Материальный и тепловой баланс ваграночной плавки. Расчет количества и состава шлака, образующегося в процессе плавки, страница 2

b – доля окисла в данном компоненте.

Например, рассчитываем, сколько SiO₂ вносится золой кокса: на 100 кг металла образуется 1,15 кг золы, содержание SiO₂ составляет 48%, тогда SiO₂  = 1,15 * 0,48 =  0,552 кг

6  Если содержание серы в золе кокса не обеспечивает выбранного процента пригара серы, то пригар считается по фактически имеющемуся содержанию серы.

Пример расчета материального и теплового балансов ваграночной плавки

Требуется рассчитать тепловой и материальный балансы для плавки чугуна в заданной вагранке из шихты следующего химического состава:

Таблица 1 – Химический состав шихты*                                          

Элемент	C	Si	Mn	Р	S
Содержание, %	3,169	1,162	0,959	0,144	0,086
*Состав получен в процессе расчета шихты

1 Топливо

Согласно задания на курсовое проектирование, мы должны применить литейный кокс. По ГОСТ 3340-88 (Табл. 2) выбираем кокс марки КЛ-2.

Таблица 2 – Состав кокса по ГОСТ 3340-80

Наименование	Норма для марки и класса
Показателя	КЛ - 1		КЛ - 2		КЛ - 3
	60 мм и более	40 мм и более	60 мм и более	40 мм и более	60 мм и более	40 мм и более
Массовая доля общей серы, S, %	0,6		1,0		1,4
Зольность, А, % не более	12		11		11,15
Массовая доля общей влаги в рабочем состоянии топлива, не более, Wp,%	5		5		5

Проведем перерасчет состава кокса на рабочую массу:

A^P = A *  = 11 *  =10,45%

S^P = S *  = 1,0 *  = 0,95 %

C^P = 100 - (W^P + A^P + S^P) = 100 - (5 + 10,45 + 0,95) = 83,6 %

Полученные данные сводим в таблицу 3.

Таблица 3 – Состав кокса КЛ-2 в пересчете на рабочую массу, %

CP	AP	SP	WP
83,6	10,45	0,95	5,0

1.1  Зола кокса

По литературным данным [3] средний химический состав золы кокса соответствует приведенному в таблице 4.

Таблица 4 – Средний химический состав золы кокса, %

SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO
48	29	15	5	3

2 Флюсы

Флюсы предназначены для ошлакования продуктов процесса плавки и различных примесей. Чаще всего в качестве флюса используется известняк, состав которого приведен в таблице 5 по данным [4].

Таблица 5 – Состав известняка.

	Содержание в известняке, %
Составляющие	Обычном		Доломитизированном
	1 сорт	2 сорт	1 сорт	2 сорт
CaO, не менее	52	50	-	-
MgO	-	-	7	5
CaO + MgO	-	-	52	50
Нерастворимый осадок, не более	2	4	2	4
Al2O3, не более	2	3	2	3

Выбираем в качестве флюса доломитизированный известняк 1 сорта.

Таблица 6 – Состав выбранного флюса, %

CaO	MgO	SiO2	Al2O3	CO2
45	7	2	2	44

2.1 Определение флюсующей способности известняка

Флюсующая способность – это количество свободных оснований в 100 кг известняка.

Кроме оснований CaO и MgO известняк содержит 2% SiO₂  и 2% Al₂O₃, которые тре- буют для своего ошлакования какое-то количество оснований. Определим это количество.

Основность шлака (Р) по заданию 0,6 и может быть определена из выражения:

P = ,                                                                          (1)