ФГАОУ ВПО «Уральский ФедеральныйУниверситет имени первого президента Российской Федерации Б.Н. Ельцина»
Кафедра металлургии железа исплавов
Отчет
по лабораторной работе
«Моделирование выплавки сталикислородно-конвертерным процессом»
Выполнил: студент гр. Мт-380101б
Волков А.С.
Проверил: доцент, к.т.н.
Гудов А.Г.
Екатеринбург 2010
Цель работы – получениенавыков управления кислородно-конвертерной плавкой в целях получения из данногочугуна стали необходимого состава с соблюдением временных и температурныхограничений.
1. Исходные данныеМарка стали
Температура чугуна, ОС LPS 1400
2. Упрощенный расчетшихты
2.1 Оценка количествапримесей, окисляющихся по ходу процесса
Таблица 1 – выборсостава металла после продувкиСостав C Si Mn P S Состав чугуна, % 4,5 0,4 0,5 0,08 0,02 Состав металла после продувки, % 0,1 0,1 0,008 0,014
Таблица 2 – результатырасчета «угара» примесей и потребности в кислороде.Элемент С Si Mn P S Продукт окисления CO
CO2
SiO2 MnO
P2O2 - «Угар» элементов, кг(%) 0,92(92) 0,08(8) 0,4(100) 0,4(80) 0,072(90) 0,006(30) Потребность в кислороде, кг Количество образующегося оксида, кг
2.2 Оценка количестваизвести, которую необходимо загрузить в конвертер
(%CaO)= (%SiO2)*4=0.4*4 = 1.6
mизвести = CaO*100/(94.88-4*2.1)= 1.6*100/(94.88-4*2.1) = 86.48
2.3 Оценкатемпературного эффекта экзотермических реакций окисления компонентов металла
Таблица 3 — оценкатемпературного эффекта угара компонентов щихтыКомпонент
Температурный эффект из расчета окисления 0.01 %, ОС Количество окислившейся примеси, % от массы металла
Температурный эффект, ОС Si 3.37 0.4 135 P 3.57 0,072 261 C 1.27 1 127 Mn 0.80 0,4 32 Fe 0.55 1,5 83 Сумма 638
2.4 Оценка охлаждающеготемпературного эффекта от присадки извести
Таблица 4 охлаждающийтемпературный эффект от присадки извести.Материал
Температурный эффект, ОС/т Потребность в извести на 250 т чугуна, т Охлаждающий эффект Известь -6,90 7,5 -51,75
2.5 Оценка теплопотерьв окружающее пространство
Приняв удельнуювеличину теплопотерь 1 ОС/мин и продолжительность плавки 45 минуттемпературный эффект теплопотерь составит – 45 ОС.
2.6 Оценка величиныперегрева металла без использования охладителей
Таблица 5 Оценкавеличины перегрева металла без использования охладителей.Температура металла на выпуске
ОС Фактическая 1671 Целевая 1655-1685 Величина перегрева
3. Результаты
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Вывод
Врезультате моделирования выплавки стали кислородно-конвертерным процессом былаполучена на выходе сталь с требуемым химическим составом и температурой снебольшим отклонением по содержанию серы. Это связано с тем, что в ходе конвертерногосталеплавильного процесса невозможно удалить серу до допустимо количества. Этупроблему решают с помощью внепечной обработки стали, где доводят ееконцентрацию до нужного предела. Необходимо отметить, что модель выдаёт флуктуациипо исходному хим. составу, что затрудняет предварительный расчет шихты, такженаблюдается неадекватная реакция программы на некоторые технологическиеоперации. В целом можно отметить, что для попадания в хим. состав и температурунеобходим некоторый опыт моделирования в данной среде.