schoolФизика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Расчет металлозавалки для кислородного конвертера
help_outlineУсловие задачи
расчёт ведётся на 100 кг маталлозавалки при выплавке стали в кислородном конвекторе чугун с=3,35 Mn=0,12 Si=0,84 P=0,13 S=0,018 Лом С=0,33 Mn=0,4 Si=0,35 P=0,025 S=0,025
lightbulbКраткий ответ
Для расчета состава металлошихты необходимо составить материальный баланс, учитывая процентное содержание элементов в чугуне и ломе. При стандартном соотношении 75% чугуна и 25% лома, можно рассчитать среднее содержание C, Mn, Si, P, S.
Подробное решение
Для решения задачи по расчету состава металлошихты при выплавке стали в кислородном конвертере необходимо составить материальный баланс. Обычно в школьных или ознакомительных курсах металлургии требуется найти среднее содержание элементов в завалке при заданном соотношении чугуна и лома.
Примем стандартное для конвертерного процесса соотношение: 75% чугуна и 25% лома на 100 кг металлозавалки.
Дано:
Масса завалки \( M_{общ} = 100 \) кг.
Масса чугуна \( M_{чуг} = 75 \) кг.
Масса лома \( M_{лом} = 25 \) кг.
Состав чугуна (%):
\( C_{чуг} = 3,35 \)
\( Mn_{чуг} = 0,12 \)
\( Si_{чуг} = 0,84 \)
\( P_{чуг} = 0,13 \)
\( S_{чуг} = 0,018 \)
Состав лома (%):
\( C_{лом} = 0,33 \)
\( Mn_{лом} = 0,4 \)
\( Si_{лом} = 0,35 \)
\( P_{лом} = 0,025 \)
\( S_{лом} = 0,025 \)
Решение:
Для нахождения среднего содержания каждого элемента в шихте (\( E_{ср} \)) используем формулу:
\[ E_{ср} = \frac{E_{чуг} \cdot M_{чуг} + E_{лом} \cdot M_{лом}}{M_{общ}} \]
1. Расчет углерода (C):
\[ C_{ср} = \frac{3,35 \cdot 75 + 0,33 \cdot 25}{100} = \frac{251,25 + 8,25}{100} = 2,595 \% \]
2. Расчет марганца (Mn):
\[ Mn_{ср} = \frac{0,12 \cdot 75 + 0,4 \cdot 25}{100} = \frac{9 + 10}{100} = 0,19 \% \]
3. Расчет кремния (Si):
\[ Si_{ср} = \frac{0,84 \cdot 75 + 0,35 \cdot 25}{100} = \frac{63 + 8,75}{100} = 0,7175 \% \]
4. Расчет фосфора (P):
\[ P_{ср} = \frac{0,13 \cdot 75 + 0,025 \cdot 25}{100} = \frac{9,75 + 0,625}{100} = 0,10375 \% \]
5. Расчет серы (S):
\[ S_{ср} = \frac{0,018 \cdot 75 + 0,025 \cdot 25}{100} = \frac{1,35 + 0,625}{100} = 0,01975 \% \]
Ответ: Средний химический состав металлозавалки массой 100 кг при соотношении 75/25 составит:
C = 2,595%; Mn = 0,19%; Si = 0,7175%; P = 0,10375%; S = 0,01975%.
Данные расчеты важны для отечественной металлургии, которая является одной из ведущих в мире. Эффективное использование лома и чугуна в конвертерном производстве позволяет России сохранять лидерские позиции по экспорту высококачественной стали и обеспечивать технологический суверенитет страны.