Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG DUNG LƯỢNG 20 TẤN

2 TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG DUNG LƯỢNG 20 TẤN

Tải bản đầy đủ - 0trang

-



Rút ngắn thời gian nấu luyện, trong thời kỳ oxy hóa có thể giảm từ 20-60 phút, thời kỳ hồn

ngun giảm 20-30 phút.



-



Áp dụng phương pháp này có thể giảm chi phí điện nằng 12-15%,năng suất lò tăng 15-20%.



-



Giảm bớt các chất oxy hóa chất tạo xỉ, điện cực gạch chiệu nhiệt, nhất là giảm sự bay hơi

các nguyên tố hợp kim.



-



Tận dụng các nguyên tố hợp kim trong phế liệu.



-



Tăng tuổi thọ lò, thời gian phục vụ của lò, nắp và đáy lò tăng 10% so với lò nấu có thời kỳ

sơi.







Nhược điểm của phương pháp:



-



Phối liệu có thành phần khắt khe, yêu cầu trong liệu có thành phần P, S thấp.



-



Vì khơng có giai đoạn sơi nên thành phần và nhiệt độ thép không đồng đều, hạn chế q

trình khử tạp phi kim, các chất khí có hại như nitơ, hydro,…



 Ta chọn phương án nấu luyện liệu là thép và gang phế liệu trong quá trình nấu có gia đoạn

oxy hóa và hồn nguyện.



2.2.2. Vật tư sử dụng

Thép ШX15 có thành phần

Ngun

tố



C



Mn



Si



P



S



Cr



Ni



Cu



ШX15



0,951,05



0,20,4



0,170,37



<

0,025



< 0,025



1,31,65



�0,25



�0,35



Trong q trình tính tốn lấy giá trị trung bình để dể tính tốn.

Thành phần hợp kim Fero sử dụng:

 Fero Mangan:



NHÓM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



28



 Fero Silic:



Có nhiều phương án chọn ngun liệu. Ở đây ta chọn nguyên liệu là thép 40Cr và gang. Ngoài ra

nếu cần ta dùng fero silic, fero cromic, fero mangan và than cốc khi thiếu Si, Cr, Mn hay C.



Thành phần của nguyên liệu:

Loại nguyên liệu



Thành phần (%)

C



Si



Mn



P



S



Cr



Ni



Cu



40Cr



0,40



0,27



0,65



0,03



0,03



0,95



�0,3



�0,3



Gang



3,9



0,8



1



0,2



0,05



-



-



-



75



0,7



0,05



0,04



-



-



-



0,07



0,04



-



-



FeSi75



-



FeCr65



6,6



-



Ni



0,1



0,1



FeMn75



7



2



75



0,38



65

-



0,03



-



99,1

-



0,2

-



2.2.3.Tính tốn phối liệu chính:

Gọi x là % của thép 40Cr trong mẻ liệu

y là % của gang trong mẻ liệu.

Ta tính lượng phối liệu dựa vào %C trong nguyên liệu và mác thép cần nấu.

%Ctính tốn = %Cmác thép + (0.3 ÷ 0.4) = 1,0 + 0,35 = 1,35%.

NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



29



Ta có hệ phương trình:

Giải hệ phương trình ta được : x = 72,86%; y = 27,14%.

Khối lượng mẻ liệu là 20 tấn.

Vậy khối lượng thép 40Cr là : mt = 72,86% .20 = 14,57 (tấn).

Khối lượng gang là : m g = 27,14% .20 = 5,43(tấn).



 Xác định thời lượng từng thời kỳ :

Quá trình nấu luyện gồm ba thời kỳ chính :

- Thời kỳ nấu chảy : chiếm thời gian 105 phút.

- Thời kỳ oxy hóa : chiếm 45 phút.

- Thời kỳ hồn ngun : chiếm 30 phút.

