Определение максимально возможной доли лома

Приход тепла:

1. Qчуг. физ. =100[0,745*1200+217+0,88(1290-1200) ]=119020 кДж

2. DС=4,8-0,905*0,3=4,528 DSi=0,85 DMn=0,75-0,905*0,1=0,66 DP=0,24-0,905*0,02=0,222Qчуг.хим. =14786*4,528+28160*0,85+7000*0,66+29606*0,222=102079 кДж

3. Gшл. =100[(1+3) *2,14*0,85+1,29*0,66+2,29*0,222+1]/(100-10) =10,71 кДж Q еFeO=4225*0,01*10*10,71=4525 кДж

4. Q Fe дым=5100*1,5=7650 кДж Qприх. =233274 кДж

Расход тепла:

1. Qст. физ. =90,3[0,7*1500+276+0,84(1539-80*0,3+100-1500) ]=128400 кДж

2. Qшл. физ. =10,17(1,25*1615+210) =22666,4 кДж

3. Qгаз. физ. =0,9*4,528*1500*1,176*28/12+0,1*4,528*1500*1,892*44/12=20204 кДж

4. Qдым=(1,23*1500+210) *2,14=4398 кДж

5. Qпот. =(128400+22666+20204+4398) *3/97=5433 кДж Qрасх. =181101 кДж DQ=233274-181101=52173 кДж DQ'=-1020,79+1284+214,521=477,7 кДж Gл=52173*[1+477,7/(1190,2+1020,79) ]/(1190,2+1020,79) =28,69 %

Повышение доли лома в шихте конвертера достигается путем увеличения прихода тепла в рабочее пространство конвертера. При переходе на работу с комбинированным дутьем несколько снижается количество поступающего в конвертер тепла вследствие меньшего развития окислительных реакций в ванне по сравнению с обычной продувкой кислородом сверху, а также охлаждающего действия донного дутья инертным газом.

С целью увеличения прихода тепла в рабочее пространство конвертера используют комбинацию увеличения степени дожигания СО и предварительный нагрев лома.

Для увеличения степени дожигания CO используют двухъярусные фурмы. При этом большая часть образующегося CO₂ является результатом взаимодействия с СО вторичного кислорода дутья верхнего яруса. При этом объем отходящих газов не увеличивается и нагрузка на газоочистку не возрастает.

Кроме того используют предварительный нагрев лома до 600 °С в полости конвертера природным газом: Qдоп. Лом = (600-20) *28,69*0,7 = 11648 кДж Dq = 11648/(1190,2+1020,79) = 5,27 % Qco = 0,3*23583*0,3*4,528 = 9610,5 кДж Dq = 9610,5/(1190+1020,8) = 4,35 % Gл. Max = 28,69+5,27+4,35=38,31 % 4.

Комбинированное дутье способствует более полному рафинированию металла от примесей, обеспечивает повышение выхода годного.

Применение донной продувки инертным газом способствует интенсивному перемешиванию металлической ванны и соответственно приближает к равновесию реакции между металлом и шлаком.

Наибольшее распространение из этой группы процессов получил LBE-процесс (Lance-Bubling-Equilibrum), разработанный фирмой ABBED (Люксембург) и институтом IRSID (Франция). Процесс LBE предусматривает вдувание в металлическую ванну через пористые огнеупорные блоки в днище конвертера инертного газа (Ar, N₂, CO₂) в сочетании с верхним кислородным дутьем. Для верхней продувки используют специальную двухъярусную фурму, в которой кроме обычных сопел, предназначенных для вдувания кислорода в ванну, имеется ряд отверстий для потока кислорода для дожигания CO до CO₂. Продувку инертным газом через пористые блоки начинают за несколько минут до окончания кислородной продувки сверху и продолжают ее в течение 1 – 2 мин после прекращения верхнего дутья. Опыт работы 310 и 210-т конвертеров LBE свидетельствует о повышении выхода годного на 0,5 – 0,6 %, снижении расхода алюминия и кислорода на 1,2 м³/т. Благодаря высоким технико-экономическим показателям LBE-процесс широко внедрен в практику кислородно-конвертерного производства.

Для футеровки используются периклазоуглеродистые огнеупоры. Они обладают высокой термостойкостью, повышенной устойчивостью к проникновению шлака; на их поверхности образуется прочное шлаковое покрытие, которое обеспечивает высокую стойкость футеровки.

С целью повышения стойкости футеровки применяется доломитизированная известь.

Продувка: С Si Mn S P Cu Cr Ni Чугун 61,7 % 4,80,850,750,030,24 Лом 38,3 % 0,2680,120,760,0390,0390,060,060,06 ЖУР3,060,570,750,0330,1630,020,020,02

Полупродукт: 0,300,10,0250,020,020,020,02

Количество окислившихся примесей, кг/100 кг м. ш.: С: 3,06-0,905*0,3=2,788 Si: 0,57 Mn: 0,75-0,905*0,1=0,659 S: 0,033-0,905*0,025=0,01 P: 0,163-0,905*0,02=0,145

Расход кислорода на окисление примесей:

C: 0,7*2,788*16/12+0,3*2,788*32/12=4,832

Si: 0,57*32/28=0,65

Mn: 0,659*16/55=0,192 S: 0,1*0,01*32/32=0,001

P: 0,145*5*32/4/31=0,187

Fe: 1,5*3*32/4/56=0,643 [O]: 0,9*0,01*16/32=0,0045 S=4,832+0,65+0,192+0,001+0,187+0,643-0,0045=6,5

Определение расхода извести: состав SiO₂ CaO MgO Al₂O₃ Fe₂O₃ CH₂O CO₂ известь 37023112 боксит 20452186 футеровка 6,879,214,0 CaO SiO₂ из футеровки 0,02 из боксита 0,024 0,12 из извести 0,7y 0,03y из металлошихты 1,22 3=(0,044+0,7y) /1,34+0,03y) y=6,518

Химический состав шлака источник шлака SiO₂ CaO MgO Al₂O₃ S MnO P₂O₅ Fe₂O₃ FeO металлошихта 1,220,0090,8510,3320,0880,78 футеровка 0,020,28 боксит 0,120,0220,3120,108 известь 0,1954,561,50,065 итого, кг 1,5134,6021,780,3120,0090,8510,3320,2610,78,1648,184,164,490,0019,213,7792,57,5

Масса шлака без оксидов Fe = 9,399 кг SFeO=10 % Mшл. =8,319/0,9=10,44 кг

Масса оксидов Fe = 10,44-9,399=0,921 кг FeO=0,783 кг Fe₂O₃=0,261 кг 0,261-0,065-0,108=0,088 Fe₂O₃ поступит из Ме 0,792 Fe уходит в шлак 0,2 кислорода расходуется на окисление до FeO и Fe₂O₃ g=100-0,792-1-0,5-1,5-4,172=92,04 1000/0,9204=1086,78 кг/т - расход металлошихты 383/0,9204=416,12 кг/т - расход лома SO₂=6,5+0,2=6,7 кг 95 % O₂ усвоится.

Состав технического кислорода: 99,5 % O₂,0,5 % № 2

Расход технического кислорода: 6,7*22,4/(32*0,95*0,995) =4,962 м3 V N2 =4,962*0,005=0,0248 м3 M N₂ =0,0248*28/22,4=0,031 кг V O₂ неусв. =(4,962-0,031) *0,05=0,246 м3 M O₂ неусв. =0,246*32/22,4=0,352 кг M O₂ техн. =6,7+0,031+0,352=7,083 кг q O₂ =49,62/0,9204=53,91 м3/т t=53,91/3,5=15,4 мин

q Ar =6*0,1=0,6 м3/т

Cостав и количество отходящих газов кг/100 кг м. ш. м3 %:

CO₂ 3,06681,431225,92CO4,5543,643265,98

H₂O 0,06880,08561,55O20,3520,24644,46

N₂ 0,0310,02480,46SO20,0020,00070,01

Ar0,060,08961,62S8,11465,5215100

Внепечная обработка

Разливка: С Si Mn S P Cu Cr Ni

Полупродукт: 0,30,10,0250,020,020,020,02

Сталь: 0,31-0,390,17-0,371,4-1,8? 0,035? 0,035? 0,30? 0,30? 0,30

Легирование силикомарганецем: СМн14 р=1,4/0,8*0,65=2,69 кг/100 кг [Si]=2,69*0,14*0,8=0,3 кг [Mn]=0,1+1,4=1,5 кг [C]=0,3+2,69*0,8*0,025=0,354 кг [P]=0,02+2,69*0,8*0,0025=0,025 кг [S]=0,025+2,69*0,8*0,0003=0,026 кг

Ввиду ответственности выплавляемой стали необходимо провести ее внепечную обработку с целью дегазации и усреднения.

Для внепечной обработки используется установка циркуляционного вакуумирования (RH-процесс). Для этого процесса характерна высокая степень удаления водорода, большая гибкость и экономичность. Продолжительность обработки составляет 25 мин.

Разливка производится на МНЛЗ.

Это позволяет увеличить выход годного проката на 6 – 12 %. Вследствие малых поперечных размеров слитка и высокой скорости кристаллизации стали ограничивается развитие ликвации. Слиток, отлитый на МНЛЗ, затвердевает в стабильных условиях и имеет высокую структурную и химическую однородность. Непрерывно литые слитки или заготовки прокатывают непосредственно на листовых или сортовых станах. Применение непрерывной разливки стали позволяет исключить из производственного цикла операции по подготовке разливочного состава или канавы, прокатке на обжимных станах и других. Все это приводит к снижению капитальных затрат, устранению ряда трудоемких операций, сокращению длительности производственного цикла от выпуска стали до получения готового проката.

Используется криволинейная МНЛЗ, которая имеет меньшую общую высоту.