ФГАОУ ВПО «Уральский Федеральный Университет имени первого президента Российской Федерации Б.Н. Ельцина»
Кафедра металлургии железа и сплавов
Отчет
по лабораторной работе
«Моделирование выплавки стали кислородно-конвертерным процессом»
Выполнил: студент гр. Мт-380101б
Волков А.С.
Проверил: доцент, к.т.н.
Гудов А.Г.
Екатеринбург 2010
Цель работы – получение навыков управления кислородно-конвертерной плавкой в целях получения из данного чугуна стали необходимого состава с соблюдением временных и температурных ограничений.
1. Исходные данные
Марка стали | Температура чугуна, ОС |
LPS | 1400 |
2. Упрощенный расчет шихты
2.1 Оценка количества примесей, окисляющихся по ходу процесса
Таблица 1 – выбор состава металла после продувки
Состав | C | Si | Mn | P | S |
Состав чугуна, % | 4,5 | 0,4 | 0,5 | 0,08 | 0,02 |
Состав металла после продувки, % | 0,1 | 0 | 0,1 | 0,008 | 0,014 |
Таблица 2 – результаты расчета «угара» примесей и потребности в кислороде.
Элемент | С | Si | Mn | P | S |
Продукт окисления | CO | CO2 | SiO2 | MnO | P2O2 | - |
«Угар» элементов, кг(%) | 0,92(92) | 0,08(8) | 0,4(100) | 0,4(80) | 0,072(90) | 0,006(30) |
Потребность в кислороде, кг |
|
|
|
|
|
|
Количество образующегося оксида, кг |
|
|
|
|
|
|
2.2 Оценка количества извести, которую необходимо загрузить в конвертер
(%CaO) = (%SiO2)*4 =0.4*4 = 1.6
mизвести = CaO*100/(94.88-4*2.1) = 1.6*100/(94.88-4*2.1) = 86.48
2.3 Оценка температурного эффекта экзотермических реакций окисления компонентов металла
Таблица 3 - оценка температурного эффекта угара компонентов щихты
Компонент | Температурный эффект из расчета окисления 0.01 %, ОС | Количество окислившейся примеси, % от массы металла | Температурный эффект, ОС |
Si | 3.37 | 0.4 | 135 |
P | 3.57 | 0,072 | 261 |
C | 1.27 | 1 | 127 |
Mn | 0.80 | 0,4 | 32 |
Fe | 0.55 | 1,5 | 83 |
Сумма | 638 |
2.4 Оценка охлаждающего температурного эффекта от присадки извести
Таблица 4 охлаждающий температурный эффект от присадки извести.
Материал | Температурный эффект, ОС/т | Потребность в извести на 250 т чугуна, т | Охлаждающий эффект |
Известь | -6,90 | 7,5 | -51,75 |
2.5 Оценка теплопотерь в окружающее пространство
Приняв удельную величину теплопотерь 1 ОС/мин и продолжительность плавки 45 минут температурный эффект теплопотерь составит – 45 ОС.
2.6 Оценка величины перегрева металла без использования охладителей
Таблица 5 Оценка величины перегрева металла без использования охладителей.
Температура металла на выпуске | ОС |
Фактическая | 1671 |
Целевая | 1655-1685 |
Величина перегрева | 0 |
3. Результаты
Вывод
В результате моделирования выплавки стали кислородно-конвертерным процессом была получена на выходе сталь с требуемым химическим составом и температурой с небольшим отклонением по содержанию серы. Это связано с тем, что в ходе конвертерного сталеплавильного процесса невозможно удалить серу до допустимо количества. Эту проблему решают с помощью внепечной обработки стали, где доводят ее концентрацию до нужного предела. Необходимо отметить, что модель выдаёт флуктуации по исходному хим. составу, что затрудняет предварительный расчет шихты, также наблюдается неадекватная реакция программы на некоторые технологические операции. В целом можно отметить, что для попадания в хим. состав и температуру необходим некоторый опыт моделирования в данной среде.
Другие работы по теме:
Параллельное и последовательное моделирование
Порядок и разновидности соединений звеньев, их характеристика и отличительные черты. Амплитудно-частотные характеристики при различных соединениях, порядок их расчета и анализа. Методика и этапы моделирования последовательного соединения звеньев.
Использование электроэнергии
В РАЗЛИЧНЫХ ОБЛАСТЯХ НАУКИ И ВЛИЯНИЕ НАУКИ НА ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ЖИЗНИ ХХ век стал веком, когда наука вторгается во все сферы жизни общества: экономику, политику, культуру, образование и т.д. Естественно, что наука непосредственно влияет на развитие энергетики и сферу применения электроэнергии.
Основные химические производства. Производства металлов
Производство чугуна Чугун-это сплав железа с углеродом и другими примесями (кремнием, марганцем, фосфором, серой)Массовая доля углерода в чугуне превышает 1,7%.Его выплавляют в доменных печах, в неё загружают шихту-смесь сырьевых материалов, которая состоит из железной руды, топлива и флюсов.
Расчет кислородно-конвертерной плавки
Основные задачи, решаемые при производстве стали, перспективы развития кислородно-конвертерного производства. Максимально возможный расход металлического лома и уточнение количества шлака. Расчет потерь и выхода жидкого металла, материальный баланс.
Металлургическая теплотехника
Способы передела чугуна в сталь. Производство стали в конвертерах на кислородном дутье. Кислородно-конвертерный процесс. Примерный расчет кислородного конвертора. Определение основных размеров конвертера. Увеличение производительности конвертеров.
Техника и технология производства стали
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Удмуртский государственный университет»
Свойства конструкционных материалов
Определение понятия и классификация свойств конструкционных материалов, из которых изготовляются детали конструкций, воспринимающих силовую нагрузку. Стеклокристаллические материалы, производство стали, классификация, графитизация и маркировка чугунов.
Строение, свойства, производство стали
Строение и свойства стали, исходные материалы. Производство стали в конвертерах, в мартеновских печах, в дуговых электропечах. Выплавка стали в индукционных печах. Внепечное рафинирование стали. Разливка стали. Специальные виды электрометаллургии стали.
Производство стали
Особенности технологии выплавки стали. Разработка способов получения стали из чугуна. Кислородно-конвертерный процесс выплавки стали. Технологические операции кислородно-конверторной плавки. Производство стали в мартеновских и электрических печах.
Производство стали
Производство стали в кислородных конвертерах. Легированные стали и сплавы. Структура легированной стали. Классификация и маркировака стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Термическая и термомеханическая обработка легированной стали.
Производство стали
Металлургия стали как производство. Виды стали. Неметаллические включения в стали. Раскисление и легирование стали. Шихтовые материалы сталеплавильного производства. Конвертерное, мартеновское производство стали. Выплавка стали в электрических печах.
Оптимизация процесса сталеварения в конвертере
Технологии вычислительной гидродинамики (Computational fluid dynamics, CFD) позволяют инженерам заглянуть внутрь металлургического конвертера, где высокие температуры и неблагоприятные условия делают невозможным выполнение практических измерений.
Анализ процессов изготовления детали корпуса
Разработка и конструкционно-технический анализ чертежа детали. Вид заготовки, описание метода и способа ее получения для заданной детали. Последовательности механической обработки заданных поверхностей и технологии выполнения отдельных операций.
Черная металлургия мира
Черная металлургия Содержание: Введение 1. Технологические особенности производства основных видов продукции черной металлургии 2. Железорудная промышленность
Основы маркировки металлов и металлопродукции Вариант 8
Определение вида продукции, предложенной для рассмотрения (прокат, отливка, поковка и т.д.), ее геометрические параметры. Необходимо изучить сортамент прокатной продукции и определить к какому виду продукции относится предложенное для изучения изделие.
работа по дисциплине «Моделирование»
Провести анализ заданной схемы на предмет корректности её работы в установленных режимах. Внести необходимые исправления в схему, для обеспечения правильности её работы
Коклюш
Коклюш – это острая инфекционная болезнь, характерезующаяся постепенно нарастающая приступами спазматического кашля. Возбудитель представляет собой палочку с закругленными концами. Во внешней среде микроб не устойчив и быстро погибает под воздействием дезинфицирующих факторов, таких как солнечный свет, а при t 56є погибает через 10 – 15 минут.
Моделирование работы системы управления запасами
Определение оптимального количества закупаемых товаров, числа заказов. Разница между переменными издержками по оптимальному варианту и случаем, когда покупка всей партии проводится в первый день месяца. Графическое моделирование работы системы управления.
Линии задержки
Моделирование прямоугольного импульса с определенной длительностью фронта. Синтезирование электрической принципиальной схемы с учетом параметров элементов. Графики входных и выходных напряжений. Влияние длительности фронта на искажение выходного сигнала.
Клиодинамика
Введение 1 Общие сведения 2 Соотношение между клиодинамикой и клиометрией 3 Основоположники клиодинамики 4 Основные достижения клиодинамики Список литературы
Доменная печь
План Введение 1 Описание и процеcсы 2 Этимология 4 Источники Введение До́менная печь, до́мна — большая металлургическая, вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна и ферросплавов из железорудного сырья. Важнейшей особенностью доменного процесса является его непрерывность в течение всей кампании печи (от строительства печи до ее «капитального» ремонта) и противоток поднимающихся вверх фурменных газов с непрерывно опускающимся и наращиваемым сверху новыми порциями шихты столбом материалов.
Законы истории
Введение 1 Математическое моделирование развития Мир-Системы 1.1 Компактные макромодели эволюции Мир-Системы 1.2 Социальная макродинамика. Экскурсы
Автоматизированное проектирование
Особенности моделирования логических элементов в системе автоматизированного проектирования OrCAD 10.3, анализ его функционирования и оценка погрешности. Моделирование элементов иерархического уровня в системе автоматизированного проектирования GL–CAD.
Моделирование электрических цепей с нелинейными элементами
Моделирование схем с резистивным нелинейным элементом. Исследование характеристик транзистора. Графический ввод, редактирование и анализ принципиальных схем в режимах анализа переходных процессов, частотного анализа и анализа в режиме постоянного тока.
Покрытия на основе графита в черной металлургии
Интенсификация процесса выплавки стали в металлургических агрегатах создала предельно жесткие условия для службы огнеупорной футеровки в местах ее непосредственного контакта с жидким металлом и шлаками.