ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.07.2020
Просмотров: 591
Скачиваний: 3
Тема: Розкислення низьковуглецевої низьколегованої сталі на вакууматорі.
Мета: Відпрацювання методики розрахунку.
Теоретична частина
Метал з конвертера випускається у сталь-ківш з основною футерівкою з повним відсіканням брудного окисленого шлаку. Для укриття поверхні металу і захисту від втрати тепла випроміненням, проникнення в метал шкідливих газів з атмосфери, захисту футерівки шлакової зони від агресивної дії кремнезему, прийняття у метал продуктів розкислення і часткової десульфурації наводиться новий високоосновний покривний шлак вагою 3,0т на ківш, або 1,200кг/100 кг для розрахунку зі складом: вапно-плавиковий шпат 5 : 1.
У ковші-печі метал нагрівають електричним струмом з врахуванням охолодження металу від завантаження холодних шлакоутворювачів, розкислювачів, десульфураторів, вакуумування сталі з продувкою холодним аргоном, тощо.
Нагрітий з запасом тепла метал подається в камеру вакууматора, герметично закривається кришкою, включається вакуумний насос, через пористі пробки у днині ковша подається аргон, і метал починає циркулювати з динної частини з кипінням, дегазацією, зневуглецюванням. При вакуумуванні активно окислюється вуглець за рахунок розчиненого у металі кисню, за недостачею кисню у метал завантажують прокатну окалину, або продувають метал киснем через верхню фурму.
По
ходу вакуумування у вакуумну камеру
завантажують через вакуумні затвори
розкислювачі і легуючі за розрахунком
їх кількості з врахуванням низького
угару елемтів з них внаслідок дуже
низької окисленості металу, угар при
цьому складає 2-4 % за рахунок утворення
тугоплавких оксидів і 
винесенням
кульками аргону їх у шлак.
Водночас проводиться десульфурація металу порошковим дротом за допомогою трайбапарату, для кінцевого і поглибленого розкислення вводиться також алюміній - катанка А7 у кількості 50 % від норми розкислення алюмінієм АВ 87 у звичайному ковші без вакуумування.
Для вакуумування сталей з низьким вуглецем рівня 0,05% потрібно на випуску плавки мати вуглець біля 0,08%, а при виплавці зверх низьковуглецевих марок сталі-0,04%
Потрібно також обов’язково врахувати навуглецювання сталі у ковші-печі від дії електродів на рівні 0,020%.
Низьковуглецеві марки сталі спочатку розкислюються силікомарганцем з розрахунком по кремнію, або марганцю, а потім розраховується кількість феромарганцю, або феросиліцію для добавки другого елемента, якого бракує до марочного складу (наприклад сталь 09Г2С розкислюють спочатку розрахунком SiМn по вмісту Мn, а потім добавляють кремній внесенням феросиліцію).
Практична частина
Розрахунок
Проведемо розкислення низьковуглецевої сталі марки А36.
Хімічний склад цієї марки сталі з головних розрахункових елементів, %:
вуглець - 0,15-0,20
марганець - 0,85 -1,15,
кремній - 0,17 - 0,37
На випуску з конвертера сталь мала хімічний склад:
вуглець - 0,11 % ,
марганець - 0,07 %,
кремній - 0,00 %.
Угар елементів з розкислювачів і легуючих приймаємо низьким внаслідок низької окисленості металу після вакуумування
Розраховуємо кількість силікомарганцю, кг:
марганцю: повинно бути (0,85 + 1,15) : 2 = 1%
було Мn в сталі на зливі у ківш 0,07 %
бракує марганцю у металі 0,270
кремнію: повинно бути (0,17 + 0,37) : 2 = 0,270 %
було кремнію в металу 0,000 %
бракує кремнію у металі 0,270 %
З цього видно, що бракує небагато кремнію 0,270 % і багато марганцю 1,540 %.
Для розкислення використовуємо силікомарганець з угаром кремнію 4 %, марганцю 3 %.
Формула для підрахування кількості розкислювача по кремнію:
Мр = а : (в * с),
М SiМn= 0,27 : (0,17 * 0,96) = 1,654кг
З врахуванням виходу сталі коректуємо масу силікомарганцю, кг:
1,654 * 0,90 = 1,489
Силікомарганець вносить марганцю, кг:
1,489
* 0,78 * 0,97 = 1,308
Тепер бракує марганцю, кг:
1,540 – 1,308 = 0,232
Потрібно додатково внести феромарганцю, кг:
МFeМn = 0,232 : (0,78 * 0,97) = 0,307
З врахуванням виходу сталі коректуємо масу феромарганцю, кг:
0,307 * 0,90 = 0,276
Алюміній вносимо згідно нормам ТІ , зниженим у 2 рази, і замість АВ 87 вико-ристовуємо алюміній - катанку А7:
1кг/т : 2 = 0,5 кг/т, або 0,05 кг на 100кг металу.
Після цього прорахуємо сукупний внесок вуглецю розкислювачами, кг:
Силікомарганець вніс вуглецю, кг:
1,489 * 0,017 * 0,98 = 0,025
Феромарганець вніс вуглецю, кг:
0,276 * 0,065 * 0,98 = 0,018
Потрібно знизити вміст вуглецю з врахуванням навуглецювання металу від електродів у ковші-печі на 0,020 і завантажених розкислювачів.
Розраховуємо сумарну масу вуглецю від навуглецюванні на УКП і розкисленні, кг:
0,050 + 0,020 + 0,025 + 0,025 = 0,095
Потрібно знизити вміст вуглецю на вакууматорі, кг:
0,095 – 0,090 = 0,005
На окислення 0,020 вуглецю витрати кисню складуть, кг:
0,005 * 16 : 12 = 0,0067
Приймемо хімічний склад прокатної окалини: Fе2О3 = 90%, FеО = 10%.
Розрахунок кількості прокатної окалини для внесення 0,027 кг кисню, кг:
0,90 х * 48 : 112 + 0,10 х * 16 : 56 = 0,027.
0,386х + 0,029х = 0,0067 0,415х = 0,0067 х = 0,016.
Примітка: для повного розрахунку окалини потрібно також враховувати витрати кисню на всі розкислювачі з відрахуванням кількості розчиненого у металу кисню на випуску плавки.
Для розрахунку практичної роботи № 6Масовий зміст елементів у готовій сталі Додаток
|
Варіант |
Марка сталі |
Масовий зміст елементів у готовій сталі |
||||
|
С |
Мп |
Si |
S |
Р |
||
|
не більш |
не більш |
|||||
|
1 |
А-44 |
0,14- 0,20 |
0,40-0,65 |
0,15-0,30 |
0,030 |
0,030 |
|
2 |
В |
0,28-0,37 |
0,50-0,80 |
0,20-0,40 |
0,030 |
0,030 |
|
3 |
С |
0,07-0,14 |
0,35-0,65 |
0,17-0,37 |
0,030 |
0,035 |
|
4 |
St 37-3 |
0,17-0,24 |
0,35-0,65 |
0,17-0,37 |
0,030 |
0,035 |
|
5 |
А515-6 |
0,14-0,21 |
0,60-0,90 |
0,15-0,40 |
0,035 |
0,035 |
|
6 |
А36 |
0,15-О,20 |
0,85-1,15 |
0,17-0,37 |
0,040 |
0,040 |
|
7 |
St 37-2 |
0,12-0,17 |
0,40-0,60 |
0,15-0.30 |
0,035 |
0,035 |
|
S |
St44-2 |
0,15-О,20 |
0,40-0,60 |
0,10 -0,25 |
0,040 |
0,040 |
|
9 |
15Г |
0,12-0,19 |
0,70-1,00 |
0,17-0,37 |
0,035 |
0,035 |
|
|
St 52-3 |
0,15-0,20 |
1,2-1,60 |
0,35-0,55 |
0,030 |
0,035 |
|
11 |
17ГС |
0,14-0,20 |
1,00-1,40 |
0,40-0,60 |
0,030 |
0,030 |
|
12 |
А |
0,17-0,21 |
0,40-1,00 |
0,15-0,30 |
0,040 |
0,040 |
|
13 |
Е |
0,13-0,18 |
0,70-1,40 |
0,15-0,30 |
0,040 |
0,040 |
|
14 |
D40 |
0,12-0,18 |
0,90-1,60 |
0,15-0,30 |
0,035 |
0,035 |
|
15 |
А 572-50 |
0,14-0,20 |
0,85-1,25 |
0,15-0,40 |
0,050 |
0,040 |
|
16 |
А 516-55 |
0,12-0,18 |
0,60-0,90 |
0,15-0,40 |
0,035 |
0,035 |
|
17 |
А 516-70 |
0.14-0.22 |
0,85-І,21 |
0,15-0,40 |
0,035 |
0,035 |
|
18 |
АВ/ЕН |
0,12-0,18 |
1,20-1,60 |
0,17-0,50 |
0,040 |
0,040 |
|
19 |
А 572-65 |
0,14-0.23 |
0,90-1,30 |
0,15-0,40 |
0,050 |
0,040 |
|
20 |
А 572-60 |
0,14-0,25 |
0,90-1,30 |
0,15-0,40 |
0,050 |
0,040 |
|
21 |
А 572-42 |
0,14-0,20 |
0,85-1,25 |
0,15-0,40 |
0,050 |
0,040 |
|
22 |
LRA |
О,14-0,22 |
0,30-0,60 |
0.17-0.37 |
0,030 |
0,040 |
|
23 |
АВА |
0,14-О,22 |
0,40-0,65 |
0,15-0,30 |
0,030 |
0,040 |
|
24 |
SS400 |
0.14-0.22 |
0.40-0.60 |
0,17-0,37 |
0,030 |
0,030 |
|
25 |
30 |
0,27-0,35 |
0,50-0,80 |
0,17-0,37 |
0,040 |
0,035 |
Масовий зміст елементів сталі на випуску Додаток
|
Варіант |
Марка сталі |
Масовий зміст елементів сталі на випуску |
||
|
С |
Мп |
Si |
||
|
1 |
А-44 |
0,10 |
0,06 |
0 |
|
2 |
В |
0,23 |
0,07 |
0 |
|
3 |
С |
0,05 |
0,06 |
0 |
|
4 |
St 37-1 |
0,15 |
0,05 |
0 |
|
5 |
А515-6 |
0,11 |
0,07 |
0 |
|
6 |
А36 |
0,11 |
0,07 |
0 |
|
7 |
St 37-2 |
0,09 |
0,08 |
0 |
|
S |
St44-2 |
0,09 |
0,07 |
0 |
|
9 |
15Г |
0,09 |
0,05 |
0 |
|
10 |
St 52-3 |
0,11 |
0,08 |
0 |
|
11 |
17ГС |
0,10 |
0,09 |
0 |
|
12 |
А |
0,12 |
0,08 |
0 |
|
13 |
Е |
0,09 |
0,05 |
0 |
|
14 |
D40 |
0,09 |
0,08 |
0 |
|
15 |
А 572-50 |
0,11 |
0,09 |
0 |
|
16 |
А 516-55 |
0,07 |
0,08 |
0 |
|
17 |
А 516-70 |
0.08 |
0,09 |
0 |
|
18 |
АВ/ЕН |
0,09 |
0,06 |
0 |
|
19 |
А 572-65 |
0,08 |
0,05 |
0 |
|
20 |
А 572-60 |
0,07 |
0,08 |
0 |
|
21 |
А 572-42 |
0,09 |
0,08 |
0 |
|
22 |
LRA |
0,09 |
0,07 |
0 |
|
23 |
АВА |
0,10 |
0,06 |
0 |
|
24 |
SS400 |
0.11 |
0,06 |
0 |
|
25 |
30 |
0,08 |
0,06 |
0 |
Практична
робота №6
Тема: Побудова графіку зміни вмісту хімічних елементів в металі в окислювальному періоді плавки у конвертері комбінованого дуття.
Мета: Отримання навиків розрахунку витрат кисню і змін вмісту хімічних елементів
металі при веденні плавки у конвертері комбінованого дуття.
Вихідні дані: Плавка ведеться у конвертері комбінованого дуття садкою 250т.
Теоретична частина
Головною адачею окислювального періоду є окислення (випалення) зайвого вуглецю з металошихти, яка у більшій частині складається з чавуну, вміст вуглецю у якому 3,5 - 4,5 %.
При поданні кисню через фурму йде активний процес окислення вуглецю і разом з ним інших хімічних елементів: кремнію, марганцю, фосфору, сірки і самого заліза. Тому метал, напівпродукт, на випуску плавки містить залишок від окислення цих елементів, а також розчинений у металі кисень.
Важливою задачею також є нагрівання металу від температури залитого чавуну з урахуванням втрат тепла від холодного скрапу до температури випуску плавки з конвертера, яка встановлена технологічною інструкцією.
Контроль за ходом окислення хімічних елементів здійснюється відбором спроб, при цьому особливо важливо поєднати на випуску плавки 3 головні фактори:
-
Вміст вуглецю
-
Вміст сірки
-
Температура металу.
Тому потрібно по ходу плавки контролювати хід окислення вуглецю, вміст сірки, інших елементів, щоб мати на випуску плавки потрібний їх склад, максимально при-ближений до розрахункового матеріального балансу плавки.
Окислювальний період у конвертері комбінованого дуття розділяється на 2 періоди з розділом 1-го періоду на 2 півперіоди:
1.1. Жорстко окислювальний – стан кисневого „голоду”, коли жадібних до кисню хімічних елементів у металошихті багато і вони швидко окислюються, перетворю-ючись у оксиди з переходом їх в шлак, або газ.
Інтенсивність продувки киснем максимальна з витратами кисню 4,8 м3/т *хв.:
4,8 м3/т *хв.* 300 = 1440м3/хв.
Продувка здійснюється на протязі 3-х хвилин при високому розміщенню кисневої фурми 1700 мм. Плавка запалюється. Формується активний окислений шлак.
Над металом здіймається шлакометалева емульсія з високою здатністю засвоєння кисню і перенесення його у метал.
При цьому за 1 хвилину в метал вноситься:
1440 : 22,4 * 0,995 * 0,95 * 32 * 1= 1994 кг (1,620 т) кисню
або у розрахунку на 100 кг:
1994 : 2500 = 0,78 кг
Більша частина цього кисню витрачається на окислення кремнію, у якого хімічна спорідненість до кисню при низькій температурі металу за діаграмою хімічної спорідненості значно більша, ніж у вуглецю.
Кремній
окислюється зі значним тепловим ефектом
і майже до „слідів”, температура
металу різко зростає, підвищується
хімічна спорідненість вуглецю до кисню.
1.2. Помірно окислювальний – стан вуглецевого „голоду”, коли кремній окислився, частково марганець і фосфор, температура металу зросла,
Починається активне окислення вуглецю, витрати кисню вимушено для запобігання викидів металу знижуємо до 1000 м3/хв.
Тривалість продувки 2-го на півперіоду визначається потрібним вмістом вуглецю на випуску плавки, звичайно це 12-14 хвилин про постійному контролю за вмістом вуглецю.
Окислення проводиться до вмісту вуглецю 0,070-0,100% у залежності від виходу на потрібну температуру.
Висота розміщення кисневої фурми становить 1300 мм і регулюється дистрибюторщиком за поведінкою металу у конвертері з запобіганням викидів.
2-й період: окислювально-поновлювальний, коли вміст вуглецю майже на нижньому рівні, температура металу біля потрібної на випуску плавки, продувку закінчують з невеликими витратами кисню для доокислення вуглецю за рахунок розчиненого у металі кисню, а при недостатньої його кількості поданням кисню через фурму з невеликою інтенсивністю, а потім однім аргоном знизу на протязі 2-3-х хвилин. Висота розміщення кисневої фурми становить 900 мм.
При цьому вуглець доокислюється до вмісту 0,05-0,03%, також марганець зі зниженням його вмісту майже до “слідів”, метал при цьому процесі саморозкислюється остатковим вуглецем і марганцем, і на випуску має низьку окисленість, що дає економію розкислювачів і легуючих, менше забруднюється метал продуктами розкислення.
При аргонній продувці метал перемішується, в шлак виносяться неметалеві включення, частково видаляються розчинені у металі шкідливі гази.
На випуску плавки відсікається шлак, наводиться новий високоосновний
покривний шлак, метал розкислюється, легується, доводиться по температурі і хімічному складу на УКП, вакууматорі, передається на МБЛЗ
Практична частина
Завдання:
1. Прорахувати загальне окислення елементів для даної марки сталі.
2. Прорахувати графік зміни вмісту хімічних елементів у металі у 1-му півперіоді
3. Прорахувати подовженість продувки у 2-му півперіоді за вмістом хімічних
елементів при окислювальному періоді у конвертері комбінованого дуття для
даної марки сталі згідно вихідним даним металошихти.
4. Прорахувати вміст вуглецю і марганцю при продувці металу киснево-аргон-
ною сумішшю і одним аргоном.
5. Побудувати графік зміни хімічного складу металу по ходу плавки: вміст
вуглецю, марганцю, кремнію, фосфору, сірки.
Розрахунок окислення у 1-му і 2-му на півперіоді