вход Вход Регистрация



Выход стали принимаем 0,9. Тогда:

С 2,770-0,04*0,9=2,735

Si 0,625

Mn 0,335-0,18*0,9=0,173

P 0,079-0,012*0,9=0,068

S 0,033-0,020*0,9=0,015

Fe (в дым) 1,100

__________________________________

Всего 4,706

Затраты железа испарением при продувке ванны технически чистым кислородом принимаем 1,1%.

Сера выгорает (окисляется) к SO2 на 10%.

0,033 * 0,1 = 0,0033 кг серы

Определяем затраты кислорода на окисление этих примесей, кг:

С —> С2 2,735 * 34/12 = 7,721

Si —> Sio2 0,625 * 32/28 = 0,714

Mn —> Mno 0,173 * 16/55 = 0,050

P —> P2O5 0,068 * 80/62 = 0,088

S —> SO2 0,003 * 32/32 = 0,003

Fe —> Fe2O3( в дым) 1,100 * 48/112 = 0,471

-----------------------------------------

Вместе 8,847

Учитываем, что СО, который выделяется с ванны окисляется в рабочем просторные печи к СО2.

Определяем массу оксидов, которые образовались, кг:

СО2 2,735 * 44/12 = 10,28

Sio2 0,625 * 60/28 = 1,339

Mno 0,173 * 71/55 = 0,220

P2O5 0,068 * 142/62 = 0,156

SO2 0,003 * 64/32 = 0,006

Fe2O3( в дым) 1,100 * 160/112 = 1,571

------------------------------------------

Вместе 13,285

Fes + Caо = Cas + Feо

0,013 – 0,003 = 0,010 кг

При этом освобождается кислорода, кг:

0,010 * 0,5 = 0,005

Затраты кислорода составят, кг:

8,847 – 0,005 = 8,842

Определяем затраты извести.

Необходимое количество извести определяем с соотношения:

Qш = CaО/SiО2

Принимаем основанность - 2,6 (средняя основанность 2,4 . . . 2,8).

Для формирования шлаков принимаем:

Затраты (износ) футеровки в практических условиях составляет:

Доломита – 1,5...2,0 %

Периклазохромита – 0,07...0,2 % от массы металошихты.

Принимаем затраты доломита 1,7 кг, периклазохромита – 0,1 кг на 100 кг металошихты.

Затраты извести обозначаем через Х.

Количество Сао, что поступает в шлаки из материалов составит, кг.

Футеровка:

Доломит 1,7/100 * 53,0 = 0,901

Периклозохромит 0,1/100 * 1,5 = 0,001

Известь Х/100 * 86,0 = 0,86 * Х

-------------------------------------------

Вместе 0,902 + 0,86 * Х

 

Количество SiО2 , что поступает в шлаки из материалов, кг:

Металлическая шихта 1,339

Футеровка:

Доломит 1,7/100 * 3 = 0,051

Периклозохромит 0,1/100 * 4,5 = 0,005

Известь Х/100 * 2,0 = 0,02 * Х

------------------------------------------

Вместе 1,395 + 0,02 * Х

Вместо СаО и SiО2 подставляем их значения и определяем затраты извести:

0,902 + 0,86 * Х/1,395 + 0,02 * Х = 2,6

X=3,372кг

 

Определяем состав конечного шлаков, кг

 

Таблица 2.4 - Состав конечного шлаков, кг

Оксиды Материалы Вместе
металошихта известь доломит периклазохромит
Sio2 1,339 0,067 0,051 0,005 1,462
Cao - 2,900 0,901 0,001 3,802
Mgo - 0,094 0,612 0,067 0,773
Al2O3 - 0,067 0,044 0,004 0,115
S 0,010 - - - 0,010
Mno 0,22 - - - 0,22
P2O5 0,156 - - - 0,156
Fe2O3 - - 0,034 0,013 0,047
Cr2O3 - - - 0,011 0,011
Вместе 1,725 3,128 1,642 0,101 6,596

 

Кроме того, в извести вмещается, кг:

CO2 3,372/100*6,0=0,202

H2O 3,372/100*1,0=0,034

В обожженном доломите, кг:

CO2 1,7/100*3,4=0,058

 

В периклазохромиты, кг:

CO2 0,1/100*0,3=0,0003

 

Масса шлаков без оксидов железа составляет, кг:

6,596-0,047=6,549

 

Принимаем содержимое оксидов железа в шлаке:

Feo-16%; Fe2O3-6%; тогда масса шлаков без оксидов железа (FeО и Fe2O3) составляет:

100-16-6=78,0%

 

масса шлаков равняется, кг (на 100 кг металла)

6,549/78*100=8,396

 

Таблица 2.5 - Химический состав конечного шлаков, %

Sio2 Cao Mgo Al2O3 S Mno P2O5 Cr2O3 Feo Fe2O3 Всего
17,41 45,28 9,21 1,37 0,12 2,62 1,86 0,13 16,00 6,00 100,00

 

(% Sio2) = 1,462/8,396*100=17,41

(% Cao) = 3,802/8,396*100=45,28

Фактическая основанность шлаков:

(% Cao)/(% Sio2) = 45,28/17,41=2,6

отвечает заданной (допускается 0,05).

Масса оксидов железа в шлаке составит:

8,396-6,549=1,847 кг в том числе

 

Feo 8,396/100*16=1,343 кг

Fe2O3 1,847-1,343=0,504 кг

Принимаем, что 90% Fe2O3, которое вносится футеровкой восстанавливается к железу, а 10% к Feo.

Восстановление Fe2O3 к железу дает, кг:

Кислорода 0,047*0,9*48/160=0,013

Железа

Восстановление Fe2O3 к Feo дает, кг:

Кислорода 0,047*0,1*16/160=0,0005

Feo 0,047*0,1-0,0005=0,004

Это количество Feo поступает к шлакам.

 

 

В результате окисления железа образовывается, кг:

Feo 1,343-0,004=1,339

Fe2O3 0,505

________________________________________________

Вместе 1,844

Окисляется железо, кг

1,339 * 56/72 +0,505 * 112/160 = 1,4

Выход стали равняется, кг

100 + 0,029 – 4,706 -1,4 – 5,00 = 88,923

где 5,00 – затраты железа в виде корольков железа, которые запутались в шлаке ( в пределах 4...6…6% от массы металошихты).

Потребуется кислорода на окисление примесей и железа, кг:

8,847 + (1,844 – 1,4) – (0,013 + 0,0005) = 9,278

Этот кислород поступает из фурм и атмосферы печи.

Количество газов, которые образовываются, кг:

CO2 10,028 + 0,202 + 0,058 + 0,0003 = 10,289

H2O 0,034

SO2 0,006

CO2 10,289

____________________________________________

Всего 10,329

 

Таблица 2.6 – Материальный баланс плавки к раскислению:

Поступило кг Получено кг
Чугуна 65,000 Постоянные 88,923
Скрапа 35,000 Шлаков 8,396
Извести 3,372 Корольков 5,000
Доломита 1,700 Газов 10,329
Периклазохромиту 0,100 Fe2O3 ( в дым) 1,571
Кислорода 9,278
Всего 114,450 114,248

 

Невязкая (114,45 – 114,248)/114,45 *100 % = 0,17 % (допускается до 0,20 %).

 

Раскисление стали

 

Таблица 2.7 – Состав розкислителей и легирующих присадок, %

Материал C Si Mn Cr Mo S P Fe Ni
Femn 6,50 1,50 71,50 - - 0,04 0,50 19,96 -
Fesi 45 % 0,18 45,40 0,40 - - 0,05 0,08 53,89 -

 

 

Затраты Femn при угаре 40 % составляет:

0,87/0,715 * 0,6 = 2,028 кг

Femn вносит, кг :

Углерода 2,028 * 0,065 = 0,132

Марганца 2,028 * 0,715 = 1,45

Кремния 2,028 * 0,015 = 0,03

Серы 2,028 * 0,0004 = 0,0008

Фосфора 2,028 * 0,005 = 0,01

Железа 2,028 * 0,1996 = 0,45

2,028

Выгорает , кг:

Марганца 1,45 – 0,87 = 0,58

Кремния 0,03

___________________________________________________

0,61

 

Потребуется кислорода, кг:

Mn – Mn 0,58 * 16/55 = 0,169

Si – Sio2 0,03 * 32/28 = 0,034

___________________________________________________

0,203

 

Выйдет окислов, кг:

Mno 0,58 + 0,169 =0,749

Sio2 0,03 + 0,034 =0,064

__________________________________________________

0,813

 

Определяем затраты 45% Fesi. Необходимо ввести в сталь Si путем присадки 45% Fesi:

0,27 – 0,03 = 0,24 кг

При угаре Si в ковше 20 % затрата 45% Fesi составляет:

0,24/0,454 * 0,8 = 0,661 кг

45% Fesi вносит в сталь:

Углерода 0,661 * 0,0018 = 0,0012

Марганца 0,661 * 0,454 = 0,03

Кремния 0,661 * 0,004 = 0,00264

Серы 0,661 * 0,0005 = 0,00033

Фосфора 0,661 * 0,0008 = 0,00053

Железа 0,661 * 0,5359 = 0,356

___________________________________________________

0,661

Выгорает Si:

0,30 – 0,24 = 0,06 кг

Потребуется кислорода

Si - Si2 0,06 * 32/28 = 0,069 кг

Образуется Si2:

0,06 + 0,069 = 0,129 кг

Поступит кислорода из атмосферы во время присадок розкислителей и легирующих:

0,272 – 0,013 = 0,259 кг

Вес розкислителей и легирующих присадок составит:

2,028 + 0,661 = 2,689 кг

Принимаем затрату алюминия 0,05 кг на 100 кг металлической шихты.

Количество примесей, которые выгорели равняется:

0,61 + 0,06 = 0,721 кг

Переходит в сталь:

2,689 – 0,721 = 1,968 кг

Образуется окислов:

0,813 + 0,129 = 0,942 кг

Вес стали:

114,248 – 0,009 + 1,968 = 116,207 кг

 

Таблица 2.8 – Материальный баланс

Поступило кг Получено кг
Постоянные 114,25 Постоянные 116,207
Ферромарганца 2,028 Окислов 0,942
Ферросилиция 45 % 0,661
Алюминия 0,05
Кислорода 0,259
Всего 117,248 Всего 117,149

 

Для марки стали 65Г по технологии с углеродованием редким чугуном в ковше необходимое такое количество чугуна:

(1 – Х) * 0,08 + Х * 4,1 = 0,65 %

где Х – процент чугуна относительно металла:

0,08 – 0,08Х + 4,1Х = 0,65

4,02Х = 0,57

Х = 0,14 или 14 %

то есть m(Me) / m(ч) = 86% / 14%

250 * 1,14 = 2,85m

86 % - 285m

14 % - Xm

Xm = 46

285 + 46 = 331

это 285 – 46 = 239 т постоянные

 

В ковш необходимо ввести 46 т чугуна для получения необходимого содержания углерода в марке постоянные 65М. Для того чтобы металл не охлаждался необходимо его перегревать в печи на такое количество градусов:

46m(ч) при t = 1350 0C

285m(Me) при t = 1580 0C

46 * 1350 + 285 * Х = 1580 * 331

Х = (1580 * 331 – 46 * 1350) / 285

Х = 1617 0С

то есть температура металла в печи при выпуска должна быть 1617 0С, сталь необходимо перегревать на:

1617 – 1580 = 37 0С

Поскольку вместительность ковшу 250 * 1,14 = 285 т, еще необходимо доливать чугун массой 46 т, тогда сначала расчеты шихты необходимо вести пропорционально доливки чугуна.

Случайные новости

1.6 Эмиттерно-связанные логические элементы (ЭСЛ)

Элементы ЭСЛ – наиболее скоростные из промышленно освоенных, изготовляемых на основе кремния.

В элементах ЭСЛ (ECL от англ. Emitter-coupled logic) используется токовый ключ (рисунок 1.14) в котором ток IЭ приблизительно постоянен и под воздействием входного сигнала x переключается в одно из плеч цепи. Транзистор правого плеча VТ2 имеет на базе постоянное опорное напряжение , а напряжение на базе транзистора VТ1 выше опорного при x =1 и ниже, если x =0.

Таким образом, уровни напряжений, отображающие логическую единицу и логический нуль, знакопеременны относительно опорного напряжения и расположены симметрично относительно него.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 1.14 – Схема токового ключа (а) и базового элемента ЭСЛ (б)

 

Если предположить, что напряжения на базах обоих транзисторов одинаковы, то схема окажется симметричной по конфигурации и по режимам обоих транзисторов, следовательно, в ней ток IЭ разделится пополам между плечами VТ1 и VТ2 (параметры схемных элементов считаем идентичными). Если теперь представить, что входное напряжение несколько увеличилось, то можно оценить влияние этого на распределение токов между транзисторами. Естественно, что транзистор VТ1 несколько приоткроется и ток его увеличится. По отношению к общей точке эмиттеров транзистор VТ1 работает как эмиттерный повторитель, и на эмиттерах возникнет положительное приращение напряжения, которое несколько уменьшит ток транзистора VТ2. Так, связанные через общую точку эмиттеров транзисторы влияют друг на друга – увеличение тока одного из них ведет к уменьшению тока другого. Для практически полного переключения тока из одного плеча в другое достаточно перепада входного сигнала в 350...400мВ.

С учетом необходимой помехоустойчивости элементов и влияния изменений температуры на режим схемы перепад входного напряжения несколько увеличивают, но и в этом случае он остается в пределах долей вольта.

Быстродействие токового ключа весьма велико, так как транзисторы в нем работают в режимах, позволяющих максимально использовать их частотные возможности: отсутствует режим насыщения, перепады напряжений при изменении логического состояния цепи малы, поэтому могут быть малыми и сопротивления резисторов (на них образуются перепады выходных напряжений), что уменьшает постоянные времени перезаряда нагрузочных емкостей.

Т.о., токовой ключ выполняет операции и , т.е. два выхода взаимно инверсны. Такой выход можно сделать, учитывая, что более высокий уровень потенциала, равный потенциалу общей точки, снимаемому с коллектора запертого транзистора, соответствует логической единице, а низкий уровень , снимаемый с открытого транзистора, соответствует логическому нулю. По абсолютным значениям уровни выходных сигналов отличаются смещением в сторону «плюса» (без этого нельзя осуществить ненасыщенный режим работы транзисторов).

Следовательно, невозможно непосредственное каскадирование рассмотренных схем – входной сигнал следующего за первым токового ключа уже не будет симметричным относительно опорного напряжения. Для устранения указанной особенности в цепи передачи сигнала с выхода одного элемента на вход другого следует включать дополнительные элементы, смещающие уровни сигналов. В таком качестве используются эмиттерные повторители (ЭП), напряжение на выходе которых повторяет входное, но смещенное относительно него на относительно постоянное напряжение база - эмиттер (около 0,7В). Одновременно с этим ЭП обеспечивают малые выходные сопротивления, позволяющие быстро перезаряжать нагрузочные емкости.

Базовый логический элемент ЭСЛ образуется при замене входного транзистора токового ключа группой параллельно включенных транзисторов. На рисунке 1.14, б показан такой элемент с конкретными особенностями, свойственными сериями ЭСЛ и, в частности, серии К500. Схема содержит источник опорного напряжения, состоящий из делителя напряжения R1-R2 и эмиттерного повторителя на транзисторе VТ? и резисторе R3, через который напряжение с делителя подается на базу опорного транзистора VТоп. Диоды VD1 и VD2 обеспечивают температурную компенсацию уходов параметров схемы.

