Ile żelazokrzemu 75 należy dodać? Sprawdzony przykład produkcji stali

Szybka odpowiedź:Aby obliczyć ileŻelazokrzem 75 (FeSi75)do dodania podczas produkcji stali potrzebne są pięć wartości: masa roztopionej stali, początkowa zawartość krzemu, docelowa zawartość krzemu, rzeczywista zawartość krzemu w stopie i szacowany uzysk krzemu.

Podstawoweobliczanie dodatku żelazokrzemudzieli wymagany przyrost masy krzemu przez efektywny udział krzemu ze stopu. Na przykład podniesienie zawartości krzemu z 0,10% do 0,30% w 100 tonach roztopionej stali wymaga około296,3 kg FeSi75gdy stop zawiera 75% krzemu i zakładany uzysk wynosi 90%. To jest w przybliżeniu równe2,96 kg FeSi75 na tonę stali.

To jest uproszczoneregulacja krzemu w hutnictwie staliprzykład. Wynik należy skorygować, jeśli istotne są dodatkowe materiały- zawierające krzem, zmiany masy stopu lub inne efekty procesu. Zakładany odzysk musi być poparty porównywalnymi zapisami produkcji, zanim szacunki zostaną wykorzystane do rzeczywistego ciepła.

Jakich informacji potrzebujesz przed obliczeniem dodatku FeSi75?

Przed obliczeniem wymaganego dodatku FeSi75 należy upewnić się, że wartości wejściowe odnoszą się do tego samego etapu produkcji stali i stanu materiału.

Na przykład analizy krzemu wykonanej przed dodaniem krzemomanganu nie należy traktować jako bieżącego poziomu krzemu po dodaniu krzemomanganu.

Poniższe dane wejściowe stanowią podstawę obliczeń.

Podczas sprawdzaniaskład chemiczny żelazokrzemu 75, pamiętaj, że FeSi75 jest oznaczeniem gatunku, a nie dowodem na to, że każda dostarczona partia zawiera dokładnie 75,00% Si.

NaszSkład chemiczny i specyfikacje FeSi75obejmują różne opcje chemiczne. Aby obliczyć rzeczywisty dodatek stopu, użyj odpowiedniej analizy partii lub zatwierdzonej wartości specyfikacji zgodnie z procedurą obliczeniową obowiązującą w Twoim zakładzie.

Jaki jest wzór obliczeniowy dodatku żelazokrzemu?

Najprostsza metoda szacowania dodatku żelazokrzemu opiera się na bilansie masowym krzemu.

W pierwszej kolejności należy określić wymagany przyrost krzemu zawartego w roztopionej stali. Następnie podziel tę ilość przez oczekiwany efektywny udział krzemu na kilogram żelazokrzemu.

W tej formule:

• Masa stalowa:Masa roztopionej stali w kilogramach.
• Wymagany wzrost Si:Docelowy krzem minus początkowy krzem, wyrażony jako ułamek masowy.
• Frakcja Si w FeSi:Wybrany udział masowy krzemu żelazokrzemowego.
• Frakcja odzysku krzemu:Szacunkowa proporcja dodanego krzemu zatrzymanego w stali.

Zachowaj spójność wprowadzonych jednostek i wartości procentowych

W tej wersji wzoru wszystkie wartości procentowe należy przeliczyć na dziesiętne ułamki masowe.

Na przykład zmiana z 0,10% Si na 0,30% Si oznacza wzrost0,20 punktu procentowego, Lub0,002 jako ułamek masowy.

Jeśli masę stali podano w tonach metrycznych, przed zastosowaniem wzoru przelicz ją na kilogramy, jeśli chcesz uzyskać wynikową ilość stopu w kilogramach.

Zrozumienie granic szacunków

To obliczenie jest uproszczonym szacunkiem dla przycinania krzemu. Traktuje masę roztopionej stali jako w przybliżeniu stałą podczas stosunkowo niewielkiego dodatku stopu.

W rzeczywistym ogniu dalsze dodatki materiałów, zmiany masy stopu, reakcje żużla, operacje utleniania i rafinacji mogą zmienić równowagę krzemu.

W przypadku bardziej złożonych warunków użyj pełnego obliczenia bilansu-masy zgodnego z procedurami operacyjnymi i analitycznymi obowiązującymi w Twoim zakładzie.

Potwierdź także, co już reprezentuje twoje założenie dotyczące odzyskiwania krzemu. Jeżeli wartość odzysku została uzyskana z porównywalnych wytopów i uwzględnia już normalne straty procesowe, ponowne dodanie tego samego naddatku na straty spowodowałoby zawyżenie wymaganej masy FeSi.

Obliczanie dodatku FeSi75: praktyczny przykład

Rozważmy hipotetyczne ciepło podczas produkcji stali wymagające zwiększenia zawartości krzemu w roztopionej stali.

