| Скачать .docx |
Курсовая работа: Расчет мартеновской плавки
Задание.
1) Расчет ведется на 100 кг металлической шихты.
2) Металлическая шихта состоит из 60% жидкого чугуна и 40% металлолома.
3) Температура заливаемого чугуна: 1320 °С, температура металла перед раскислением: 1600 °С. 4) Химический состав металлической шихты и готовой стали приведен в таблице №1.
Таблица №1
| Вариант №2 | Химический состав | ||||
| С | Si | Mn | S | P | |
| Не более | |||||
| Чугун | 3,8 | 0,9 | 0,7 | 0,05 | 0,14 |
| Скрап | 0,25 | 0,2 | 0,5 | 0,03 | 0,03 |
| Сталь | 0,15¸0,22 | 0,05¸0,17 | 0,4¸0,65 | 0,05 | 0,04 |
5) Химический состав неметаллической части шихты (сыпучих), а также магнезитохромитового свода, загрязнения и окалины лома в таблице №2.
Таблица №2.
| Наименование материалов | Содержание компонентов, % | |||||||||||
| SiO2 | Al2 O3 | MnO | CaO | MgO | P2 O5 | Sm | Fe2 O3 | FeO | CO2 | H2 O | Fe00 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Руда железная | 10 | 2 | 1,3 | 0,9 | 0,4 | 0,7 | 15,3 | 79 | 4,5 | - | 1,2 | 58,8 |
| Агломерат мартеновский | 8 | 1,5 | 1 | 12 | 0,3 | 0,4 | 23,2 | 57 | 19,7 | - | 0,4 | 55,4 |
| Известняк | 2,1 | 1,2 | - | 52,5 | 0,7 | - | 56,5 | 1,1 | - | 41,2 | 1,2 | - |
| Известь | 2,45 | 1,5 | - | 88,5 | 0,8 | - | 93,3 | - | - | 6,2 | 0,5 | - |
| Боксит | 11 | 44 | - | 1,2 | - | 0,8 | 57 | 31 | - | - | 12 | - |
| Доломит обожженный | 4,2 | 2 | - | 53,3 | 36 | - | 95,5 | 2,5 | - | 1 | 1 | - |
| Доломит сырой | 1,8 | 1,3 | - | 30,3 | 19,2 | - | 52,6 | 1,4 | - | 44,5 | 1,5 | - |
| Магнезитовый порошек | 3 | 2 | - | 3,2 | 87,5 | - | 95,7 | 3 | - | 0,8 | 0,5 | - |
| Материал свода | 5 | 4 | - | 2 | 68 | - | 79 | 11 | - | - | - | - |
| Загрязнение лома | 75 | 25 | - | - | - | - | 100 | - | - | - | - | - |
| Окалина лома | - | - | - | - | - | - | - | 69 | 31 | - | - | - |
Раздел №1
Расчет материального баланса первого периода плавки (до расплавления).
1.1 Определение среднего состава металлошихты
Таблица №3
| Источники | Содержание элементов, % | Примечание | ||||
| С | Si | Mn | Р | S | ||
| Вносит чугун (60 кг), % | 2,28 | 0,54 | 0,42 | 0,084 | 0,03 | |
| Вносит лом (40 кг), % | 0,1 | 0,08 | 0,2 | 0,012 | 0,012 | |
| итого | 2,38 | 0,62 | 0,62 | 0,096 | 0,042 | |
1.2 Определение состава металла по расплавлении
2. Содержание углерода.
/%С/расп = /%С/раск + /%DС/ = 0,18 + 0,8 = 0,98
3. Содержание кремния.
/%Si/распл = 0
4. Содержание марганца.
/%Mn/распл = 0,62 ´ 15 / 100 = 0,093%
5. Содержание фосфора.
/%Р/распл = 0,096 ´ 20 / 100 = 0,0192%
6. Содержание серы.
