Оборудование и технология производства стали марки 35ХГСА в условиях Нижнесергинского метизно-металлургического завода
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
к марочному и к готовой стали не предъявляются высокие требования по качеству, плавка раскисляется и выпускается в ковш. Раскисление начинают в печи перед выпуском, а затем завершают в ковше. Обычно в печь присаживают ферромарганец. При этом угар марганца может достигать 15%. Пример расчета количества раскислителей и ферросплавов, присаживаемых в металл, без обработки на печи-ковше приводится ниже.
Таблица 8
ЭлементПоступило из периода плавленияПерешло в шлакСодержится в металлекг,%С1,6800,1500,154Si0000Мn0,2430,1090,1030,105Сr0,3990,0190,380,389S0,0270,0050,0220,023Р0,04620,0140,03220,033Мо0,1400,140,143Fe96,0270,32695,701*98,046Cu0,2100,210,215Ni0,8700,870,891?99,6420,47397,608100* С учетом потерь с пылью.
.2 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ОБРАБОТКИ СТАЛИ В КОВШЕ-ПЕЧИ
Обработка стали в ковше-печи, в отличие от плавки в конвертере или современной дуговой сталеплавильной печи, процесс восстановительный. Одним из главных
требований его проведения является наличие нейтральной или слабо восстановительной атмосферы в ковше. Это дает возможность наведения восстановительного шлака, обеспечивающего низкий угар раскислителей и легирующих материалов, а также глубокую десульфурацию металла в условиях интенсификации процесса продувкой аргоном, К этим операциям и процессам и сводится материальный баланс обработки стали в ковше-печи. В общем виде он может быть описан уравнением
М1 + М2 + М3 + М4 +.М5=М6+М7 + М8
где М1- масса жидкой стали-полупродукта; М2 - расход шлакообразующих; М3 - поступление материалов из футеровки ковша; М4 - масса вводимых ферросплавов и легирующих; М5 - расход аргона;М6 -выход жидкой стали; М7- количество образовавшегося шлака; М8- количество образовавшегося газа.
Для удобства расчета баланс, как правило, составляется на 100 кг жидкой стали- полупродукта.
Составить баланс обработки в ковше-печи стали марки 40ХНМА. Дополнительное техническое условие: для гарантии выполнения требования заказчика по технологической пластичности и механическим свойствам (повышенные относительное сужение и ударная вязкость) необходимо иметь в стали не более 0,015% серы.
Пользуясь справочными данными, находим по ГОСТ 4543-71 химический состав стали 40ХНМА и делаем поправку на допустимое содержание серы (табл. 9).
Таблица 9
Химический состав готовой стали, масс. %
CSiMnСrSРCuNiМо0,37...0,440,17... 0,370,50…0,800,6... 0,9<0,015*<0,025<0,301,25…1,650,15…0,25* С учетом требований заказчика.
Состав жидкого полупродукта, полученного в конвертере с передувом, приведён в табл. 10.
Состав жидкой стали-полупродукта, масс. %
CSiМnСrSPМоCuNi0,15400,1050,3890,0230,0330,1430,2150,189Таблица 10
Состав используемых ферросплавов и раскислителей приведен в табл. 11.
Химический состав используемых материалов, масс. % Таблица 11
МатериалСМnSiСrSРFeАlФерромарганец ФМн0,50,585,02,0-0,0300,3012,7 -Ферросилиций ФС75-0,4800,40,020,0520,0-Феррохром ФХ100А1-0,8680,020,0230,450,7Алюминий первичный--1,5--1,5-97
Используемый на производстве глинозем содержит: SiO2 - 0,03...0,20%; Fe2O3 - 0,04...0,08%; потери при прокаливании не более 1,0..1,2%, Al2O3 - остальное. Химический состав прочих шлакообразующих и огнеупорных материалов, используемых в данном расчете взят из табл. 3. Науглероживание стали в случае необходимости производят продувкой порошком молотых остатков (боя) электрода или отсевков кокса.
Примем в расчете, глинозем с содержанием: А1203 - 99,4%; Si02-0,10%; Fe2O3 - 0,05%; потери при прокаливании 0,6%; науглероживатель с содержанием: С - 99,795%; SiO2 - 0,041%; СаО - 0,132%; MgO - 0,032%. Футеровка ковша в зоне шлакового пояса, подвергаемого наиболее интенсивному износу - периклазодоломитовая. Химический состав футеровки: MgO - 87%; СаО - 10%, Si02 - 3%. Материальный баланс составим поэтапно на 100 кг жидкого полупродукта.
Раскисление и легирование
Определим количество ферросплавов (см. табл. 11), которое необходимо присадить в металл для получения заданного состава стали. При этом, учитывая увеличение массы металла в процессе обработки, зададим содержание легирующих несколько выше среднего (см. табл. 9). Величину присадок определим по формуле
МФСПЛ = Мж.Ст. ([C])гот.ст - ([C])исх.ст) 100/[C]фспл (100-Kуг)
где Мж.Ст. - масса жидкой стали, кг; [C]гот.ст [С]исх и [С]фспл - содержание легирующего элемента в готовой стали (среднее по данной марке стали), в ковше перед раскислением, и в ферросплаве соответственно, %; Kуг.- угар элемента при раскислении (легировании),%. При обработке в печи-ковше угар ниже, чем при легировании в ковше и в среднем составляет: для фосфора - 70%, алюминия и науглероживателя около 30%, для кремния - 15%, марганца, железа и хрома - 0%. Тогда количество присаживаемого ферромарганца
МФМн05=100(0,7-0,105) 100/85(100-0)=0,7 кг.
Он дополнительно внесет в расплав, с учетом угара:
Si: 0,70,020,85=0,012 кг; Fe: 0,70,127 = 0,089 кг;
С: 0,70,0050,7 = 0,0024 кг, Р: 0,70,0030,3 = 0,00063 кг.
Аналогично расход феррохрома
МФХ100А=100(0,8-0,389) 100/68(100-0)=0,604 кг.
Он дополнительно внесет в расплав, с учетом угара
Si: 0,6040,0080,85=0,004 кг; Fe: 0,6040,3045 = 0,184 кг.
Расход алюминия без расчета принимается 0,7 кг/т или 0,07 кг на 100кг полупродукта. С ним в металл также поступит 0,070,0150,85 = 0,001 кг кремния и 0,070,0150,3=0,0003 кг фосфора. С учетом 30% угара в металл перейдет 0,049 кг алюминия.
Эти ферросплавы и алюминий попутно внесут в металл 0,012 + 0,001 = 0,013 кг кремния. С учетом этого количества кремния расход ферросилиция при усвоении кремния 85% составит
МФС75=100(0,25-0) 100/80(100-15)=0,368 кг.
Он внесёт в сталь0,3680,2 = 0,074 кг Fe.
Всего в сталь поступит 0,089 + 0,184 + 0,074 + 95,701= 96,048кг железа, из которых 95,701кг вносится полупродуктом.
Расход углеродистого порошка с учетом угара
МС=100(0,44-0,154)100/99,795(100-30)=0,41 кг.
<