Определение основных параметров технологии плавки IF-стали в конвертере с верхней подачей дутья
6. Расчет расхода дутья
В качестве дутья для продувки металла сверху используем технически чистый кислород с содержанием 99,5% кислорода. Расход дутья определим по балансу кислорода, учитывая, что кроме дутья, кислород поступает в ванну при разложении оксидов железа неметаллических материалов, а расходуется не только на окисление примесей металла, но и на дожигание части СО до СО2, окисление железа, а также частично растворяется в металле и теряется в газовую фазу в начале продувки.
Ранее была определена потребность в кислороде для окисления примесей металла (таблица 6): 5,51 кг или 3,86 м3. Определим расход кислорода на окисление железа.
В таблице 9 в предпоследней колонке записано количество FeO (2,004 кг) и Fe2O3 (0,700 кг) в шлаке. Для их образования потребуется кислорода:
2,004·16/72 + 0,700·48/160 = 0,321 кг или 0,321·22,4/32 = 0,22 м3.
При этом окисляется железа:
2,004+ 0,700-0,321 = 2,383 кг.
Определим расход кислорода на дожигание СО. В зависимости от положения фурмы относительно поверхности металла 5…15%, а при использовании двухъярусных фурм до 25%, образующийся СО окисляется до СО2. Принимаем: 10% СО окисляется до СО2.
По реакции {CO}+0,5 {O2} = {СО2} на каждые 28 кг СО требуется 16 кг или 11,2 м3 О2.
Так как при окислении углерода образовалось 6,63 кг СО (таблица 6), то для окисления 10% этого количества (0,663 кг) потребуется кислорода:
0,663·16/28 = 0,379 кг или 0,379·22,4/32 = 0,265 м3.
С неметаллическими материалами поступает 0,03 кг FeO и 0,458 кг Fe2O3 (таблица 9).
При их полном усвоении образуется кислорода:
0,03·16/72 + 0,458·48/160 = 0,144 кг или 0,144·22,4/32 = 0,101 м3.
При этом восстанавливается железа:
0,03 + 0,458 - 0,144 = 0,344 кг.
Теперь определим общую потребность в кислороде дутья для окислительного рафинирования (Vk):
Vk = 5,510 + 0,321 + 0,379 - 0,144 = 6,066 кг или 4,246 м3.
Обычно 5…10% oт этого количества (принимаем 8%) приходится на потери кислорода в газовую фазу и растворение его в металле с учетом содержания кислорода в дутье (99,5%). Определим общий расход дутья (Vд):
Vд = (6,066·8/100 + 6,066)·100/99,5 = 6,584 кг или 4,609 м3.
Избыток дутья примерно составит 6,584·8/100 = 0,527 кг.