/%S/распл = 0,042 ´ 85 / 100 = 0,0357%
6. Следовательно, состав металла по расплавлению будет, %
| С | Si | Mn | P | S |
| 0.98 | 0 | 0.093 | 0.0192 | 0.0357 |
1.3 Определение количества руды в завалку, таблица №4
| Элемент –окисел | Удаляется примесей (элементов), кг | Расходуется кислорода, кг | Образуется окислов, кг |
| С ® СО | (2,38-0,98)´87/100=1,218 | 1,218´16/12=1,624 | 1,218+1,624=2,842 |
| С ® СО2 | (2,38-0,98)´13/100=0,182 | 0,182´32/12=0,4853 | 0,182+0,4853=0,6673 |
| Si ® SiO2 | 0,62-0=0,62 | 0,62´32/28=0,70857 | 0,62+0,70857=1,32857 |
| Mn ® MnO | 0,62-0,093=0,527 | 0,527´16/55=0,15331 | 0,527+0,15331=0,68031 |
| P ® P2 O5 | 0,096-0,0192=0,0768 | 0,0768´80/62=0,0991 | 0,0768+0,0991=0,175897 |
| /S/ ® (S) | 0,042-0,0357=0,0063 | - | - |
| Итого: | М1 прим = 2,6301 | Мших О1 = 3,070311 | - |
1. Поступает кислорода из газовой фазы печи
2. Определяем расход руды в завалку.
1.4 Определения количества известняка в завалку
Таблица №5.
| Наименование материала | Общий расход мат-ла на плавку % (кг/100кг) | Участвует в образовании шлака | |||||
| На всю плавку | В том числе | ||||||
| В 1 периоде | Во 2 периоде | ||||||
| % | кг | % | кг | % | кг | ||
| Магнезит обожженный | 0,65 | 80 | 0,52 | 45 | 0,234 | 55 | 0,286 |
| Доломит обожженный | 1,65 | 75 | 1,2375 | 65 | 0,80437 | 35 | 0,43312 |
| Доломит сырой | 1,4 | 15 | 0,21 | 70 | 0,147 | 30 | 0,063 |
| Материал свода | 0,165 | 100 | 0,165 | 55 | 0,09075 | 45 | 0,07425 |
| Боксит | 0,3 | 100 | 0,3 | 55 | 0,165 | 45 | 0,135 |
| Загрязнение лома | 1,4 | 100 | 0,56 | 100 | 0,56 | - | - |
| Окалина лома | 1,15 | 100 | 0,46 | 100 | 0,46 | - | - |
Таблица №6
| Источники | Расход в 1 периоде | Вносится, кг | |
| SiO2 | CaO | ||
| Из металлошихты | - | 1,32857 | - |
| Руда железная 1 период | 5,113913 | 5,114´10/100=0,5114 | 5,114´0,9/100=0,001485 |
| Боксит 1 период | 0,165 | 0,165´11/100=0,01815 | 0,165´1,2/100=0,00198 |
| Магнезит 1 период | 0,234 | 0,234´3/100=0,00702 | 0,234´3,2/100=0,007488 |
| Доломит обожженный 1 период | 0,804375 | 0,804´4,2/100=0,0338 | 0,804´53,3/100=0,428732 |
| Доломит сырой 1 период | 0,147 | 0,147´1,8/100=0,002646 | 0,147´30,3/100=0,044541 |
| Материал свода 1 период | 0,09075 | 0,091´5/100=0,0045375 | 0,091´2/100=0,001815 |
| Загрязнение лома 1 период | 0,56 | 0,56´75/100=0,42 | - |
| Итого: | - | М1 SiO =2,3261 | M1 CaO =0,486041 |
1.5 Определение количества шлака, образующегося в период плавления (в 1 периоде)
Количество шлакообразующих окислов, поступивших в шлак в период плавления (SМплав ок ), таблица №7.
Таблица №7
| Источники | Расход в 1 периоде, кг | Вносится шлакообразующих окислов, кг |
| Из металлошихты | - | 1,328571+0,680309+0,175897=2,184777294 |
| Руда железная 1 период | 5,113913 | 5,113913´15,3/100=0,782428744 |
| Известняк 1 период | 4,671092 | 4,671092´56,5/100=2,63916679 |
| Боксит 1 период | 0,165 | 0,165´57/100=0,095205 |
| Магнезит обожженный 1 период | 0,234 | 0,234´95,7/100=0,223938 |
| Доломит обожженный 1 период | 0,804375 | 0,804375´95,5/100=0,768178125 |
| Доломит сырой 1 период | 0,147 | 0,147´52,6/100=0,077322 |
| Материал свода 1 период | 0,09075 | 0,09075´79/100=0,0716925 |
| Загрязнение лома 1 период | 0,56 | 0,56´100/100=0,56 |
| Итого: | - | SМплав ок =7,40271 |
1. Количество спущенного шлака будет
1.6 Материальный баланс 1 периода плавки
1. Количество окислов железа, поступивших в ванну с шихтой в первом периоде плавки, таблица №10
Таблица №10
| Источники поступления | Расход в первом периоде | Поступило, кг | |
| Fe2 O3 | FeO | ||
| Из руды первого периода | 5,113913 | 5,114´79/100=4,04 | 5,114´4,5/100=0,23 |
| Из известняка 1 периода | 4,671092 | 4,67´1,1/100=0,051 | 0 |
| Из боксита 1 периода | 0,165 | 0,165´31/100=0,051 | 0 |
| Из магнезита 1 периода | 0,234 | 0,234´3/100=0,007 | 0 |
| Из доломита обожженного 1 периода | 0,804375 | 0,804´2,5/100=0,02 | 0 |
| Из доломита сырого 1 периода | 0,147 | 0,147´1,4/100=0,002 | 0 |
| Из свода 1 периода | 0,09075 | 0,009´11/100=0,00998 | 0 |
| Из окалины лома 1 периода | 0,46 | 0,46´69/100=0,32 | 0,46´31/100=0,1426 |
| Итого: | - | М1 Fe2O3 =4,499 | M1 FeO =0,373 |
2. Окислами железа шихты вносится железа (М1 Fe )
М1 Feвосст = М1 Fe2O3 ´ 112 / 160+ M1 FeO ´ 56 / 72=4,499 ´ 112 / 160 + 0,373 ´ 56 / 72 = 3,44 кг
3. При этом выделится кислорода (М1 Овосст )
А) при восстановлении Fe2 O3 : 4,499 – 3,149 = 1,35 кг
Б) при восстановлении FeO : 0,373 – 0,29 = 0,083 кг
М1 Овосст = 1,35 + 0,083 = 1,43 кг
4. Количество кислорода, потерянного вследствие диссоциации Fe2 O3 руды ( в среднем до Fe3 O4 ) в период завалки и прогрева шихты.
5. Количество кислорода окислов железа шихты, участвующего в окислении примесей ванны (Макт О1 ).
Макт О1 = М1 Овосст – Мпот О1 = 1,43 – 0,117 = 1,315 кг
6. Количество кислорода, поступившего в первом периоде плавки из СО2 известняка (Мизв О1 ).
7. На формирование шлака (спущенного и оставшегося в печи по расплавлении) расходуется окислов железа.
8. Для образования такого количества окислов железа окислится железа металлошихты (Мшл Fe 1 )
А) на образование Fe2
O3
: 
Б) на образование FeO : 
9. При этом расходуется кислорода (Мшл О1 )
10. Поступает кислорода из дутья при продувке ванны (Мвд О1 )
11. Расход дутья (технического кислорода) в первом периоде плавки.
1,383 / 0,9 = 1,538 кг на 100 кг завалки или на 1 тонну = 15,377 кг
15,377 * 100 = 16,0177 кг или 16,0177 * 22,4 = 11,212 м3 /т
96 32
12. Потери железа в шлаке в виде корольков металла (М1 Fe ( K ) )
13. Выход жидкого металла в первом периоде плавки (Мм распл ).
14. Количество газообразных окислов в первом периоде.
СО: от окисления С в СО = 2,842 кг
Из известняка : 
SСО = 2,842 + 0,612 = 3,454 кг
СО2 : от окисления С в СО2 = 0,667 кг
Из известняка: 
Из обожженного доломита: = 0,008044 кг
Из сырого доломита: = 0,0654 кг
Из магнезита: = 0,00187 кг
SСО2 = 0,667 + 0,962 + 0,008 + 0,0654 + 0,00187 = 1,704909 кг
Н2 О: Из известняка: = 0,056 кг
Из руды: = 0,061 кг
Из обожженного доломита: = 0,008 кг
Из сырого доломита: = 0,002 кг
Из магнезита: = 0,00117 кг
Из боксита: = 0,0198 кг
SН2 О = 0,056 +0,061 + 0,008 + 0,002 + 0,00117 + 0,0198 = 0,148639 кг
| Поступило | Получено | ||
| Материал | Кг | Материал | Кг |
| Металлошихта (лом + чугун) | 100 | Металл по расплавлении | 97,50845 |
| Руда железная 1 период | 5,113913 | Шлак спущенный (Мшл сп ) | 5,306278 |
| Известняк 1 период | 4,671062 | Шлак по расплавлении | 4,2 |
| Боксит 1 период | 0,165 | Железо корольков спущенного шлака | 0,504096 |
| Доломит обожженный 1 период | 0,804375 | Железо корольков шлака по расплав | 0,1764 |
| Доломит сырой 1 период | 0,147 | СО 1 периода | 3,454338 |
| Магнезит 1 период | 0,234 | СО2 1 периода | 1,704909 |
| Материал свода 1 период | 0,09075 | Н2 О 1 периода | 0,148639 |
| Кислород газовой фазы 1 период | 0,5244 | Потерянный кислород | 0,117477 |
| Кислород вдуваемый 1 период | 1,383929 | ||
| Итого: | 113,1345 | Итого: | 113,1206 |
Невязка: 
Раздел №2
Расчет шихты и материального баланса второго периода плавки (от расплавления до раскисления).
2.1 Определение состава металла перед раскислением
| С | Si | Mn | P | S |
| 0.18 | 0 | 0.093 | 0.0192 | 0.0357 |
2.2 Определение количества руды в доводку
1. Расходуется кислорода на окисление примесей ванны (углерода) во втором периоде плавки.
За период доводки плавки окисляется углерода
СП = / % С /распл - / % С /раск = 0,98 – 0,18 = 0,8 кг
Потребуется кислорода для окисления примесей (углерода) ванны в период доводки
2. Поступает кислорода за период доводки плавки из газовой фазы печи
3. Расход руды в доводку.
2.3 Определение количества извести в доводку
1. Количество SiO2 и СаО, поступивших в шлак во втором периоде плавки из всех источников, кроме извести, таблица №11.
Таблица №11
| Источники | Вносится, кг | ||
| SiO2 | CaO | ||
| Руда железная 2 период | 0,9943 | 0,9943´10/100=0,09943 | 0,9943´0.9/100=0,008949 |
| Боксит 2 период | 0,135 | 0,135´11/100=0,01485 | 0,135´1.2/100=0,00162 |
| Магнезит 2 период | 0,286 | 0,286´3/100=0,00858 | 0,286´3.2/100=0,009152 |
| Доломит обожженный 2 период | 0,4331 | 0,4331´4,2/100=0,01819 | 0,4331´53.3/100=0,230856 |
| Доломит сырой 2 период | 0,063 | 0,063´1,8/100=0,002646 | 0,063´30.3/100=0,019089 |
| Материал свода 2 период | 0,0742 | 0,0742´5/100=0,003713 | 0,0742´2/100=0,001485 |
| Шлак 1 период – по расплавлен | 4,2 | 4,2´19/100=0,798 | 4,2´37.05/100=1.5561 |
| Итого: | - | SSiO2 2 = 0.945413 | SCaO2 = 1.827251 |
2. Основность шлака перед раскислением.
Враск = 2,7
СаО2 = Враск ´SSiO2 2 = 2,7´ 0,945413 = 2,552615 кг
3. Необходимо внести СаО известью.
СаО2 - SCaO2 = 2,552615 – 1,827251 = 0,725364 кг
4. Флюсующая способность извести (при данной основности шлака перед раскислением).
5. Во втором периоде плавки присаживается извести.
2.4 Определение количества шлака во втором периоде плавки (перед раскислением)
1. Во втором периоде плавки вносится шлакообразующих окислов, кроме окислов железа (Мдов ок ) таблица №12.
Таблица №12
| Источники | Вносится шлакообразующих окислов, кг | |
| Руда железная 2 период | 0,994332 | 0,994332´15,3/100=0,152132794 |
| Известь 2 период | 0,88583 | 0,88583´93,3/100=0,826482 |
| Боксит 2 период | 0,135 | 0,135´57/100=0,077895 |
| Магнезит 2 период | 0,286 | 0,286´95,7/100=0,273702 |
| Доломит обожженный 2 период | 0,433125 | 0,433125´95,5/100=0,413634375 |
| Доломит сырой 2 период | 0,063 | 0,063´52,6/100=0,033138 |
| Материал свода 2 период | 0,07425 | 0,07425´79/100=0,0586575 |
| Шлак по расплавлении | 4,2 | 4,2´(100-18,5)/100=3,423 |
| Итого | - | Мдов ок =5,258641853 |
2. Содержание окислов железа (FeO+Fe2 O3 ) в шлаке перед раскислением.
Враск =2.7
(%FeO)раск =10,8%
(%Fe2 O3 )раск =(%FeO)раск /3,5=10,8/3,5=3,1%
3. Количество шлака во втором периоде плавки (перед раскислением).
2.5 Материальный баланс второго периода плавки
1. Количество окислов железа, поступивших в ванну во втором периоде плавки из всех источников. Таблица №13.
| Источники, кг | Вносится окислов железа, кг | ||
| Fe2 O3 | FeO | ||
| Из руды 2 периода | 0,9943 | 0,9943´79/100=0,78552226 | 0,9943´4,5/100=0,0447449 |
| Из боксита 2 периода | 0,135 | 0,135´31/100=0,04185 | - |
| Из магнезита 2 периода | 0,286 | 0,286´3/100=0,00858 | - |
| Из доломита обожженного 2 периода | 0,4331 | 0,4331´2,5/100=0,0108281 | - |
| Из сырого доломита 2 периода | 0,063 | 0,063´1,4/100=0,000882 | - |
| Из материала свода 2 периода | 0,0742 | 0,0742´11/100=0,0081675 | - |
| Из шлака по расплавлении | 4,2 | 4,2´3,85/100=0,1617 | 4,2´14,65/100=0,6153 |
| Итого: | - |  =1,017529892 |
 =0,660044939 |
2. При восстановлении окислов железа, поступивших в ванну во втором периоде плавки, вносится железа (М2 Fe восст ).
3. При этом выделяется кислорода (
)
4. На формирование шлака второго периода плавки расходуется окислов железа.
5. Для образования такого количества окислов железа окисляется железа металлошихты (
)
Для образования Fe2
O3
: 
Для образования FeO: 
6. При этом расходуется кислорода.
7. Поступает кислорода из дутья при продувке ванны.
8. Расход дутья (технического кислорода) во втором периоде плавки.
V0 =0.9
9. Потери железа в шлаке второго периода в виде корольков.
10. Выход жидкого металла во втором периоде плавки (перед раскислением).
11. Количество газообразных окислов во 2 периоде плавки:
СО: от окисления С в СО 
СО2
: от окисления С в СО2
Из известняка: 
Из обожженного доломита: = 0,004331 кг
Из сырого доломита: = 0,028035 кг
Из магнезита: = 0,002288 кг
SСО2 = 0,324243 кг
Н2
О: Из руды: 
Из известняка: 
Из боксита : = 0,0162 кг
Из обожженного доломита: = 0,004331 кг
Из сырого доломита: = 0,000945 кг
Из магнезита: = 0,00143 кг
S Н2 О = 0,039267 кг
12. Таблица материального баланса второго периода плавки.
| Поступило | Получено | ||
| Материал | кг | Материал | кг |
| Металл по расплавлении | 97,51842 | Металл перед раскислением | 97,2802 |
| Шлак по расплавлении | 42, | Корольки железа 2 периода | 0,195411 |
| Руда 2 периода | 0,994332 | Шлак 2 периода | 6,106585 |
| Известь 2 периода | 0,88583 | СО 2 периода | 1,717333 |
| Обожженный доломит 2 периода | 0,433125 | СО2 2 периода | 0,32424 |
| Сырой доломит 2 периода | 0,063 | Н2 О 2 периода | 0,039267 |
| Магнезит 2 периода | 0,286 | ||
| Боксит 2 периода | 0,135 | ||
| Материал свода 2 периода | 0,07425 | ||
| Кислород газовой фазы 2 периода | 0,333333 | ||
| Кислород вдуваемый 2 период | 0,569819 | ||
| Корольков железа в шлаке | 0,1764 | ||
| Итого: | 105,6695 | Итого: | 105,663 |
Невязка: = 
Раздел №3
Расчет материального баланса периода раскисления
3.1 1.Таблица №15.
