|
Курсовая работа: Внепечная обработка сталиТаблица 5 - Изменение состава рафинировочного шлака
Состав конечно шлака: CaO=×100=32,449%; SiO2=×100=14,465%; MnO=×100=4,846%; Al2O3=×100=21,28%; MgO=×100=7,637 %; Выполним расчет коэффициента распределения серы Ls. где (СаО), (Аl2О3), (SiO2), (MgO) - химический состав рафинировочного шлака в конце обработки. %; fs - коэффициент активности серы, растворенной в металле, принимается fs =1, по этому lgfs =0 Т - температура металла, 1903 К. - активность кислорода 2[Al]+ 3[O] = Al2O3 Константа этой реакции будет равна = 10-12, следовательно активность кислорода определим по формуле:
, а = -2,985 Тогда коэффициент распределения серы будет равен: , тогда =23,362
где - коэффициент кратности шлака .
Определим конечное содержание серы в металле после обработки ТШС 2.3 Определение снижения температуры металлаСнижение температуры складывается из: потерь тепла при раскислении металла Траскисл; потерь при обработке металла ТШС; потерь тепла при выпуске металла из агрегатаТвып; потерь тепла при выдержке металла в ковше Твыдерж; потерь тепла через футеровку ковша Тфут; потерь при продувке металла аргоном. Таким образом, определится температура. на которую будет необходимо нагреть металл в печь-ковше. Тнагр =Траскисл +ТТШС +Твып+Твыдерж +Тфут +Тпрод Изменение температуры металла при раскисленииИзменение температуры металла при обработке ТШС- Затраты тепла на нагрев ТШС до температуры разложения известняка: , кДж где - теплоёмкость смеси,1,246 кДж/кг0С; Тразл – температура разложения, 9100С; - количество ТШС, 10 кг. - Затраты тепла на разложение извести: Количество извести в ТШС МСао=5 кг. Количество СО2, получаемое при разложение недопала, принимаем ППП=5,00%. М СО2=5 5/100=0,25 кг - Количество разлагаемого известняка при этом составит: М СаСОз=0,25100/44= 0,568 кг q2= М СаСОз 1776,5=0,5681776,5 = 1009,05 кДж - Затраты тепла на расплавление смеси: q3=Mсмеси(C смеси (Тст-Tразл)+qск. теплота пл), где M смеси = M ТШС - МСО2 M смеси = 10-0,25 = 9,75 кг Тст= 1630 0С qск. теплота пл – скрытая теплота плавления, 210 кДж q3 =9,75(1,246(1630-910)+210)=10794,42 кДж - Затраты тепла на нагрев СО2 до температуры стали: q4=2,4MСО2(22,4/44) (Тст-Tразл) q4=2,40,25(22,4/44) (1630-910)=219,927 кДж Изменение температуры металла при обработке ТШС определяется по формуле: ТТШС=( q1+ q2+ q3+ q4)/0,835, и составляет ТТШС=27,979 0С. Изменение температуры металла при выпуске металла из сталеплавильного агрегатаЗависимость потерь температуры стали за счет излучения от времени выпуска определяется по формуле: где - степень черноты жидкой стали, = 0,4; - константа излучения абсолютно черного тела, =5,77510-8 Вт/(м2К4); Т-температура стали на выпуске, 1903 К; F - площадь излучающей поверхности жидкой стали в струе и на зеркале ковша, м2; М - масса металла в ковше, кг; с - удельная теплоемкость стали, равная 850 Дж/(кг · К); - время выпуска металла, 4 мин. Площадь излучающей поверхности жидкой стали принимается в струе ~ 2,5 м2. на зеркале ковша. Общая площадь излучения жидкой стали в струе и на зеркале ковша равна F м2 Тогда Потери тепла через футеровку во время выдержки ковшаТеплота, отданная сталью на нагрев футеровки: где - снижение температуры стали; с – удельная теплоёмкость стали, 0,850 кДж/(кг К); М – масса стали в ковше, кг Потери тепла через кладку ковша: где - потери тепла с 1м3 футеровки во время пребывания стали в ковше; – площадь огнеупорной кладки ковша (днище + стены), м2. где = 5,6 - теплопроводность огнеупора, Вт/(м К); а = 5,4 10-3 – температуропроводность огнеупора, м2/ч; Т1 и Т0 – температура стали и огнеупоров ковша соответственно, принимаем температуру футеровки 8000С; - время контакта огнеупора с жидкой сталью, 0,4 часа. Дж Найдем площадь огнеупорной кладки ковша. м2 Тогда потери тепла через футеровку во время выдержки (24 минут) составят: Потери тепла через зеркало металла излучением во время выдержки металла и течение 24 минут. Площадь поверхности металла равна: F м2 Потери тепла при продувке аргономВо время продувки теплопотери составляют: в течение первых 3-4 минут продувки 2- 4 °С / мин, в течении остального времени продувки ~ 1 °С / мин При времени продувки пр=4 мин и теплопотерях 3 °С / мин получим: Тпрод =3 3 = 9°С Общая потеря тепла составит: Тнагр =Траскисл +ТТШС +Твып+Твыдерж +Тфут +Тпрод Тнагр =47,011 + 27,979 + 2,58 + 29,006 + 20,968 + 9 = 136,544 2.4 Расчет количества и состава неметаллических включенийОпределим количество неметаллических включений и их состав, исходя из условия раскисления стали с 0,12% С, 0,023% S и 0,014% Р последовательно FeMn, FeSi, Al и получением стали состава: 0,542 % Мn, 0,289% Si и 0,03 % А1. Содержание кислорода в стали на выпуске из сталеплавильного агрегата определяем по уравнению: a0 = 0,00252 + 0.0032 / [С%]. Тогда при [С] = 0.12 % a0 = 0.00252 + 0,0032 / 0,12= 0,029 % масс. Для заданного химического состава стали А. Определяем количество докрмоталлизационных неметаллических включений. Раскисление марганцем. Определяем количество кислорода, равновесное с 0,542 % при Тликв = 1790,30К: : = 0,0094 % масс Таким образом, присадка в сталь 0,1 % приведет к связыванию следующего количества кислорода в процессе раскисления и охлаждения расплава до Тликв: = 0,029-0,017 = 0,012 % масс. При этом образуется следующее количество неметаллических включений (О): %масс. Раскисление кремнием. Определяем содержание кислорода, равновесное с 0,289 % Si при Тликв=1790,30К: , % масс Следовательно, при Тликв=1790,30 К, % масс, и % масс, после внедрения в металл 0,289 % [Si] последовательно за 0,542 % [Мп] в неметаллические включения типа SiO2 дополнительно будет связано кислорода: % масс и образуется докриеталлизационные неметаллические включения типа SiO2: % масс Раскисление алюминием. Определяем содержание кислорода, равновесное с 0,03 % Аl при Тликв = 1790,30К: , ; при этом %масс, то есть при вводе алюминия металл будет глубоко раскислен, содержание кислорода при этом изменится так: % масс, а количество докристаллизационных неметаллических включений типа Al2O3 составит: % масс. Рассчитаем общее количество и состав образующихся докристаллизационных неметаллических включений при условии, что процессы взаимодействия растворенного кислорода и элементов-раскислителей проходят последовательно с достижением состояния равновесия между кислородом и введенным элементом-раскислителем до ввода последующего раскислителя. Расчёт проводится на 1 т стали: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, рефераты на тему, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |