Дипломная работа: Влияние водорода на свойства стали

             ,            (17)

где а0 – активность кислорода в стали можно определить из следующего уравнения

         lgfs = 0,11 · 0,04 + 0,063 · 0,36 + 0,29 · 0,014 – 0,026 · 0,58 – 0,028 · 0,032 = 0,055

                                                                                           (18)

где аAl – активность алюминия в стали

      аAl2O3 – активность глинозема в образующейся шлаковой фазе

                                                     КAl · aAl2O3 = K’Al                                              (19)

         Константа  K’Al приближенно определена и равна:

         - для шамотной футеровки K’Al = 10-12;

         - для высокоглиноземистой футеровки K’Al = 10-13

         Допуская, что  аAl ≈ [Al] = 0,025, получим выражение для определения аО

                                                                                                          (20)

         Принимая футеровку ковша высокоглиноземистую (К’Al = 10-13)

         Ls = 57

         Содержание серы в ковше определяется по уравнению:

                                                                                                                 (21)

         где λ – кратность шлака, λ = 0,029

         Степень десульфурации определяется по уравнению:

                                                                                                (22)

2.2.7   Раскисление и легирование стали

Предварительное раскисление металла производят в ковше, непосредственно при выпуске, присадкой алюминия для снятия переокисленности металла  и производят науглероживание вдуванием коксовой мелочи под струю. Выпуск металла производится при достижении   температуры не ниже 1630ºС. При выпуске металла из печи производится отсечка шлака с помощью скриммерного желоба.

Присадка ферросплавов в ковш во время продувки позволяет достичь большей их экономии за счет более высокой степени усвоения  легирующих элементов, достигающей для большинства элементов по многочисленным литературным данным величины более 90%.

При выпуске металла из печи содержание углерода в стали равно 0,04. По содержанию углерода по эмпирической формуле легко найти массовую долю растворенного кислорода в стали [О].

                                       аО = \0,00252 + 0,0032/[С]                                             (23)

где  [С]   - содержание углерода в металле перед выпуском из печи,

                  массов. доли, %

                                                              аО  = [О]                                                              (24)

         [О]  = 0,00252 + 0,0032/0,4 = 0,011%

         Раскисление стали алюминием проходит по реакции:

                                                        2[Al] + 3[O] = (Al2O3)                                            (25)

                                                        K = a2Al  · a3 o/aA1203                                                  (26)

        a2Al  · a3o = K  ·  aA1203  ≈ K’

где  aAl и  ao – активности алюминия и кислорода в металле;

        К – константа равновесия реакции;

        aA1203 – активность глинозема в шлаковой фазе.

         При преобразовании чистого Al2O3 можно принять aA1203 = 1

         Для связывания 0,011% кислорода потребуется алюминия 0,012%.

         В процессе выпуска металла основная задача сводится к тому, чтобы раскислить сталь. Поэтому  на выпуске вводим чушкового алюминия, с учетом угара 30% в количестве 0,017 кг/100 кг стали или 42,5 кг/плавку.

         Для науглероживания будем применять коксик следующего состава:

         S – 0,05%, C – 82%

         Коксик = 1000  · (0,36 – 0,04)/82 · 0,5 = 7,8 кг/т.

         На всю выплавку необходимо 1950 кг. Внесет         S = 0,00039%

         В процессе внепечной обработки легируем ферромарганцем ФМи75, ферросилицием ФС85, феррохром ФХ800 (химический состав ферросалавов приведен в таблице 15). Ферросилиций, феррохром и ферромарганец присаживаются в ковш во время продувки.

Таблица 15 – Химический состав ферросплавов

      Содержание остаточной массовой доли легирующих и примесей в стали перед легированием составляет марганца – 0,088%, кремния – следы, углерода – 0,36%, серы – 0,012%, фосфора – 0,011%, хрома – 0,3%.

         Требуемое количество массовых долей элементов в готовой стали: марганца -0,6%, кремния – 0,28%, углерода – 0,36%, серы – 0,015%, фосфора – 0,015%, хром – 0,9%.

         Необходимое количество ферросплавов для легирования стали определяем по формуле:

                                                          ФСпл = М · ∆ [Эл] / η  · с                                      (27)

где    ФСпл – количество вводимого ферросплава, кг/т стали;

          М – масса металла, кг;

          ∆ [Эл]  - массовая доля элемента, которую необходимо внести, %;

          η – степень усвоения ферросплава;

          с – содержание элемента в ферросплаве, масс. доли, %

         Требуется внести с ферромарганцем 0,592% марганца. Степень усвоения ферромарганца в ковше составляет 95%. Необходимое количество ферромарганца 

         ФМн 75 = 1000   · 0,592/0,95 · 76 = 8,0 кг/т стали;

          ФМн 75 = 8,0 кг/т жидкой стали или 2000 кг. на плавку.

         Требуется внести с ферросилицием 0,28% кремния. Степень усвоения ферросилиция в ковше при пульсирующей продувке составляет 92%. Необходимое количество ферросилиция

         ФС75 = 1000 · 0,28/0,92 · 80 = 3,9 кг/т стали;

         ФС75 = 4,05 кг/т жидкой стали или 1012,5 кг. на плавку.

         Требуется внести с феррохромом 0,6% хрома. Степень усвоения феррохрома  в ковше при продувке составляет 98%. Необходимое количество феррохрома

         ФХ800 = 1000 · 0,6/0,98 · 65 = 9,41 кг/т стали

         ФХ800 = 9,41 кг/т жидкой стали или 2352 кг. на плавку.

         Количество внесенных элементов с ферросплавами показаны в таблице 16.

Таблица 16 – Количество внесенных элементов с ферросплавами

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16