| Тип стали | Вариант раскисления | Выдержка на раскисление | Содержание С в металле перед раскислен | Угар элементов, % | ||
| С | Мn | Si | ||||
Полуспокой ная |
Раскисление в печи FeSi и FeMn | 10-20 мин. | 0,16 | 32 | 30 | 65 |
2. Примерный состав раскислителей.
| Раскислители | Содержание элементов, % | |||||
| С | Si | Mn | P | Fe | S | |
| Ферромарганец | 6.5 | 1.1 | 74.8 | 0.3 | 17.3 | 100 |
| Доменный ферросилиций | 1.2 | 13.5 | 2.5 | 0.1 | 82.7 | 100 |
| Богатый ферросилиций | 0.2 | 46.5 | 0.65 | 00.5 | 52.6 | 100 |
3.2 Расчет раскисления полуспокойной марки стали
3.2.1 Расчет раскисления полуспокойной стали ферромарганцем и доменным ферросилицием в печи и богатым ферросилицием в ковше
1. Расчет раскисления металла в печи ферромарганцем и доменным ферросилицием
А) средне заданное содержание элементов в готовой стали
Б) Недостает элементов до средне заданного в готовой стали
/%Mn/ = 0,507 – 0,1 = 0,407%
/%Si/ = 0,1%
В) Расход раскислителей, присаживаемых в печь.
Г) Вносится элементов в металл раскислителями
Таблица №16
| Элемент | Вносится, кг | ||
| Ферромарганцем | Доменным ферросилицием | Итого | |
| С | (0,756´6,5/100)´(100-32)/100=0,0334 | (0,72´1,2/100)´(100-32)/100=0,0059 | 0.0393 |
| Mn | (0,756´74,8/100)´(100-30)/100=0,396 | (0,72´2,5/100)´(100-30)/100=0,0126 | 0.408 |
| Si | (0,756´1,1/100)´(100-65)/100=0,0029 | (0,72´13,5/100)´(100-65)/100=0,0341 | 0.0369 |
| P | 0,756´0,3/100=0,0022 | 0,72´0,1/100=0,00072 | 0.00299 |
| Fe | 0,756´17,3/100=0,1308 | 0,72´82,7/100=0,596 | 0.726 |
| Итого: | DМFeMn =0,5654 | DМд. FeSi =0.649 | SDM=1.214 |
Д) Окисляется элементов раскислителей, расходуется кислорода и образуется окислов.
Таблица №17
| элемент®окисел | Окисляется элементов, кг | Расходуется кислорода, кг | Образуется окислов, кг |
| С®СО | 0,0393´32/(100-32)=0,018 | 0,018´16/12=0,02466 | 0,0431 |
| Mn®MnO | 0,408´30/(100-30)=0,1751 | 0,1751´16/55=0,0509 | 0,226 |
| Si®SiO2 | 0,0369´65/(100-65)=0,068 | 0,068´32/28=0,0784 | 0,147 |
| Итого: | - | МШ О =0,154 | - |
Е) Восстанавливается железа марганцем и кремнием раскислителей из окислов железа шлака.
МШ
О
´
0,154 - 0,0662 = 0,0878 кг О2 из газовой фазы
Ж) Восстанавливается FeO из шлака
З) Выход жидкого металла после предварительного раскисления в печи.
И) количество шлака в печи после раскисления М3 шл .
К) Потери железа в шлаке после раскисления в печи (Fe3 к )
Принимаем равным потерям в шлаке перед раскислением.
Л) Таблица материального баланса раскисления в печи.
Таблица №18
| Поступило | Получено | ||
| Материал | Кг | Материал | кг |
| Металл перед раскислением | 97,2802 | Сталь после раскисления в печи | 98,82 |
| Шлак перед раскислением | 6,106 | Шлак после раскисления в печи | 6,08 |
| Ферромарганец | 0,756 | СО 3 периода | 0,043 |
| Доменный ферросилиций | 0,72059 | Железо корольков в шлаке после раскисления | 0,195 |
| Железо корольков | 0,195 | ||
| Итого: | 105,059 | Итого: | 105,146 |
Невязка: 
М) Таблица материального баланса плавки.
