель работы    _______________         Л.А. Ганзер

(подпись)                              

 

Задание к исполнению принял ______________ «____» ________ 20____ г.

(подпись)


Содержание

1 Расчёт шихты доменной плавки. 3

1.1 Исходные данные. 3

1.2 Средневзвешенный состав рудной смеси. 3

1.3 Предварительный расчет состава чугуна и основности шлака. 3

1.4 Определение расхода материалов. 3

1.5 Определение состава чугуна и шлака. 3

2 Расчет материального баланса доменной плавки. 3

2.1 Исходные данные. 3

2.2 Определение количества газа на 1 кг чугуна. 3

2.3 Определение количества дутья. 3

3 Элементы расчета материального баланса конвертерной плавки. 3

3.1 Исходные данные. 3

3.2 Определение среднего состава шихты.. 3

3.3 Определение угара химических элементов шихты.. 3

3.4 Расчет расхода кислорода на окисление примесей. 3

3.5 Расчет количества и состава конвертерного шлака. 3

3.6 Расчет выхода жидкой стали. 3

3.7 Общий расход кислорода на плавку. 3

3.8 Расчет количества и состава газов. 3

3.9 Материальный баланс плавки до раскисления. 3

4 Раскисление и легирование стали. 3

5 Тепловой баланс плавки. 3

5.1 Приход тепла. 3

5.2 Расход тепла. 3

Список литературы.. 3

 

 


Введение

Общая схема современной металлургии, которая включает в себя технологические этапы подготовки шихтовых материалов, производства чугуна, выплавки стали в кислородных конвертерах или в электродуговых печах, выпуска и доводки стали в ковше (коррекция химического состава и температуры стали), а также разливку на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) или в слитки, в обобщенном виде представляет собой технологический цикл нагрева исходных шихтовых и дополнительных материалов и последующего охлаждения конечной заготовки.

Кислородно-конвертерный процесс занимает первое место в мировой практике производства стали благодаря высоким технико-экономическим показателям и представляет собой соче­тание технологий выплавки, внепечной обработки и непрерывной разливки.

Преимущества кислородно-конвертерного способа производ­ства стали: более высокая производительность одного работающего агрегата; экологическая чистота; простота управления; низкие удельные капиталовложения, мощность производства высококачественной стали широкого сортамента из чугуна раз­личного химического состава; переработка относительно большого количества металлолома. Все это обеспечило его быстрое распространение в мире.

Сочетание конвертеров с установками непрерывной разливки стали позволяет снизить расход металла на прокат на 14-15%, повысить производительность труда на 5-15%, уменьшить затраты ус­ловного топлива на 60-70 кг/т заготовок.

В будущем намечается широко внедрять микролегирование стали для повышения служебных характеристик металла, в частности, прочностных свойств, пластичности и штампуемости.

В курсовой работе выполнен расчет параметров выплавки передельного чугуна, который является сырьем для производства качественной стали в кислородном конвертере, а также материальный и тепловой баланс конвертерной плавки.


Расчёт шихты доменной плавки

Исходные данные

Выполнить элементы расчета шихты и материального баланса доменной плавки согласно индивидуальному заданию.

Расчет шихты проводится на 1 т чугуна. Для примерного расчета шихты принят передельный чугун марки П1, группы 1, класса А, категории II, состав чугуна представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав чугуна

Марка чугуна

Si, %

Mn, %

Р, %

(не более)

S, % (не более)
Группа

Класс

Категория

II

В III
П2 0,5- 0,9

<0,5

0,1 0,01
           

 

Таблица 2 – Состав материалов доменной плавки

Материал

Содержание, %

Fe

MnО

SO3

P2O5

SiO2

Al2O3

CaO

MgO

Железная руда

47,5

0,85

0,1

0,2

12,3

4,3

7,4

5,1

Агломерат

53,5

0,32

0,09

0,07

14,8

2,5

6,24

0,92

Окатыши

62,1

0,05

0,07

0,08

4,2

1,1

4,8

0,8

Металлодобавки

84

0,15

-

-

1,72

-

-

-

Известняк

0,4

-

-

0,08

1,7

0,2

54,3

0,4

Зола кокса

8,7

-

-

0,35

49,1

27

6,9

1,7

Расход влажного кокса 470 кг/т чугуна.

В железорудной смеси содержится: 25% железной руды, 50% - агломерата, 25% - окатышей.

Состав материалов доменной плавки представлен в таблице 2.

Состав кокса и летучих представлен в таблице 3.

 

Таблица 3 – Состав кокса и летучих

Содержание, %

Состав кокса

Зола (А) Сера (S) Летучие Углерод (С) Влага (W)
11,5 0,51 1,99 86 2,7

Состав летучих кокса

СО2 СО СН4

N2

30 34 2

34

Средневзвешенный состав рудной смеси

Средневзвешенное содержание в рудной смеси определяется по уравнению:

где Эi – содержание элементов и оксидов в компонентах смеси;

аэ – доля компонентов смеси.

В рудной смеси содержится:

Fe = 47,50∙0,4 + 53,50∙0,35 + 62,10∙0,25 = 53,25 %;

MnO = 0,85∙0,4 + 0,32∙0,35 + 0,05∙0,25 = 0,465 %;

Mn=

SO3 = 0,10∙0,25 + 0,09∙0,50 + 0,07∙0,25 = 0,09%;

S=

P2O5 = 0,20∙0,25 + 0,07∙0,50 + 0,08∙0,25 = 0,105%;

P=

SiO2 = 12,30∙0,25 + 14,80∙0,50 + 4,20∙0,25 = 11,53%;

Al2O3 = 4,30∙0,25 + 2,50∙0,50 + 1,10∙0,25 = 2,60%;

CaO = 7,40∙0,25 + 6,24∙0,50 + 4,80∙0,25 = 6,17%;

MgO = 5,10∙0,25 + 0,92∙0,50 + 0,80∙0,25 = 1,94%,

 

Принимаем ориентировочно содержание железа в чугуне 94%, что составляет 940 кг/т чугуна. Тогда рудная часть должна внести железа:

940 - (20∙84,0 + 52,59∙8,7) /100 = 918,62 кг ,

где 84,0 и 8,7 – содержание железа соответственно в металлодобавках и золе кокса, %:

20 – расход металлодобавок, кг/т;

Количество золы, вносимой коксом:

52,59=К∙(1-0,01W)∙Aс/100=470(1-0,01∙2,7)∙11,5/100 кг/т.

Ориентировочный расход рудной смеси:

918,62∙100/54,15=1696,44 кг.

Количество марганца и фосфора, вносимых железорудной смесью, металлодобавками и золой кокса, определяется по известным расходам этих материалов и содержанию элементов в них.

 

Вносится марганца

 = 5,108 кг,

 

фосфора

 = 0,858 кг.

Коэффициенты перехода марганца и фосфора в чугун принимаются равными 0,6 и 1,0 соответственно, тогда ориентировочно в чугуне будет содержаться:

марганца               5,108∙0,6∙100/1000=0,306%;

фосфора                 0,858∙1,0∙100/1000=0,086%,

Основность, т.е. отношение CaO/SiO2 в железорудной смеси, равна:

Успешное ведение доменной плавки по получению кондиционного по сере чугуна возможно при В=0,9….1,35.

Следовательно, плавка должна вестись при использовании флюса - известняка, вносящего дополнительное количество извести.


Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 410; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!