- Tổng lượng thời gian của một mẻ nấu :3 giờ



 Tính cháy hao các nguyên tố qua các thời kỳ :nấu chảy, oxy hóa hồn

ngun.



Ngun liệu



Thời kỳ nấu chảy

(%)



Thời kỳ oxy hóa (%)



Thời kỳ hồn ngun

(%)



Fe



2-5



5–6



-



Mn



50 - 70



10 - 15



-



Si



50- 75



50 - 80



15 - 20



Cr



5 - 10



10 - 20



2–3



P



50 - 60



30 - 40



-



S



50



15 -20



75 - 80



W



-



5



8



Mo



-



-



-



Ti



100



-



40 – 50



Al



100



100



70 – 80



Ni



-



-



-



NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



30



Cthancốc



-



30 – 40



-



C



15 ÷ 20%



1,5 ÷ 2%/giờ



5%



2.2.4. Tính tốn cháy hao :





Fe : tổng lượng Fe cháy hao trong thời các thời kỳ nấu chảy, oxy hóa và hồn nguyện :

Thành phần Fe trong liệu bang đầu :

%Fe=100-(1,35+0,95+0,2+0,17+0,025)=97,31%

Khối lượng Fe trong liệu bang đầu :

mFe=97,31%×20=19,46tấn.

Thời kì nấu chảy :

%Fe=19,46-19,46×3,5%=18,78%.

Thời kì oxy hóa :

%Fe=18,78-18,78×5,5%=17,75%.

Khối lượng Fe khơng bị cháy hao :

mFe=17,75%×100=17,75 tấn.

Lượng Fe bị cháy hao :

20- 17,75=2,25(tấn) tương đương với 11,25% bị cháy hao.



 Cacbon :

Thành phần cacbon trong liệu :

%C=1,35%

Thành phần cacbon qua các thời kỳ :

- Thời kì nấu chảy : %C=1,35-1,35 �17,5%=1,11%.

- Thời kì oxy hóa : %C=1,11-1,11 �1,75%=1,09%.

- Thời kì hồn ngun : %C=1,09-1,09 �5%=1,04%.

Lượng cacbon đạt u cầu trong thép 0,95% -1,05%

Lượng cacbon sau giai đoạn oxy hóa cần thiết là :

%C=1,04%



� thành phần C đạt yêu cầu của mác thép ШX15

 Mn :

Thành phần Mn trong liệu:



- Thời kì nấu chảy : %Mn = 0,74 – 0,74 �60% = 0,30%.

- Thời kì oxy hóa : %Mn = 0,30 – 0,30 �12,5% = 0,26%< %Mnmác = 0,30%.

NHÓM 11- ĐỒ ÁN MÔN HỌC



31



- %Mnthiếu = 0,30 – 0,26 = 0,04%

Khối lượng Mn trong feromangan cần đưa vào:

mMn.= 0,04% * 100= 0,04 ( tấn)



� Lượng feromangan đưa vào: (hiệu suất thu hồi là 95%):



 Si :

Thành phần trong liệu :



- Thời kỳ nấu chảy : %Si=0,41-0,41 �0,63=0,15%.

- Thời kỳ oxy hóa : %Si=0,15-0,15 �0,9=0,015%.

- Thời kỳ hồn ngun : %Si=0,015-0,015 �17,5%=0,012%.

- %Sithiếu=0,27-0,012=0,258%.

Khối lượng Si trong ferosilic cần đưa vào :

mSi=0,258% �20=0,05tấn.

� Lượng ferosilic cần đưa vào với hiệu suất sử dụng là 70% :



.



 P:

Thành phần trong liệu:



- Thời kỳ nấu chảy: %P=0,08-0,08 �55%=0,04%.

- Thời kỳ oxy hóa : %P=0,04-0,04 �35%=0,03% > Pmác < 0,025%

NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



32



� thành phần P lớn hơn yêu cầu của mác thép ШX15 nên cần tăng cường khử P xuống

thấp hơn.



 S:

Thành phần S trong liệu :



.



- Thời kỳ nấu chảy: %Si=0,04-0,04 �0=0,04%.

- Thời kỳ oxy hóa : %Si=0,04-0,04 �17,5%=0,03%.

- Thời ky hoàn nguyên : %Si=0,03-0,03 �77,5%=0,007% <0,025%.

� Thành phần S đạt yêu cầu của mác thép ШX15 nên không cần thêm các biện pháp

khử S nếu không cần thiết.

Tuy nhiên nếu có điều kiện chúng ta nên áp dụng các biện pháp để khử gần triệt để P và

S, nâng cao chất lượng thép giúp xây dụng thương hiệu cho công ty.



 Carbon (C):



- Thời kỳ nấu chảy: %C=1,35 -1,35*17,5%= 1,11%

- Thời kỳ oxy hóa: %C cháy hao trong một giờ= 1,11* 1,75%=0,02%

- Để giảm lượng C tới mức yêu cầu mác thép ta cần thổi oxy trong 5,5 giờ (cháy hao

1,5-2%/giờ).



2.3 TÍNH TỐN LƯỢNG XỈ TRONG MẺ:

Một trong những yếu tố ảnh hưởng đến q trình cơng nghệ, thời gian nấu và chất lượng mẻ nấu

là chế độ xỉ. Việc đảm bảo chế độ xỉ tối ưu bắt đầu bằng sự thiết lập các giá trị tối ưu của các

thông số cơ bản như độ bazo (B ), khối lượng xỉ, độ sệt của xỉ , hoạt độ của xỉ,.. và đồng thời

phải đảm bảo mức khử P,S và tạp chất tới mức tối thiểu.



2.3.1 Các chất tạo xỉ bazơ:

- Trong luyện thép người ta thường dùng các trợ dung tạo xỉ kiềm tính như vơi và đá vơi (CaCO 3,

CaO), huỳnh thạch ( CaF2), đôlômit (CaMg(CO3) ),..: chất tạo xỉ trung tính như samốt (Al2O3 và

SiO2) và 1 lượng chất tạo xỉ tính axit (cát thạch anh) để điều chỉnh tính chất xỉ.

- Oxy hay quặng sắt (hay vảy Fe sinh ra trong cán, rèn) dùng để oxy hóa các ngun tố S, P, Si,

Mn,..

NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



33



- Chất khử oxy là CaC2, fero silic, fero mangan, Si-Mn, Al, và 1 số nguyên tố đất hiếm.

Bảng thành phần trợ dung



Vật

Liệu



SiO2



Fe2O3



Al2O3



CaO



MgO



Vơi



2,3



2,2



0,8



91,3



3,3



Huỳnh

thạch



3,6



1,5



0,2



-



Manhe

zit



3



2



1



1



92



Tro

điện

cực



46



18



26



10



-



Gạch

Đinat



94



1,1



1,6



2,5



0,8



Samot



62



2



35



0,7



0,3



Quặng

Fe



3,8



81,2



1,2



0,2



Vảy

cán



1,75



35,57



0,62



Than

cốc



51



7



35



MnO



CaF2



-



-



-



S



P



CaCO3



FeO



0,1



-



94,2



-



- 0,5



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



-



0,2



0,7



-



-



-



12,6



1,4



0,62



1,43



-



-



-



-



58,6



5



-



-



-



-



-



-



-



1



0,1



-



-



2.3.2 Tính tốn khối lượng xỉ:

Thành phần bay hơi và vào xỉ của các nguyên tố:

Nguyên tố



Bay hơi



Vào xỉ



Fe



90%



10%



NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



34



Si



50%



50%



Mn



20%



80%



P



-



100%



Ti



-



100%



Cr



20%



80%



S



-



100%



a. Thời kỳ nấu chảy:

Bảng thăng bằng các nguyên tố ở giai đoạn nấu chảy:



Nguyên tố



Lượng

Lượng

Lượng

Lượng

trong

mất do

cháy hao vào

xỉ

kim loại

bay hơi

(kg)

(kg)

lỏng (kg)

(kg)



Fe



88711,2



C



744



Si



3104,89



310,5



2794,39



Lượng còn lại

Kg



%



85606,31



97,936



744



0,85



-



-



-



1154,8



692,88



346,44



346,44



461,92



0,53



Mn



912,4



364,96



291,97



72,99



547,44



0,63



P



62



34,1



34,1



-



27,9



0,032



S



45,6



22,8



22,8



-



22,8



0,026



Tổng



91630



87410,37



100



b. Thời kỳ oxy hố:

Trong giai đoạn oxy hóa , với tốc độ khử 0,08%C/ phút, ta thổi oxy trong 6phút.

==> %Ccònlại= 0,85 – (0,08.6) = 0,37%.

Bảng thăng bằng các nguyên tố ở giai đoạn oxy hóa:



Nguyên tố



Fe



Lượng

Lượng

Lượng

Lượng

trong kim

mất do

cháy hao vào

xỉ

loại lỏng

bay hơi

(kg)

(kg)

(kg)

(kg)

85606,31



5136,38



NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



513,64



4622,74



Lượng còn lại

Kg

80469,93



%

98,85

35



C



744



442,81



442,81



-



301,19



0,37



Si



461,92



346,44



173,22



173,22



115,48



0,142



Mn



547,44



68,43



54,74



13,69



479,01



0,59



P



27,9



9,76



9,76



-



18,14



0,022



S



22,8



3,42



3,42



-



19,38



0,024



Tổng



87410,37



81403,13



100



c. Thời kỳ hoàn nguyên:

- Khối lượng Ferosilic thêm vào khử oxy, hiệu suất thu hồi 90%:

- Khối lượng Feromangan thêm vào khử oxy, hiệu suất thu hồi 90%:

- Khối lượng Ferocrom thêm vào:

- Khối lượng Niken thêm vào:

Bảng thăng bằng các nguyên tố ở giai đoạn hoàn nguyên:



Nguyên tố



Lượng

Lượng

trong kim

cháy hao

loại lỏng

(kg)

(kg)



Lượng còn lại

kg



%



Fe



80619,29



-



80619,29



98,1



C



334,4



-



334,4



0,41



Si



175,33



26,3



149,03



0,18



Mn



539,55



-



539,55



0,7



P



18,77



-



18,77



0,03



S



19,6



15,19



4,41



0,0054



Cr



270,3



9,46



260,84



0,285



Ni



270



270



0,29



-



NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



36



Tổng



82247,24



82196,29



100



2.4 CƠNG TÁC CHUẦN BỊ:

2.4.1 Kiểm tra thiết bị:

- Kiểm tra khả năng làm việc và an tồn thiết bị.

- Đầm lò, xây máng rót, kiểm tra khn rót, đắp thùng rót ,…

- Kiểm tra điện, cầu dao,….

- Kiểm tra nồi lò.

- Sấy lò và thùng rót.



2.4.2 Chất liệu:

Thời gian chất liệu và nấu chảy mẻ liệu thường chiếm 50-70% tổng thời gian nấu luyện 1 mẻ

thép, do vậy cần có giải pháp giảm thời gian chất liệu và phân bố liệu sao cho có mật độ lớn

nhất, liệu khó chảy nhất nằm ở sát tường lò.

Thao tác nạp liệu ảnh hưởng đến q trình nóng chảy liệu, cháy hao các ngun tố hợp kim và

tuổi thọ của lò. Nguyên tắc khi chất liệu là :



- Tốc độ nạp nhanh đều.

- Liệu phải được xếp sít chặt và chất được nhiều nhất.

- Phân bố các cỡ liệu hợp lý trong lò, các liệu lớn và loại liệu khó chảy nên đưa vào vùng

-



nhiệt độ cao.