Таблица №19
| Поступило | |||
| Материал | Кг | Материал | кг |
| Чугун жидкий | 60 | Сталь после раскисления в печи | 98,82 |
| Лом железный | 40 | Шлак спущенный в 1 периоде | 5,326 |
| Руда железная 1 период | 5,17 | Шлак после раскисления в печи | 6,08 |
| Руда железная 2 период | 0,99 | СО 1 периода | 3,49 |
| Известняк 1 период | 4,68 | СО 2 периода | 1,72 |
| Известняк 2 период | 0,88 | СО 3 периода | 0,04 |
| Доломит обожженный 1 период | 0,8 | СО2 1 периода | 1,71 |
| Доломит обожженный 2 период | 0,43 | СО2 2 периода | 0,324 |
| Доломит сырой 1 период | 0,147 | Н2 О 1 периода | 0,149 |
| Доломит сырой 2 период | 0,06 | Н2 О 2 периода | 0,039 |
| Магнезит 1 период | 0,23 | FeK спущенного шлака 1 периода | 0,506 |
| Магнезит 2 период | 0,28 | FeK шлака после раскисления 3 периода | 0,195 |
| Материал свода 1 и 2 период | 0,165 | ||
| Боксит 1 период | 0,165 | Кислород потерянный в 1 периоде | 0,118 |
| Боксит 2 период | 0,135 | ||
| Кислород газовой фазы 1 период | 0,524 | ||
| Кислород газовой фазы 2 период | 0,333 | ||
| Кислород газовой фазы 3 период | 0,087 | ||
| Кислород вдуваемый 1 период | 1,4 | ||
| Кислород вдуваемый 1 период | 0,569 | ||
| Ферромарганец 3 период | 0,756 | ||
| Доменный ферросилиций 3 период | 0,72 | ||
| Итого: | 118,5614 | Итого: | 118,541 |
Невязка: 
2. Расчет раскисления металла в ковше богатым ферросилицием.
2.1 вносится кремния в металл ферромарганцем и доменным ферросилицием при предварительном раскислении металла в печи.
2.2 недостает кремния до среднезаданного содержания его в готовой стали.
2.3 необходимо ввести в ковш богатого ферросилиция
2.4 вносится в сталь элементов богатым ферросилицием.
Таблица №20
 |
 |
 |
 |
Итого:  |
2.5 выход жидкой стали в ковше после раскисления богатым ферросилицием
2.6 проверка содержания углерода в готовой стали после раскисления.
Раздел №4
Расчет теплового баланса плавки, отнесенного к 100 кг металлической завалки
4.1 Приход тепла
4.1.1 Физическое тепло чугуна
4.1.2 Тепло шлакообразования
А) считаем, что все SiO2 и P2 O5 в шлаке связаны реакциями:
SiO2 + 2CaO = (CaO) ´ SiO2 + 2300 кДж/кгSiO2
P2 O5 + 4CaO = (CaO)4 ´ P2 O5 +4860 кДж/кгР2 О5
Б) поступает SiO2 и P2 O5 в шлак из всех материалов (в 1, 2, 3 периодах плавки).
Таблица №21
| Источники | Расход на плавку | Вносится, кг | |
| SiO2 | P2 O5 | ||
| Из металлической шихты | - | 1,328 | 0,176 |
| Из руды 1 и 2 периодов | 6,168 | 6,168´10/100=0,617 | 6,168´0,7/100=0,043 |
| Из бокситов 1 и 2 периодов | 0,3 | 0,3´11/100=0,033 | 0,3´0,8/100=0,0024 |
| Из известняка 1 периода | 4,68 | 4,68´2,1/100=0,098 | |
| Из извести 2 периода | 0,88 | 0,88´2,45/100=0,021 | |
| Из магнезита 1 и 2 периода | 0,52 | 0,52´3/100=0,0156 | |
| Из обожженного доломита 1 и 2 периода | 1,24 | 1,24´4,2/100=0,052 | |
| Из сырого доломита 1 и 2 периода | 0,21 | 0,21´1,8/100=0,0038 | |
| Из свода 1 и 2 периода | 0,16 | 0,16´5/100=0,008 | |
| Из загрязнения лома 1 периода | 0,56 | 0,56´75/100=0,42 | |
| Из раскислителей 3 периода | - | 0,147 | |
| Итого: | - | S SiO2 = 2,74 | S P2 O5 = 0,221 |
В) выделится тепла при протекании реакций шлакообразования.
Q2 = S SiO2 ´ 2300 + S P2 O5 ´ 4860 = 2.74 ´ 2300 + 0.221 ´ 4860 = 7390.219кДж
4.1.3 Тепло окисления элементов шихты
Таблица №22
| Элемент окисел | Выгорает элементов, кг | Тепловой эффект реакции окисления | Вносится тепла | |||||
| 1 период | 2 период | 3 период | итого | кДж | ккал | кДж | ккал | |
| С®СО | 1,2354 | 0,736 | 0,0185 | 1,9899 | 11100 | 2650 | 22087,89 | 5273,235 |
| С®СO2 | 0,1846 | 0,064 | - | 0,2486 | 34800 | 8290 | 8651,28 | 2060,894 |
| Si®SiO2 | 1,62 | - | 0,0686 | 0,688 | 27000 | 6430 | 18593 | 4428,053 |
| Mn®MnO | 0,527 | - | 0,175 | 0,702 | 7050 | 1680 | 4949 | 1179,5 |
| Р®Р2 О5 | 0,0768 | - | - | 0,0768 | 19800 | 4720 | 1520,64 | 362,496 |
| Итого: Q3 | - | - | - | - | 55802 | 13304 | ||
4.1.4 Тепло реакций образования окислов железа шлака
1) Для образования необходимого количества окислов железа шлака.
А) на образование Fe2 O3
Б) на образование FeO
2) Выделится тепла при окислении железа.
А) по реакции: 2Fe + 1.5O2 = Fe2 O3 + 7330
Б) по реакции: Fe + 0.5O2 = FeO +4775
В) Всего выделяется тепла при образовании окислов железа шлака.
4.1.5 Всего поступает тепла
SQ = Q1 + Q2 + Q3 +Q4 = 74262 + 7390.22 + 55802 + 11902.78 = 149357.7 кДж
4.2 Расход тепла
4.2.1 физическое тепло стали
4.2.2 физическое тепло шлака
4.2.3 физическое тепло шлака в печи после раскисления
4.2.4 всего уносится тепла шлаком
4.2.5 Тепло, уносимое отходящими газами
1) тепло, уносимое СО и СО2 в первом периоде плавки.
2) тепло, уносимое СО и СО2 во втором периоде плавки.
3) всего уносится тепла отходящими газами.
4.2.6 Тепло диссоциации СаСО3 известняка
CaCO3 = CaO + CO2 – 4025 кДж / кгСО2
4.2.7 Тепло диссоциации окислов железа, поступивших с шихтой в 1 и 2 периодах плавки
1) При диссоциации Fe2 O3 по реакции:
2) При диссоциации FeO по реакции:
3) Всего поглощается тепла при диссоциации окислов железа шихты.
4.2.8 Тепло диссоциации СО2 известняка, участвующей в окислении примесей металлошихты
Тепло диссоциации СО2 известняка, по реакции:
4.2.9 Таблица теплового баланса плавки
| Приход тепла | Расход тепла | ||||
| Статьи прихода | кДж | % | Статьи расхода | кДж | % |
| Физическое тепло чугуна 1 | 74262 | 49,76 | Физическое тепло стали 1 | 139720 | 62,95 |
| Тепло шлакообразования 2 | 7390,2 | 4,95 | Физическое тепло шлака 2 | 23766,7 | 10,7 |
| Тепло окисления примесей шихты 3 | 55802 | 37,32 | Тепло уносимое отходящими газами 3 | 12194 | 5,49 |
| Тепло окисления железа шлака 4 | 11902,7 | 7,97 | Тепло диссоциации СаСО3 4 | 7762,89 | 3,56 |
| Тепло диссоциации окислов железа шихты 5 | 32343,8 | 14,5 | |||
| Тепло диссоциации СО2 6 | 6219,96 | 2,8 | |||
| Итого: | 149357,7 | 100 | Итого: | 222007 | 100 |
Недостаток тепла на процесс:
Литература
1. Бигеев А.И. Расчеты мартеновских плавок, издательство «Металлургия», 1966.