Материальный и тепловой балансы плавки при переработке низкофосфористого чугуна
В таблицах 10.2 и 10.3 приведены материальный и тепловой балансы плавки до раскисления при переработке жидкого чугуна состава, %: 4,20 C; 0,75 Si; 0,6 Mn; 0,15 P; 0,05 S при температуре 1340оС.
Согласно данным таблицы 10.2 и опыту отечественных и зарубежных заводов при переработке низкофосфористого чугуна в кислородных конвертерах верхнего дутья доля жидкого чугуна в металлической шихте составляет 75 – 80%, металлического лома 20 – 25% (при использовании твердых окислителей в количестве до 1%). При этом выход годного металла составляет 88 – 91%, расход извести – 60 – 90 кг/т, а расход огнеупоров – 1,4 – 5,0 кг/т стали.
Таблица 10.2 – Материальный баланс плавки до раскисления на 100 кг металлической шихты
Таблица 10.3 – Тепловой баланс плавки до раскисления на 100 кг металлической шихты в 350 – 400-тонном конвертере
Анализ данных таблицы 10.3 показывает, что основными статьями приходной части теплового баланса являются физическое тепло жидкого чугуна и тепло реакций окисления примесей металлической шихты, из которых 66% – тепло реакций окисления углерода. Главными статьями расходной части теплового баланса являются физическое тепло жидкой стали, физическое тепло шлака и тепло отходящих газов.
Расчеты показывают, что при продувке кислородом сверху обычного передельного чугуна без использования охладителей выделяется количество тепла, достаточное для нагрева ванны до конца процесса до 1850 – 1900оС. Для получения в конце продувки температуры 1580 – 1650оС расход металлического лома должен составлять 24 – 28%, чугуна – 72 – 76% от массы металлической шихты в зависимости от его состава и температуры. Превышение оптимального расхода охладителей достигается, как правило, путем увеличения доли тепла реакций окисления железа, в результате чего снижается выход годного.
При охлаждении плавки железной рудой, окалиной, агломератом одна массовая часть этих охладителей заменяет в среднем 3 – 4 массовых части стального лома. В связи с этим при использовании твердых окислителей в количестве до 1% от массы металлической шихты расход лома составляет 20 – 25% при расходе чугуна 75 – 80%.