Дуговая печь

Удаляется примесей из ванны на 100кг шихты, кг:

С=2,696-0,100*0,9=2,606

Si                           =0.544

Mn=0.465-0.100*0.9=0.3725

P=0.502-0.020*0.9=0.484

S=0.0311-0.025*0.9=0.0086                                                                     

Fe (в дым)               =1,500

Угар примесей         5,515

где 0,9- выход стали

Принимаю, что при продувке ванны кослородом 10%  серы выгорает до SO, т.е. окисляется 0,003кг серы.

Расход кислорода на окисление примесей составит при окислении 10% углерода до CO и 90% до CO.

Расход кислорода, кг                                      Масса окисла, кг

ССО .……0,2606*32/12=0,695                  СО……………………….0,9555         

CCO ………2.3454*16/12=3.1272               CO………………………...5,4726

SiSiO….....0.544*32/28=0.622                    SiO………………………1,166

MnMnO……0.3725*16/55=0.1084               MnO………………………0,4809

P PO…….0.484*80/62=0.625                    PO…………………......1,109

S SO………0.003*32/32=0.003                   SO……………………….0,006

FeFeO……1.500*48/112=0.643                 FeO(в дым)……………2,143

                                               5,8236                                                   11,3322

В шлак переходит 0,0086-0,003=0,0056 кг серы.

При переходе серы в шлак освобождается 0,011кг кислорода, поэтому расход кислорода составляет 5,8236-0,011=5,8126 кг.

 Расход извести определяю по балансу СаО и SiO, для получения основности 3,5. Для формирования шлака принимаем расход боксита 0,6кг. Расход извести обозначаю через у кг.

Количество СаО в конечном шлаке, кг, поступающее из:

Футеровки…………….0,3*0,02=0,006

Боксита………………..0,6*0,04=0,024

Извести………………..                          0,86у

                                      0,030+0,86у

Количество SiO в конечном шлаке, кг, поступающее из:

Металлической

шихты…………………1,166

Футеровки…………….0,3*0,05=0,015

Боксита………………..0,6*0,02=0,120

Извести………………..                                0,02у

                                               1,301+0,02у

Вместо СаО и SiO подставляю их значения и определяю расход извести:

откуда

                                      у=5,726

В таблице 3.4 определяю составляющие шлака.

Таблица 3.4 - Составляющие шлака, кг

Допускаю в I-м приближении, что соединения окислов Fe в шлаке при продувке металла сверху кислородом будет таким же, как и в мартеновском щлаке: 13% FeO и 4%  FeO.

Тогда масса окислов шлака без FeO и FeO составит 83%, а масса шлака без окислов железа будет равна 8,7595 кг.

         Масса шлака

                            L=8,7595/0,83=10,554кг

Масса окислов железа в шлаке

                            10,554-8,7595 =1,7945кг,

в том числе  1,372кг FeO и 0,422кг FeO.

Таким образом, состав шлака будет:

Окисляется железа, кг:

до FeO………………….0.422-0.132=0.29                                          

до FeO…………………………………..1.372

Поступит железа из металла в шлак

         1,327*56/72+0,29*112/160=1,032+0,203=1,235кг

Выход стали равен

                   100-5,8236-0,5-1,0-1,235=91,441кг,

где 5,8236- угар примесей, кг;

0,5 – количество железа, запутавшегося в шлаке в виде корольков, кг;

1,0- потери железа с выбросами, кг;

1,235- угар железа на образование окислов железа в шлаке, кг.

Потребуется кислорода на окисление железа

         (1,372-1,032)+(0,29-0,203)=0,427кг.

Всего потребуется кислорода на окисление примесей

         5,8126+0,427=6,24кг

Потребуется технического кислорода при 95%-ном усвоении

                   6,24*22,4/(0,995*0,95*32)=4,621 м³

На 1т садки расход технического кислорода 46,21 м³/т

Количество азота

                            4,621*0,005=0,023 м³, или 0,028кг

Количество неусвоенного кислорода

(4,621-0,023)*0,05=0,23 м³, или 0,33кг

Масса технического кислорода

                   6,24+0,028+0,33=6,598кг.