Obliczymy wymaganą ilość FeSi75, a następnie przeliczymy wynik na kilogramy na tonę stali.

Przykładowe dane wejściowe

Krok 1: Oblicz wymagany wzrost zawartości krzemu

Zacznij od odjęcia początkowej zawartości krzemu od docelowej zawartości krzemu.

Wymagany wzrost Si=0.30% − 0,10%=0.20 punktów procentowych

Zamień tę różnicę-procentową na dziesiętny ułamek masowy:

0.20 ÷ 100 = 0.002

Następnie pomnóż przez masę stopionej stali:

Wymagany krzem netto=100 000 × 0.002=200 kg Si

Stal wymaga zatem wzrostu netto o około200 kg krzemuprzy założeniu stałej-masy.

Krok 2: Oszacuj wymaganą masę FeSi75

W jednym kilogramie FeSi75 zawierającego 75% krzemu nominalna zawartość krzemu wynosi 0,75 kg.

Jeśli założymy, że odzysk krzemu wynosi 90%, oczekiwana ilość krzemu zatrzymanego w stopie na kilogram stopu wynosi:

0,75 × 0.90=0.675 kg Si na kg FeSi75

Podziel wymagane 200 kg krzemu netto przez oczekiwany udział:

SzacowanyObliczanie dodatku FeSi75daje w przybliżeniu296,3 kg żelazokrzemu.

To jest szacunkowy plan. Rzeczywisty dodatek należy określić na podstawie obliczeń procesu zatwierdzonych przez stalownię, biorąc pod uwagę obowiązujący skład partii i założenia dotyczące odzysku.

Krok 3: Przelicz wynik na kilogramy na tonę

Masa roztopionej stali wynosi 100 000 kg, co odpowiada 100 tonom metrycznym.

Aby wyrazićszybkość dodawania żelazokrzemuw kg/t, podzielić całkowitą masę FeSi przez masę stali w tonach:

296,3 kg ÷ 100 t=2.963 kg/t

Zaokrąglone do dwóch miejsc po przecinku:

Wynik ten dotyczy tylko podanych danych wejściowych. Nie jest to uniwersalny wskaźnik zużycia FeSi75 dla wszystkich procesów produkcji stali.

W jaki sposób odzyskiwanie krzemu wpływa na wymagany dodatek?

Odzyskiwanie krzemu w hutnictwie staliopisuje część krzemu dodanego poprzez stop, która jest skutecznie zatrzymywana w roztopionej stali w określonych warunkach pracy.

Część krzemu może zostać utracona w wyniku utleniania lub innych reakcji, zamiast przyczyniać się do wymaganego zmierzonego wzrostu zawartości krzemu w stali.

Rzeczywisty odzysk zależy od etapu rafinacji, warunków tlenowych, metody dodawania stopu, mieszania, składu chemicznego żużla i innych czynników procesu.

Aby pokazać, dlaczego założenie odzysku ma znaczenie, rozważmy to samo ciepło 100 ton przy wymaganym wzroście krzemu netto o 200 kg.

Dodatek FeSi75 przy różnych zakładanych szybkościach odzysku

Ważny:Wskaźniki odzysku podane w tej tabeli to hipotetyczne dane wejściowe dotyczące wrażliwości. Nie stanowią one gwarantowanej wydajności FeSi75 ani zalecanych celów operacyjnych.

Porównanie pokazuje, że niższy zakładany uzysk wymaga większego szacunkowego dodatku stopu, aby osiągnąć taki sam wzrost netto zawartości krzemu.

Wybierając założenie dotyczące odzysku, należy wykorzystać rzeczywiste zapisy z wytopów z porównywalnymi gatunkami stali, warunkami rafinacji i praktykami dodawania stopów.

Jeśli w Twoim zakładzie stosuje się już zatwierdzony model odzysku, obliczenia powinny opierać się na tym modelu, a nie na przyjmowaniu ogólnych wartości z przykładu.

Dlaczego nie ma ustalonego zużycia żelazokrzemu na tonę stali?

Zużycie żelazokrzemu na tonę stalizależy od ilości krzemu, którą należy dodać, oraz wydajności, z jaką dodany krzem przyczynia się do uzyskania wymaganego składu stali.

Sam tonaż stali nie jest w stanie określić prawidłowej ilości FeSi75.

Dwie 100-tonowe wytopy mogą wymagać różnych dodatków żelazokrzemu, ponieważ początkowe analizy krzemu, docelowy skład lub warunki przetwarzania są różne.

Do celów analizy zakupów i zużycia należy rejestrować rzeczywiste zużycie FeSi wraz z wymaganym wzrostem krzemu. Porównywanie jedynie kg/t bez uwzględnienia składu chemicznego stali może prowadzić do błędnych wniosków.

Jak należy uwzględniać inne krzemowe-materiały łożyskowe?

Żelazokrzem nie zawsze jest jedynym źródłem krzemu dodawanego podczas produkcji stali.

Inne dodatki stopowe, w tymkrzemomangan (SiMn), może wprowadzić krzem do roztopionej stali. W stosownych przypadkach ich oczekiwany udział należy uwzględnić w tym samym bilansie masy krzemu.

Najważniejszą zasadą jest rozróżnienie pomiędzy krzemem zawartym już w pierwotnie odmierzonym składzie a krzemem oczekiwanym w późniejszych dodatkach.

Krzem już uwzględniony w analizie cieplnej

Jeżeli SiMn dodano przed pobraniem początkowej próbki krzemu, krzem pozostały w wyniku tego dodania może już zostać odzwierciedlony w zmierzonej początkowej zawartości Si.

Nie należy ponownie odejmować tego samego wkładu krzemu bez potwierdzenia etapu obliczeń i bilansu materiałowego.

Krzem z planowanego późniejszego dodatku

Jeśli po wstępnej analizie krzemu zostanie dodany SiMn lub inny stop zawierający krzem-, przed określeniem pozostałego zapotrzebowania na FeSi należy uwzględnić jego oczekiwany udział netto krzemu.

Uproszczone skorygowane obliczenia można zapisać jako:

Załóżmy na przykład, że hipotetyczny późniejszy dodatek SiMn zapewnia 16 kg krzemu skutecznie zatrzymanego w stali.

Korzystając z wcześniejszego zapotrzebowania na krzem netto wynoszącego 200 kg:

Pozostałe zapotrzebowanie Si=200 − 16=184 kg

Przy 75% zawartości krzemu FeSi i założonym uzysku 90%:

Wymagane FeSi75=184 ÷ (0,75 × 0,90)=około 272,6 kg

Dodatek 16 kg Si jest założeniem poglądowym. Rzeczywisty udział SiMn i innych stopów należy obliczyć na podstawie ich składu, planowanych ilości i odpowiednich założeń dotyczących odzysku.

Należy również pamiętać, że SiMn wprowadza zarówno mangan, jak i krzem, dlatego jego dodatek musi spełniać pełne wymagania dotyczące chemii stali.

W bardziej złożonych przypadkach obliczenia powinny uwzględniać udział i interakcje wszystkich odpowiednich dodatków stopowych przy użyciu spójnego modelu-bilansu masy.

Dlaczego regulacja poziomu krzemu różni się od planowania odtleniania?

Żelazokrzem pełni w produkcji stali dwie powiązane funkcje: dostarcza krzem do końcowego składu stopu i może brać udział w reakcjach odtleniania z rozpuszczonym tlenem.

Obliczenia zawarte w tym artykule szacują masę FeSi potrzebną do osiągnięcia określonego wzrostu netto zmierzonej zawartości krzemu, z zastrzeżeniem założonego uzysku.

Jednakże planowanie odtleniania może również wymagać uwzględnienia rozpuszczonego tlenu, reakcji żużla-stalowania, tworzenia tlenków, czasu dodawania stopu i kontroli wtrąceń.

Jeżeli założenie dotyczące odzysku zostało ustalone na podstawie porównywalnych temperatur i już odzwierciedla straty krzemu w wyniku normalnych reakcji odtleniania i utleniania, zastosowanie dodatkowego dowolnego naddatku na utlenianie może zaliczyć tę samą stratę dwukrotnie.

Jeżeli warunki tlenowe lub praktyka rafinacji różnią się znacznie od wytopów odniesienia, może zaistnieć potrzeba ponownego rozważenia szacowanego odzysku krzemu.

Aby uzyskać szczegółowe wyjaśnienie tych reakcji, przeczytaj nasz przewodnikjak żelazokrzem działa jako odtleniacz.

W tym artykule skupiono się na bilansie masy krzemu, a nie na zapewnieniu pełnego modelu procesu odtleniania.

Typowe błędy w obliczeniach dodatku żelazokrzemu

Nawet jeśli wzór jest prawidłowy, niedokładne dane wejściowe mogą spowodować znaczne różnice między szacunkowymi i rzeczywistymi ilościami stopu.

Przed użyciem Aobliczanie dodatku żelazokrzemu, przejrzyj następujące typowe błędy.