Входы схемы соединены компактными высокоомными пинч-резисторами (50кОм) с источником питания, что позволяет не подключать неиспользуемые входы элемента к каким-либо внешним потенциалам. Для элементов ИЛИ-НЕ/ИЛИ на неиспользуемые входы нужно подавать логические нули, их роль и играет соединение источника питания с отрицательным потенциалом. Если данный вход используется, то влияние на его режим резистора R очень мало из-за высокоомности резистора. Сопротивления, входящие в схемы выходных ЭП, сделаны внешними, чтобы уменьшить рассеяние мощности в корпусе микросхемы и иметь разные варианты реализации выходных цепей. При обычной нагрузке сопротивление 0,3...2,0кОм включается между эмиттером выходного транзистора и стандартным источником питания (около – 5В), а при передаче сигнала по согласованным по волновому сопротивлению линиям, когда требуется малое выходное сопротивление схемы, сопротивление берется равным 50...100Ом, и чтобы не создавался недопустимо большой ток выходного эмиттерного повторителя, это сопротивление подключается к пониженному напряжению (около – 2В).

Цепи общей точки для логической части схемы и выходных ЭП во избежание помех со стороны последних выполняются раздельно, что условно показано на рисунке 1.14, б.

Базовый элемент работает следующим образом. Если хотя бы на одном входе имеется логическая единица, т.е. высокий уровень напряжения, то соответствующий транзистор открывается и ток IЭ замыкается через , снижая уровень выходного напряжения на выходе Uвых1. Если на всех входах будут логические нули, то откроется транзистор топ правой ветви, что одновременно приведет к запиранию всех транзисторов левой ветви и повышению напряжения Uвых1. Из сказанного ясно, что

 

 

Сигналы на выходах Z1 и Z2 противофазны, поэтому

 

 

Поскольку выполняются одновременно операции ИЛИ/НЕ и ИЛИ, элемент обладает повышенной функциональной гибкостью.

Более сложные логические операции могут выполняться несколькими путями – c помощью соответствующего соединения базовых элементов и специальных различных приемов и вариантов, некоторые из которых даются ниже.

Один из приемов состоит в объединении нескольких выходов (рисунок 1.15). При параллельной работе нескольких ЭП (на рисунке взяты лишь два повторителя) на выход схемы проходит максимальный из входных сигналов, запирая одновременно те транзисторы, на базах которых действует более низкий потенциал. Для получения на выходе логической единицы достаточно одной логической единицы на входах. При подаче на входы только нулевых сигналов все транзисторы находятся в одинаковых режимах и совместно работают на общую нагрузку, создавая на ней низкий уровень логического нуля. Таким образом, объединение эмиттеров выходных каскадов нескольких элементов дает дополнительно монтажную реализацию операции ИЛИ.

 


Рисунок 1.15 – Схема логического элемента

с объединением выходов эмиттерных повторителей

 

Широкое применение находят приемы применения многоярусных переключателей тока. На рисунке 1.16 показана схема двухъярусного переключателя тока со всего лишь одним источником тока (для стабилизации тока введена цепь И, RЭ, Uоп1, представляющая собой каскад с общей базой, имеющий высокое выходное сопротивление, что стабилизирует ток источника). Задаваемый источником ток переключается далее в нескольких ярусах, в каждом из которых направляется в ту или иную цепь с помощью одной из входных переменных (на рисунке 1.16 показана схема для двух переменных).

 


 

 

Рисунок 1.16 – Схема двухъярусного переключателя тока

 

Для многоярусного переключателя требуется несколько опорных напряжений и элементы смещения уровней входных сигналов, поступающих на разные ярусы (VT7, VD1).

Схема на рисунке 1.16 иллюстрирует использование многоярусного переключателя для реализации функции (логическая структура такой схемы описана в подразделе 1.4.3 (рисунок 1.12, в)).

Применение многоярусных переключателей при воспроизведении сложных функций от двух или трех переменных позволяет уменьшить потребляемую схемой мощность и обеспечивает высокое быстродействие. Экономится также площадь кристалла, затрачиваемая на реализацию схемы.

Разработаны и широко применяются ЭСЛ с очень высоким быстродействием, - это Э?СЛ и МЭСЛ.

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру