Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет

Кафедра металлургии стали им. И.Г. Казанцева

КУРСОВАЯ РАБОТА

По предмету: «Теория и технология производства стали в конвертерах и мартеновских печах»

На тему: «Кислородно-конвертерная плавка при переделе обыкновенных чугунов»

Выполнил ст.гр. И-07-МС1

Луценко Р.В.

Проверил проф. Бакст В.Я.

Мариуполь 2009

СОДЕРЖАНИЕ

Исходные данные………………………………………………………...…...…..3

1. Определение температуры металла в конце продувки…………….…......….4

2. Расчет материального баланса плавки………………………………….….....5

3. Расчет теплового баланса плавки……………………………...…………….22

Перечень источников………………………………………………..…………..34

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вместимость конвертора 130т;

Химический состав чугуна и лома – таблица 1.1;

Температура жидкого чугуна 13400С;

Марка выплавляемой стали 10ХСНД;

Интенсивность продувки ванны 3,3 нм3/(т•мин);

Химический состав чугуна, лома и готовой стали сводим в таблицу.

Табл. 1.1 Состав чугуна, лома и стали

Материалы Элементы C Si Mn P  S Cr Ni Cu Чугун жидкий 4 0,8 0,5 0,04 0,04 - - - Металлический лом 0,35 0,4 0,25 0,04 0,05 - - - Состав стали 10ХСНД Не более 0,12 0,8-1,1 0,5-0,8 Не более 0,35 Не более 0,04 0.6-0.9 0.5-0.8 0.4-0.6

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ МЕТАЛЛА В КОНЦЕ ПРОДУВКИ

Требуемую температуру металла в конце продувочной операции находим последовательным расчётом.

Температура плавления (ликвидуса) стали:

tликв = 1539 – 88%С – 8%Si – 5%Mn – 4%Ni – 5%Cu – 2%V – 1,5%Cr – 25%Ti – 30%P.

tликв = 1539 – 88•0.09 – 8•0.8 – 5•0.5 – 4•0.5 – 5•0.4 – 1,5•0.6 – 30•0.35 = 15070С

Температура стали в кристаллизаторе:

tкр = tликв + (10÷150C);

tкр = 1507 + 13 = 1520 0C

Определяем температуру металла в промковше:

tпр.к = tкр + (15÷200C);

tпр.к = 1520 + 17 = 1537 0C

Температура металла в стальковше:

tcт.к = tпр.к + (10÷200C);

tcт.к = 1537 + 20 = 1557 0C

Необходимая температура металла перед внепечной обработкой:

tвнеп = tcт.к + (10÷200C);

tвнеп = 1557 + 17 = 1574 0C

Определяем температуру металла в конверторе по окончании продувки:

tкм = tвнеп + (30÷400C);

tкм = 1574 + 40 = 1614 0C

2. РАСЧЕТ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ

Расчет ведется на 100 кг металлошихты (чугун + лом).

Предварительное определение расхода лома.

 = [(3000 + 6430 + 1680 + 4720 + 21 + 4200) –

– (25,2+ + 2730)]/(30 + 64,3 + 16,8 + 47,2 + 0,21), кг (2.1)

где , , ,  – содержание соответствующих элементов в чугуне, %;

,  – соответственно температура заливаемого в конвертер чугуна и температура металла в конце продувки, ;

 – содержание углерода в металле в конце продувки, %. (принимаем равным нижнему пределу в готовой стали).

 = [(3000•4 + 6430•0.8 + 1680•0.5 + 4720•0.04 + 21•1340 + 4200) –

- (25,2•1614 + 2730•0.09)]/(30•4 + 64,3•0.8 + 16,8•0.5 + 47,2•0.004 + 0,21•1340) = (50513 – 40919) / 463 = 20,72 кг

Расход чугуна, кг

 = 100 -  =100 -20,72 = 79,28 кг (2.2)

Расход миксерного шлака составляет 0,6 – 0,9% от массы чугуна, кг

Принимаем

 = (0,006 ÷ 0,009)Мч (2.3)

 = 0,008 • 79,28 = 0,63 кг

Для выполнения дальнейших расчетов принимаем:

Количество загрязнений, вносимых ломом, кг

= 0,0065 ∙  = 0,0065 • 20,72 = 0,13 кг (2.4)

Расход плавикового шпата в зависимости от параметров технологии находится в пределах 0,2 – 0,5 кг.

Принимаем

 = 0,4 кг (2.5)

Расход футеровки составляет 0,2 – 0,3 кг.

Принимаем

 = 0,3 кг (2.6)

Количество окалины, внесенной ломом, кг

 = 0,012 ∙  = 0,012 • 20,72 = 0,25 кг (2.7)

Количество примесей, внесенных металлошихтой, кг

 = 0,01(∙+ ∙) (2.8)

= 0,01(∙ + ∙) (2.9)

 = 0,01(∙ + ∙) (2.10)

 = 0,01(∙ + ∙) (2.11)

 = 0,01(∙ + ∙) (2.12)

где ,  – соответственно масса чугуна и лома, кг;

, , , , , , , , ,  – содержание углерода, кремния, марганца, фосфора, серы соответственно в чугуне и ломе, %.

 = 0,01(79,28 ∙ 4 + 20,72 ∙ 0,35) = 3,24 кг

= 0,01(79,28 ∙ 0,8 + 20,72 ∙ 0,4) = 0,72 кг

 = 0,01(79,28 ∙ 0,5 + 20,72 ∙ 0,25) = 0,45 кг

 = 0,01(79,28 ∙ 0,04 + 20,72 ∙ 0,04) = 0,04 кг

 = 0,01(79,28 ∙ 0,04 + 20,72 ∙ 0,05) = 0,42 кг

Расход извести на плавку (), кг

Основность конечного шлака в зависимости от состава чугуна и марки выплавляемой стали (требуемых показателей дефосфорации и десульфурации) находится в пределах 3,0 – 3,6

Принимаем для расчета основность конечного шлака  = 3,4

=

 ,кг (2.13)

 – содержание кремния в металлошихте;

,  и т.д. ............