• Mieszanie ton i kilogramów:Jeśli we wzorze zastosowano masę stali w kilogramach, przed obliczeniem przelicz 100-tonowe ciepło na 100 000 kg.
• Mylenie procentów z ułamkami dziesiętnymi:Zawartość krzemu wynoszącą 0,30% należy wprowadzić we wzorze-ułamka masowego jako 0,003, a nie jako 0,30.
• Stosowanie gatunku nominalnego zamiast rzeczywistego składu stopu:FeSi75 nie gwarantuje dokładnej zawartości Si wynoszącej 75,00% w każdej partii. Przejrzyj obowiązujący certyfikat COA lub zatwierdzoną specyfikację.
• Ignorowanie innych źródeł krzemu:Krzem wprowadzony przez SiMn lub inny planowany stop może zmienić pozostałe zapotrzebowanie na FeSi.
• Dwukrotne liczenie tej samej straty:Jeżeli oszacowanie odzysku uwzględnia już normalne straty krzemu, nie należy automatycznie dodawać kolejnego odliczenia z tytułu tych samych strat.
• Korzystając z przestarzałej analizy wstępnej:Upewnij się, że bieżący pomiar krzemu reprezentuje etap obliczeń.
• Stosowanie wzoru, gdy nie jest wymagany dodatni wzrost Si:Jeżeli początkowa zawartość krzemu już osiąga lub przekracza wartość docelową, ujemny wynik obliczeń nie oznacza, że ​​należy dodać ujemny żelazokrzem.
• Ignorowanie ograniczeń sprzętu:Może zaistnieć potrzeba uzgodnienia obliczonej masy z zatwierdzonymi w zakładzie procedurami ważenia, dozowania i obsługi.

Jeżeli wymagany przyrost krzemu wynosi zero lub jest ujemny, należy sprawdzić warunki cieplne i docelową produkcję, zamiast mechanicznego stosowania wzoru dodawania.

Fizyczna postać FeSi może również wpływać na ładowanie materiału i włączanie go do stopu. Aby zapoznać się z powiązanymi kwestiami, zobacz naszewymagania dotyczące wielkości cząstek żelazokrzemu-przewodnik.

W jaki sposób zapisy dotyczące ciepła mogą poprawić Twoje kolejne szacunki?

Historyczne dane produkcyjne mogą pomóc w wyborze bardziej realistycznych założeń dotyczących odzysku krzemu do przyszłych obliczeń.

Zamiast stosować jeden procent odzysku dla każdego gatunku stali i warunków pracy, porównaj wygrzewania z podobnymi praktykami w piecu lub kadzi, etapami dodawania stopu i docelowym składem.

Przydatny zapis ciepła powinien łączyć planowany dodatek stopu z obserwowaną zmianą składu chemicznego stopionej stali.

Szablon zapisu dodatku FeSi75

Poniższą pustą tabelę można wykorzystać do uporządkowania rzeczywistych danych dotyczących ciepła. Nie zawiera wymyślonych wyników produkcji.

Dla każdego wytopu zapisz odpowiedni etap analizy chemicznej, gatunek stopu, faktyczny skład partii, czas dodawania i wszelkie inne dodatki zawierające krzem-.

Jeżeli pozwalają na to dane operacyjne, obliczyć efektywny udział krzemu z dodatku FeSi, stosując spójny bilans masowy. Przejrzyj wyniki w wielu porównywalnych seriach, zamiast wybierać jedną niezwykle wysoką lub niską wartość odzysku.

Jeżeli warunki produkcji ulegną zmianie, należy zweryfikować założenie dotyczące odzysku przed zastosowaniem go do następnych obliczeń.

Zapisy te mogą pomóc w lepszym oszacowaniu-zużycia stopu i jaśniejszych specyfikacjach zakupów, szczególnie przy porównywaniu FeSi75, FeSi72 lub różnych składów partii.

Często zadawane pytania

Czy te same obliczenia można zastosować dla FeSi72?

Tak. Tę samą metodę bilansu masowego można zastosować w przypadku FeSi72 lub innego gatunku żelazokrzemu. Zastąp frakcję krzemu FeSi75 rzeczywistą zawartością krzemu w wybranym stopie i zastosuj odpowiednie założenie dotyczące odzysku. FeSi72 może wymagać innej masy stopu, aby zapewnić taki sam przyrost netto krzemu.

Czy zużycie FeSi75 można oszacować na podstawie samego tonażu stali?

Nie. Masa stali jest tylko jednym z danych wejściowych do obliczeń. Potrzebna jest także początkowa i docelowa zawartość krzemu, rzeczywiste stężenie krzemu FeSi, szacowany uzysk i wszelkie istotne udziały krzemu z innych planowanych dodatków. Stała wartość w kg/t nie może reprezentować każdego gatunku stali ani stanu cieplnego.

Co się stanie, jeśli obliczony dodatek będzie mniejszy niż przyrost dozowania rośliny?

Obliczoną ilość należy porównać z zatwierdzonymi przez zakład możliwościami ważenia i dozowania. Jeżeli wymagana ilość jest niższa od praktycznego przyrostu wyposażenia, metoda regulacji powinna być zgodna z ustaloną procedurą kontrolną zakładu hutniczego. Nie należy automatycznie zaokrąglać dodatku w górę bez sprawdzenia wpływu na docelowy skład chemiczny stali.