Расчёты шихты для выплавки электростали. Расчёты шихты для выплавки в дуговой печи.

С основной футеровкой стали марки 14 ХГС (с применением

кислорода) и тепловой баланс плавки.

Основное требование к шарикоподшипниковой стали- низкое

содержание неметаллических включений (оксидных и сульфидных)

Таблица №1

Химический состав шихтовых материалов, %

Наименование	С	Si	Мп	Cr	АI	Р	S	Зола	Fe	Лету-
компонентов										чие
Углеродистый лом	0, 67	0, 20	0, 32	-	-	0, 038	0, 041	-	Ост	-
Ферромарганец	6, 0	2, 0	72, 0	-	-	0, 30	0, 03	-	-	-
Электродный бой	99, 0	-	-	-	-	-	-	1, 0	-	-
Ферросилиций 75%	0, 12	72, 0	0, 4	-	2, 5	0, 04	0, 03	-	Ост	-
Феррохром	4, 0	2, 0	0, 4	70, 0	-	0, 05	0, 03	-	»	-
Алюминий	-	-	-	-		-	-	-	2, 0	-
Силикомарганец	1, 0	18, 0	67, 0	-	-	0, 08	0, 05	-	Ост.	-

Таблица № 2

Состав шлакообразующих материалов, %

Наименование	СаО	MgO	Si02	Аl2Оз	Fе20з	CaF2	Р205	СО2	Н2О	S	Сr20з
Известь
свежеобожжен-	92, 0	3, 3	2, 5	1, 0	0, 60	-	0, 10	0, 2	0, 2	0, 1	-
ная
Железная руда	0, 10	0, 3	6, 25	2, 5	90, 0	-	0, 15	-	0, 7	-	-
Плавиковый	0, 40		3, 1	0, 2	0, 8	95, 0		0, 3		0, 2
	-	-	-	-
шпат
Магнезито-	2, 0	66, 0	6, 5	4, 0	11, 5						10, 0
	-	-	-	-	-
хромит
Магнезит	3, 50	90, 25	3, 45	0, 80	2, 0	-	-	-	-	-	-
Зола	11, 8		56, 5	31, 7
	-	-	-	-	-	-	-	-
электродов
Шамот	0, 7	0, 3	62, 0	35, 0	2, 0	-	-	-	-	-	-

Таблица №3

Шихтовые материалы вносят, кг

Наименование	Вес, кг	С	Si	Mn	P	S
Лом углеродистый		0, 07	0, 20	0, 32	0, 038	0, 041

Период плавления шихты.

Во вре мя плавления в печь загружают2, 5% (от веса садки) извести, 0, 5% шамотного боя и 1 % железной руды.

Во время плавления окисляются 20% остается углерода в металле Кремний. Угар кремния составляет 70%. Перейдет кремния в шлак 0, 20*0, 70=0, 14 кг.; останется кремния в металле 0, 20-0, 14=0, 06 кг.

Марганец. Угар марганца равен 50%. Перейдет марганца в шлак: 0, 32*0, 5=0, 16 кг.

Фосфор. Угар фосфора составит 60%. Перейдет фосфора в шлак: 0, 038*0, 6=0, 0228 кг.;

останется в металле:

0, 038-0, 0228=0, 0152 кг.

Сера. Можно принять, что сера, содержащаяся в металле, во время плавления не выгорает; сера, вносимая коксом улетучивается.

Железо. Угар железа составит 2, 0%. Перейдет в шлак и улетучивается в зоне электрических дуг 98, 731 *0, 02=1, 974 кг.;

останется в ванне 98, 731-1, 974=96, 757 кг.

Расчет кислорода, необходимого для окисления смесей металла в период плавления. Содержание. закиси железа, растворенной в металле, определяют по приближенной формуле Феттерса и Чипмана:

[%С] * [%FeO]=O, O 124+0, 05 [%С].

Таблиц№4

Количество кислорода, необходимого для окисления примесей.

Элемент	Окисляется, кг.	Химическое управление	Требуется О2, кг.
Углерод	0, 134
Кремний	0, 08
Марганец	0, 16
Фосфор	0, 0152
Железо	1, 974
Железо	1, 974
Всего:

В металле, содержащем 1, 2%С содержание растворенной закиси железа составит 0, 06%.

Так как дан ные по формуле Феттерса завышены, то принимаем содержание кислорода в металле: 0, 0018%. 0, 0018*4, 5=0, 0072% FeO, т.е. приближенно 96*0, 0072: 1 00=0, 069 кг. FeO, для того потребуется: кислорода 0, 0069* 16: 72=0, 0015 кг., железа 0, 0069-0, 0015=0, 0054 кг. Общая потребность в кислороде 1, 974+0, 0015=1, 9755 кг.

Во введенной железной руде содержится 0, 90 кг. Fе20зили 0, 27 кг кислорода и 0, 63 кг железа.

1. Необходимо внести в металл, газообразного кислорода:

1, 975-0, 27=1, 705.

2. Количество железа к моменту растворения составит:

98, 731-1, 974-0, 0054+0, 63=97, 3 кг.

Состав металла в первой пробе по расплавлении: кг %

Кг %

С-О, 536 0, 545

Si-0, 06 0, 06

Мп-0, 16 0, 16

S-0, 041 0, 041

Р-0, 0152 0, 015

FeO-0, 0089 0, 007

Fe-97, 382 99, 172

98, 201 100, 000

Шлак периода плавления.

Поступает в шлак из металла, кг:

Si02 0, 06*60: 28=0, 128

МпО 0, 0152*142: 62=0, 034

Р205 0, 0152* 142: 62=0, 034

FeO 1, 974*0, 12*72: 56=0, 304

Fе20з 1, 974*0, 03* 160: 112=0, 084

Поступает в шлак с известью (кол-во извести 2, 5 кг) кг:

CaO (2, 5*92, 0)/100=2, 300

MnO (2, 5*3, 3)/100=0, 082

SiO2 (2, 5*2, 5)/100=0, 063

AL2O3 (2, 5*1, 0)/100=0, 025

Fe2O3 (2, 5*0, 60)/100=0, 015

P2O5 (2, 5*0, 1)/100=0, 003

Поступает в шлак с рудой (количество железной руды 1 кг) кг:

CaO (1, 0*0, 10)/100=0, 001

Mg (1, 0*0, 3)/100=0, 003

SiO2 (1, 0*6, 25)/100=0, 063

Al2O3 (1, 0*2, 5)/100=0, 025

P2O5 (1, 0*0, 15)/100=0, 002

Fe2O3 (1, 0*90, 0)100=0, 900 (Fe2O3 руда расходуется на окисление примесей).

Поступают в шлак с шамотным боем:

CaO 0, 5*0, 07=0, 003

MgO 0, 5*0, 003=0, 002

SiO2 0, 5*0, 62=0, 310

Al2O3 0, 5*0, 35=0, 175

Fe2O3 0, 5*0, 002=0, 010

Источник	СаО	MgO	Si02	Аl2Оз	FeO	Fе20з	МпО	Р205	Сr20з	Всего
поступления окисла
Металл	-	-	0, 128	-	0, 304	0, 084	0, 206	0, 034	-	0, 756
Известь		0, 082	0, 063	0, 025	-	0, 15	-	0, 003	-	2, 488
Шамот	0, 003	0, 002	0, 310	0, 175	-	0, 010	-	-	-	0, 500
Свод	0, 002	0, 066	0, 006	0, 004	-	0, 012	-	-	0, 010	0, 100
Падина и стены	0, 022	0, 541	0, 021	0, 005	-	-, 011	-	-	-	0, 600
Железная руда	0, 001	0, 003	0, 069	0, 025	-	-	-	0, 002	-	-, 094
Итого кг	2, 328	0, 694	0, 591	0, 234	0, 304	0, 132	0, 206	0, 039	0, 010	4, 538
%	51, 36	15, 29	13, 02	0, 5	6, 69	2, 908	4, 53	0, 85	0, 22	100, 0