Материальный и тепловой баланс ваграночной плавки. Расчет количества и состава шлака, образующегося в процессе плавки, страница 3

где          åRO - сумма основных окислов (СaO + MgO)

Для ошлакования 2% SiO2  и 2% Al2O3, содержащихся в известняке, до основности 0,6 потребуется X оснований известняка, тогда

 = 0,6     Þ    X = 2,4 кг

Таким образом, 2,4 кг оснований в 100 кг известняка будут связанны содержащимися в нем кремнеземом и глиноземом и не будут участвовать в ошлаковании продуктов плавки, т.е. свободными останутся лишь 

CaО +MgO – X = 45 + 7 – 2,4 = 49,6 кг

Следовательно, флюсующая способность выбранного нами известняка составляет 49,6 кг, т.е. лишь 49,6 кг из 100 кг известняка будет ошлаковывать продукты плавки.

3 ФУТЕРОВКА

Для вагранки, работающей по кислому процессу (Р = 0,6), материалом для футеровки выбираем шамот по ГОСТ 3272-71.

Таблица 7 – Состав футеровки, %                                                              

Элемент

SiO2

Al 2O3

MgO

CaO

Содержание, %

60

38

1,0

1,0

Остальные, необходимые в процессе расчета данные, будем брать из расчета шихты.

4 Расчет требуемого для плавки количества известняка

Рассчитаем количество известняка, необходимое для ошлакования до заданной основности следующих компонентов:

1   Золы кокса.

2   Продуктов размыва футеровки.

3   Приставшего к шихте песка.

4   Окислов, образующихся от угара элементов шихты.

4.1 Расчет количества известняка, необходимого для ошлакования золы кокса

Для ошлакования золы кокса (см. табл. 4) до основности 0,6 на 100 кг золы потребуется Х кг оснований. По формуле (1) находим:

 = 0,6;     = 0,6   Þ  X = 38,2

Определим  (с учетом флюсующей способности известняка), в каком количестве известняка будет содержаться 38,2 кг свободных оснований. Так как в 100 кг известняка содержится 49,6 кг свободных оснований, то количество известняка, в котором содержится 38,2 кг свободных оснований, найдем из соотношения:

100 кг  CaCO   - 49,6 кг св. осн.

Х   кг  CaCO   - 38,2 кг  св. осн.

X =  * 100 = 77 кг

Если для ошлакования 100 кг золы кокса требуется 77 кг известняка, то для ошлакования 1 кг золы потребуется 0,77 кг известняка.

Так как в нашем случае расход кокса на 100 кг чугуна составляет 11% (из расчета), то при его сгорании (при зольности 10,45%, табл.3) образуется

11*10,45 / 100 = 1,15 кг золы

Это количество золы и требуется ошлаковать в конечном итоге. Таким образом, на ошлакование 1,15 кг золы кокса потребуется 0,77*1,15 = 0,885 кг известняка.

4.2 Расчет количества известняка, необходимого для ошлакования продуктов размыва футеровки

В процессе работы вагранки на футеровку воздействуют механические, тепловые и химические факторы, приводящие к разрушению футеровки. Продуктов разрушения футеровки образуется примерно, 1 кг на 100 кг чугуна [1,3]. Они и должны быть ошлакованы флюсом (для вагранок длительной компании, работающих с гарнисажем, можно взять 0,2 – 0,3 кг). На ошлакование 100 кг футеровки до основности 0,6 потребуется  (см. состав футеровки, табл.7)

 = 0,6 ;      = 0,6   Þ  X = 56,8 кг оснований, или с учетом флюсующей способности известняка

56,8 / 100*49,6 = 114,5 кг известняка следовательно, на ошлакование 1 кг футеровки надо израсходовать 114,5 / 100 =  1,145 кг известняка.

4.3 Расчет количества известняка, необходимого для ошлакования приставшего к шихте песка

По литературным данным [1] количество шлака, образующегося от приставшего к шихте песка, составляет в зависимости от загрязненности от 0,5 до 2,0% от массы металла.

Принимаем, что с шихтой на 100 кг металла вносится 1 кг (1%) SiO2  . Для ошлакования 100 кг SiO2   до основности  0,6 потребуется свободных оснований:

Х / SiO2 песка = 0,6;    Х / 100 = 0,6;    Х = 60 кг или же с учетом флюсующей способности известняка потребуется 60*100 / 49,6 = 120,9 кг известняка, следовательно, на ошлакование 1 кг приставшего к шихте песка мы должны израсходовать 1,209 кг известняка*.

*эта величина не окончательна и в дальнейшем будет пересчитана с учетом угара Si в разделе 4.4.1.

4.4 Расчет количества известняка, необходимого для ошлакования продуктов угара химических элементов шихты

Из расчета шихты ваграночной плавки известно, что