Количество и состав получающихся газов приведены в таблице 3.5.

Таблица 3.5  – Количество и состав получающихся газов

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПЛАВКИ

Поступило, кг                                                    Получено, кг

Чугуна …………………..70                               Стали ………………91,441

Скрапа…………………..30                               Корольков…………..0,500

Боксита………………….0,600                          Выбросов…………...1,000

Извести………………….5,726                          Шлака………………10,554

Футеровки………………0,300                           Газов………………...7,3426

Технического                                                     FeO……………….2,143

кислорода………………...6,598                                                    112,9806

                                      113,224                                                      +0,2434

                                                                                                       113,224

3.2 ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПЛАВКИ

3.2.1 Приход тепла

1. Физическое тепло чугуна:

70[0.737*1200+217.88+0.88(1300-1200)]=83319,6кДж

где 0,737-теплоемкость твердого чугуна, кДж/(кг-град);

       1200-температура плавления чугуна, ºС;   

       217,88-теплота плавления чугуна, кДж/кг;

       0,88-теплоемкость жидкого чугуна, кДж/(кг-град);

       1300-температура заливаемого чугуна, ºС;

2. Тепло экзотермических реакций:

ССО …………………………………0,9555*9220=8809,71                     

CCO ………………………………….5,4726*32810=179556,006

SiSiO…………………………………1,166*31310=36507,46

MnMnO……………………………….0,4809*7010=3371,109

P PO………………………………...1,109*24990=27713,91

FeFeO( дым)……………………….2,143*7360=15772,48

FeFeO………………………………….1,372*4770=6544,44

FeFeO(шлак)……………………… 0,422*7360=3105,92

Всего ………………………………………………..281381,035кДж

где множимое-количество окислившихся примесей чугуна, кг;

       множитель - тепловые эффекты, отнесенные к 1кг окисляющегося элемента.

3. Тепло шлакообразования:

SiO(СаО) * SiO…………………….1,415*2321=3284,215

PO (СаО) * PO…………………1,109*4742=5258,878

Всего …………………………………………..8543,093кДж

где 1,415 и 1,109 количество SiOи PO в шлаке (кг), а 2321 и 4742- тепловые эффекты ошлакования, отнесенные к 1кг  каждого из реагирующих окислов (кДж/кг). Общий приход тепла равен 373243,728 кДж.

3.2.2 Расход тепла

1.Физическое тепло жидкой стали:

92,441*[0.70*1500+259.78+0.84(1620-1500)]=130395.426кДж;

где 92,441- масса жидкой стали, корольков и выбросов, кг;

       0,70-теплоемкость твердой стали, кДж/(кг-град);

       1500-температура плавления стали, º С;

       259,78- теплота плавления стали, кДж/(кг*град);

       0,84- теплоемкость жидкой стали, кДж/(кг*град);

       1620- температура стали на выпуске, ºС   

Из этого количества тепла на расплавление и нагрев скрапа расходуется

30*[0.70*1500+259.78+0.84(1620-1500)]=42317,4кДж

2.Физическое тепло шлака:

10,554*(1,20-1620+209,50)=14873,75кДж,

где 10,554-масса шлака, кг;

       1,20- теплоемкость шлака, кДж/(кг-град);

       1620- температура шлака, ºС;

       209,50- теплота плавления шлака, кДж/(кг-град);

3.Тепло, уносимое газами:

СО……………………….0,69*1,470*1500=1521,45

СО…………………………4,378*2,365*1500=15530,955

N…………………………0,0225*1,448*1500=48,87

HO  ………………………0,185*1,840*1500=510,6

Всего …………………………………………17611,875кДж,

   где  первый столбик чисел - количество отходящих газов (м³);

           второй- теплоемкость газов при температуре 1500ºС(кДж/ м³) и 1500-средняя температура отходящих газов, ºС.

4. Тепло, уносимое частицами FeO в дыме:

2,143(1,20-1500+209,50)=2762,97кДж.

  где 2,143-количество FeO в дыме.

5.Тепло, затрачиваемое на восстановление FeO руды и боксита:

FeO до Fe………………………….0.29*824000/160=1493,5

FeO до FeО………………………..1.372*289725/160=2484,39

Всего …………………………………………………..3977,89кДж

где первый столбик чисел - количество восстановившегося FeO(кг),

второй - тепловой эффект реакций восстановления, отнесенный к 1 кмолю FeO(кДж/кмоль) и 160- молекулярная масса FeO.

6.Потери тепла (на нагрев футеровки, лучеиспускание через горловину конвертера).

Эти потери тепла составляют от 3до 6% от прихода тепла. В данном расчете принимаем величину потерь тепла, равной 3% от прихода:

0,03*373243,728=11197,31кДж.

Общий расход тепла равен 180819,221кДж.

Избыток тепла равен: 373243,728-180819,221=192424,507кДж.

7.Результаты расчета теплового баланса представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 – Тепловой баланс плавки

4 Техника безопасности в электросталеплавильном производстве

Электросталь в настоящее время выплавляется в открытых дуговых и индукционных, вакуумных индукционных электропечах, методом электрошлакового, вакуумно-дугового, электроннолучевого, плазменно-дугового переплавов и др.

От всех работников, участвующих в процессах выплавки или переплава металла в электропечах, требуется строгое соблюдение технологических инструкций и выполнение норм безопасности. Устройство и обслуживание электропечей должно соответствовать требованиям действующих Правил безопасности в сталеплавильном производстве.

К работе сталеварами и их подручными допускаются лица, достигшие 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование и производственное обучение, знающие правила техники безопасности и получившие специальный инструктаж. Сталевары и их подручные должны быть снабжены спецодеждой, спецобувью и защитными средствами, предусмотренными отраслевыми нормами.

4.1 Организация производства и требования техники безопасности

         В комплексе мероприятий по охране труда и технике безопасности, направленных на обеспечение здоровых и безопасных условий труда, большое значение имеют не только технические, но и организационные мероприятия. Они включают правильную организацию труда, обучение работающих безопасным приемам работы и систематический надзор со стороны инженерно-технических работников за соблюдением правил, норм и инструкций по охране труда, технике безопасности и производственной санитарии.

5 Охрана окружающей среды

Постоянно изыскивать пути эффективного решения вопросов охраны природы в сложных условиях горно-обогати­тельного производства, технологические процессы которого должны вестись при строгом выполнении следующих организационно-технических мероприятий, позволяющих снизить вредное воздействие на окружающую природную среду:

1)     Аспирационно-технические установки должны работать и обслуживаться в соответствии с «Правилами эксплуатации установок очистки газа»;

2)     Орошение водой при погрузке, перегрузке и разгрузке горной массы, промпродукта, готовой товарной продукции и других сыпучих материалов, а также дорог при интенсивной работе автомобильного транспорта;

3)     Бурение скважин с применением пылеподавления во­здушно-водяной смесью;

4)     Сбор отработавших смазочных материалов с целью недопущения их попадания в технологию, канализацию, водоемы и на землю;

5)     Утилизацию отходов производства  и потребления или их сбор и захоронение (складирование);

6)     Снятие и сохранение почвенно-плодородного слоя, при нарушении  земель, с последующим его использованием на рекультивацию;

7)     Максимальное использование на технические и технологические нужды оборотной воды;

8)     Озеленение промышленной и санитарно-защитной зон;

9)     Контроль за параметрами окружающей среды и работой пылегазоочистного оборудования;

10)Контроль за соответствием существующим ГОСТам качества отработавших газов автомобилей и другой техники  с двигателями внутреннего сгорания;

11)Контроль за качеством сбрасываемых в накопители рудничных и технологических вод.

Заключение

         В курсовом проекте я научилась рассчитывать материально-тепловой баланс, узнала устройство дуговой печи. Как идет производство, раскисление и легирование стали. Так же я узнала как происходит окислительный и восстановительный период плавки и как происходит технология плавки в дуговой печи.

Страницы: 1, 2, 3