Период расплавления и окислительный период

Плавку ведем с применением железной руды и технического кислорода. В период расплавления и окислительный период окисляются следующие элементы:

1. Для получения в конце окислительного периода содержание углерода 0,18 % необходимо окислить:

ΔС = ΔС_мш - ΔС_КО.П. =1,356 – 0,18=1,176 %

2. Кремний окисляется полностью – 0,504 кг

3. Марганец по практическим данным окисляется на 55%.

4. Сера полностью переходит в металл.

5. Фосфора в готовом металле должно быть 0,02 %. Следовательно, нужно окислить ΔP = 0,073 – 0,02 = 0,053 % от веса металла, или

G_P = = = 0,051 кг

6 Железо окисляется на 2 – 4 %. Принимаем 3 %, или

G_Fe = = 2,94 кг.

По практическим данным около 90 % железа окисляется до Fe₂O₃ и испаряется в зоне электрических дуг, около 10 % окисляется до FeO и Fe₂O₃ и переходит в шлак, причем задаемся соотношением FeO/Fe₂O₃ = 3, т.е. 75 % окислившегося железа в шлак окисляется до FeO, а 25,0 % железа – до Fe₂O₃.

Следовательно, в шлак переходит железа

= 0,294 кг

Из этого количества окисляется до FeO = 0,22 кг

До Fe₂O₃ = 0,074 кг.

В зоне электрических дуг испаряется железа = 2,646 кг Fe до Fe₂O₃.

В таблице 7 приводится необходимое количество закиси железа для окисления указанных элементов и количество образовавшихся оксидов.

Таблица 7 – Количество закиси железа (FeO) и образовавшихся оксидов

Реакция окисления	Количество окислившегося элемента, кг	Потребное количество FeO, кг	Количество образовавшегося оксида, кг	Количество восстановленного в металл железа, кг
[Mn]+(FeO)= =(Mn)+[Fe]	0,322	0,322 = 0,42	GMnO = 0,322 = =0,416	Fe = 0,322 = = 0,328
[Si]+2(FeO)= =(SiO2)+2[Fe]	0,504	0,504 = 2,6	GSiO2 = 0,504 = =1,08	Fe = 0,504 = 2,0
2[P]+5FeO= =(P2O5)+5[Fe]	0,051	0,051 = 0,29	GP2O5=0,051 =0,11	Fe = 0,051 = =0,23
Итого		ΣFeO = 3,31 кг		ΣFe = 2,5 кг

В таблице 8 необходимое количество кислорода для окисления углерода и железа шихты и количество образовавшихся оксидов

Таблица 8 – Количество кислорода и образовавшихся оксидов

Реакция окисления	Количество окислившегося элемента, кг	Необходимое количество кислорода, кг	Количество образовавшегося оксида, кг
[C]+(FeO) = {CO}+[Fe]	1,176
Fe+1/2O2 = FeO	0,147
2Fe+3/2O2 = Fe2O3	0,049
1,768
Итого: S O2 = 2,4 кг

Определение количества шлака окислительного периода и периода расплавления.

Одной из задач окислительного периода является удаление фосфора из металла. По существующей технологии около 80 % фосфора удаляется из металла в период расплавления, а остальное количество – в начале окислительного периода.

Коэффициент распределения фосфора между шлаком и металлом выражается следующим соотношением

(9)

где (P₂O₅) / [Р]² – коэффициент распределения фосфора между металлом и

шлаком;

Р_исх – содержание фосфора в шихте, %;

[Р] – содержание фосфора в готовом металле, %;

Ш _О.П. – количество шлака окислительного периода, % (от веса металла).

Принимаем CaO/SiO₂ = 2,4; FeO = 16 %; t = 1580 ⁰С.

Согласно данным [1] получаем = 15850.

Из выражения определяем количество шлака. Принимаем P_исх = 0,03 %;

[P] = 0,01 %, имеем

Ш_О.П. = = 9,1 %

Или G_Шо.п = = = 8,8 кг.

Шлак окислительного периода наводится из извести и кварцита, для хорошей дефосфорации принимаем, что FeO = 16 %, а основность шлака CaO/SiO₂ = 2,4.

По практическим данным около 10 % MgO из подины перейдет в шлак, т.е.

G_Ш.о.п. = G_MnО + G_P2O5 + G_Fe2O3 + G_MgO + G_FeO + G_SiO2 + G_CaO. (10)

Количество (MnO), (P₂O₅), (Fe₂O₃) приведено в таблицах 7 и 8. Количество (FeO), (MgO), содержащееся в шлаке, равно

G_FeO = = = 1,5 кг.

G_MgO = = = 0,91 кг.

Так как основность шлака CaO/SiO₂=2,4, содержание CaO=2,4SiO₂.

Таким образом, получаем из уравнения

9,1 = 0,416+0,11+0,11+0,91+1,456+G_SiO2+2,4G_SiO2

G_SiO2 = 1,8 кг; G_CaO = 4,3 кг.

Данные о приближенном весовом количестве и химическом составе шлака окислительного периода приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Вес и состав шлака окислительного периода

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: