Теоретические основы металлургического производства
  10.2 Удельный расход кислорода на обезуглероживание металла

Выделяющийся из сталеплавильной ванны оксид углерода проходит через слой шлака, содержащего оксиды железа. При высоких температурах CO является активным восстановителем, поэтому в слое шлака возможно протекание реакции

В результате протекания реакции (10.1) количество CO2 в отходящих из сталеплавильной ванны газах увеличивается. Вместе с ним увеличивается и расход кислорода на окисление единицы массы углерода.

Константу равновесия реакции (10.1) можно записать в виде

Для открытых сталеплавильных агрегатов в момент выхода пузырей газа из объема металла

С учетом соотношения (10.3) из уравнения (10.2) можно получить

Из уравнения (10.4) видно, что содержание CO2 в выделяющихся из сталеплавильной ванны газах определяется температурой и активностью оксида железа в шлаке.

Температурная зависимость константы равновесия реакции (10.1) может быть описана уравнением

Расчеты равновесного содержания CO2 в газах, выделяющихся из основной мартеновской ванны, с использованием приведенных выше зависимостей свидетельствуют о том, что в периоде плавления оно составляет 10 – 15%, а при доводке плавки – 3 – 6%. При выплавке стали в кислородном конвертере верхнего дутья содержание CO2 в выделяющихся из ванны газах по ходу плавки изменяется в пределах 5 – 15%.

Расход кислорода на окисление 1 кг углерода (aC, кг) при одновременном образовании CO и CO2 можно определить из уравнения

где {CO2} – содержание углекислого газа в продуктах реакции, %.

Среднее содержание CO2 в газах, выделяющихся из мартеновской ванны, в периоде плавления можно принимать равным 12,5%, а в периоде доводки – 5%. Для кислородно-конвертерной плавки среднее содержание CO2 в газах за время плавки можно принять равным 10%. Подставляя эти значения в уравнение (10.6), получим, что в практических расчетах расход кислорода на окисление 1 кг углерода необходимо принимать равным: для мартеновской плавки в периоде плавления 1,5 кг, при доводке плавки 1,4 кг; для кислородно-конвертерной плавки 1,45 кг.

В крупнотоннажных агрегатах эти поправки имеют существенное значение при определении расхода кислорода на окисление углерода при высоком содержании его в металлической шихте. Например, для 300-т кислородного конвертера поправка составляет 1500 м3 кислородного дутья, для 400-т мартеновской печи, работающей на 60 – 70% жидкого чугуна в металлической шихте, – 1 – 1,5 т кислорода или 5 – 6 т железной руды.

  10.2 Удельный расход кислорода на обезуглероживание металла
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