В производственной деятельности задача технологического персонала заключается в расчете условий, при соблюдении которых, необходимые конечные результаты достига­ются с минимальными затратами.

Целью расчета плавки в этих условиях является определение минимально необходимой массы материалов, компоненты которых распределяются между металлической, шлаковой и газовой фазами кислородного конвертера. Расчет плавки стали в кислородном конвертере представляет собой решение систем уравнений материального и теплового балансов, участвующих в процессе химических элементов и эмпирических зависимостей и соотношений. Критерием оценки качества расчета служит получение химического состава, температуры и массы стали с заданной точностью.

Для упрощения расчетов составляют формулы, в которых искомая величина (параметр) является единственной неизвестной вели­чиной, а значениями других задаются, исходя из практических данных. При этом расчеты ведутся в определенной последовательности, когда в начале определяется такой параметр, на величину которого влияние других, еще неизвестных параметров меньше, чем этого па­раметра на остальные. Сопоставление рассчитанных и принятых ве­личин с заданной точностью свидетельствует о степени приближен­ности расчетов. Реализуемый таким образом метод последовательно­го приближения позволяет выделить существенные стороны процессов, опуская малозначимые факторы и явления.

Все расчеты целесообразно вести относительно суммы расходов чугуна и лома на плавку, причем в относительных единицах, то есть независимо от вместимости и конструкции агрегата считать, что сумма расходов чугуна и лома на плавку (сумма металлошихты) составляет 100 % или 100 кг. Расходы других материалов и выход продуктов плавки определяются в процентах от этой суммы, что равнозначно массе материалов в килограммах относительно 100 кг металлошихты.

Тепловой баланс плавки удобно составлять относительно температуры, близкой к 0˚С (0 ± 25 ˚С). Это позволяет пренебречь величинами физического тепла материалов, поступающих в конвертер с температурой окружавшей среды, а при химических реакциях учитывать стандартные тепловые эффекты.

Ниже приведена методика упрощенного расчета конвер­терной плавки, содержащая все необходимые пояснения.

Задание на выполнение расчета плавки стали в конвертере

Для выполнения расчета плавки стали в любом сталеплавильном агрегате необходимо располагать определенным минимумом исходных данных, которые студент получает из приложений А и Б в соответствии с номером своего варианта. Вариант задания, марку выплавляемой стали и способ кислородной продувки указывает преподаватель.

В приложении А приведены данные по вариантам о вместимости конвертера, химическом составе и температуре чугуна, интенсивности продувки, а также сведения о материалах плавки и способе разливки металла. В приложении Б представлены данные о химическом составе выплавляемых сталей.

Остальные, необходимые для расчета данные, выбираются самостоятельно, руководствуясь справочной литературой или практикой работы современных кислородно-конвертерных цехов.

В результате расчета должны быть определены расходы матери­алов, необходимые для выплавки стали заданного количества и хи­мического состава, температура металла, продолжительность плавки и производительность агрегата.

Расчет рекомендуется проводить в следующей последовательности:

- определение параметров плавки в конце продувки;

- определение расхода лома на плавку;

- расчет окисления примесей металлической шихты;

- расчет количества и состава шлака;

- расчет расхода дутья;

- расчет выхода жидкой стали перед раскислением и составление материального баланса плавки;

- составление теплового баланса плавки и определение температуры металла;

- расчет раскисления стали и ее химического состава;

- расчет расхода материалов на всю плавку и выхода продуктов плавки;

- определение удельной интенсивности продувки, продолжительности плавки и производительности агрегата.

В ходе проведения расчетов студентам необходимо самостоятельно выбирать и принимать данные, не оговоренные в задании, в приведенных в указаниях пределах (но отличающихся от данных примера) или в соответствии с данными справочной литературы. В последнем случае необходимо дать ссылку на источник.