Duy trì chúng được ổn định, bảo đảm an tồn khơng làm gãy điện cực trong q trình

nấu.

Cố gắng nạp liệu 1÷2 lần, sử dụng nạp liệu trên xuống.



Khi mở nắp lò, nhiệt độ từ 1500°C giảm xuống còn 800 ÷ 900°C. Nhiệt lượng mất đi đó trong

giai đoạn nấu chảy phải bổ sung bằng nguồn nhiệt hồ quang, do đó tổn hao điện năng nhiều, kéo

dài thời gian nấu chảy, năng suất lò khơng cao.

Nạp liệu khít chặt đảm bảo dẫn điện, nhiệt tốt, phối hợp chặt chẽ giữa các loại liệu cục to, cục

vừa và nhỏ một cách hợp lý.

Loại liệu



Khối lượng/cục liệu (kg)



% liệu trong mẻ liệu



Liệu loại nhỏ



<10kg



40%



Liệu loại trung bình



10÷25 kg



45%



Liệu cục to



25÷150 kg



15%



Q trình chất liệu có thể chia làm 2 đợt:



- Chất khoảng 60% liệu gồm thép, vôi, MgO, gỉ sắt.

- Khi liệu đã chảy hết thì chất tiếp đợt 2 là số thép còn lại, gang và các chất trợ dung tạo xỉ.

Trình tự chất liệu như sau:

NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



37



- Trên đáy lò được chất 1 lớp vôi 1,5-2% trọng lượng liệu (1,5-2 tấn) rải đều mặt đáy. Mục

đích của lớp vơi này là giảm bớt sự va đập của liệu rơi từ trên xuống và đồng thời tạo xỉ

sớm để khử bớt P.

- Chất khoảng ¼ số liệu là loại cục nhỏ vào nấu luyện, sau đó dàn đều ra lò, tiếp chất cục

liệu vừa.

- Khi số liệu điền đầy ½ nồi lò thì chất liệu cục to vào chính giữa 3 điện cực, trên cùng chất

một lớp liệu cục nhỏ, rồi thơng điện phóng hồ quang.

- Theo tình nóng đỏ liệu mà chất tiếp tục và tăng cơng suất lò, khi nhiệt độ lò 1000°C thì

chất hết liệu tiến hành nấu chảy liệu nhanh.

Chất liệu theo phương pháp trên xuống, ta dùng thùng chứa liệu có đáy tự động đóng, mở.

Liệu được chất vào thùng liệu, kích thước thùng liệu tùy vào dung lượng lò, sau đó nâng và

di chuyển nắp lò để tạo khoảng trống phía trên, mở đáy thùng chất liệu để liệu rơi vào lò.



CHƯƠNG 3: CƠNG NGHỆ NẤU LUYỆN THÉP

TRONG LỊ HỒ QUANG

3.1 GIAI ĐOẠN NẤU CHẢY:

Giai đoạn này bắt đầu từ khi chất liệu xong đến khi liệu chảy lỏng hồn tồn. Đây là phương

pháp nấu lại, thép khơng bị bẩn nhiều bởi P,S, vì vậy giai đoạn nấu chảy chiếm 70% tổng thời

gian luyện một mẻ thép. Đây là giai đoạn quyết định năng suất lò và suất tiêu hao điện năng.



3.1.1 Trình tự tiến hành:

Sau khi nạp liệu xong, điện cực được hạ xuống và thông điện vào. Hồ quang phát ra có nhiệt độ

rất cao (3000-4000°C) và làm chảy liệu. Q trình nung chảy liệu có thể chia làm 4 thời kỳ:



NHĨM 11- ĐỒ ÁN MƠN HỌC



38



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 TÍNH TOÁN PHỐI LIỆU NẤU THÉP TRONG LÒ HỒ QUANG DUNG LƯỢNG 20 TẤN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×