Знание — сила. Библиотека научных работ.~ Портал библиофилов и любителей литературы ~ |
|
|
Коэффициент распределения серы определяется по уравнению (17):
, (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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Ферросплав |
Массовая доля элементов, % |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
С |
Mn |
Si |
Cr |
S |
P |
H |
N |
||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||||||||||||||||||||||||
|
ФC 75 |
0,1 |
- |
65,0 |
- |
0,03 |
0,05 |
0,0008 |
0,001 |
|||||||||||||||||||||||||
|
ФМн 75 |
7,0 |
76,0 |
2,0 |
- |
0,03 |
0,45 |
0,0020 |
0,020 |
|||||||||||||||||||||||||
|
ФХ 800 |
0,5 |
2,0 |
2,0 |
65 |
0,05 |
0,08 |
0,0005 |
0,004 |
|||||||||||||||||||||||||
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
Ферросплав
Содержание вносимых элементов, массов. доля, %
С
Сr
Мn
Si
S
P
1
2
3
4
5
6
7
ФМн75
0,0570
-
0,59200
0,016
0,00020
0,0036
ФХ800
0,0090
0,6
-
0,019
0,00050
0,0003
ФС75
0,0008
-
0,0016
0,280
0,00008
0,0002
После легирования сталь будет иметь химический состав, который показан в таблице 17.
Таблица 17 – Химический состав стали после легирования и науглероживания
С
Mn
Si
P
S
Cr
0,42
0,68
0,315
0,015
0,0127
0,9
2.2.8 Изменение температуры в процессе внепечной обработки металла
В процессе производства стали без дополнительного подогрева на технологических стадиях между выпуском металла и разливки на МНЛЗ, температура металла все время уменьшается.
Температуру металла в печи перед выпуском можно найти из соотношения
Твып = ∆Т1 + ∆Т2 + ∆Т3 + ∆Т4 + ∆Т5 (28)
где ∆Т1 – падение температуры стали при выпуске из печи, ºС;
∆Т2 - падение температуры стали при транспортировке стальковша до стенда
продувки, ºС;
∆Т3 - падение температуры стали при продувке в ковше, ºС;
∆Т4 - падение температуры стали при транспортировке стальковша от стенда до
МНЛЗ, ºС;
∆Т5 - заданная температура в промковше, ºС.
Падение температуры при выпуске стали из печи за счет излучения струи металла в атмосферу цеха и нагрев футеровки ковша и ввода ТШС составляет 60ºС.
Падение температуры стали при транспортировке стальковша до стенда и от стенда до МНЛЗ можно принять равным 20ºС.
При продувке и с учетом ввода ферросплавов температура металла падает на 20ºС.
Необходимая температура металла в стальковше перед разливкой
Тс.к = Тлик + Тп.к. + Ткр + 20 (29)
где Тлик – температура ликвидус стали, ºС;
Тп.к – температура стали в промковше, ºС;
Ткр – температура в кристаллизаторе, ºС.
Тлик = 1539 - 79[С] - 12[Si] - 5[Mn] - 25[S] - 30[P] + 2,7[Al] (30)
Тлик = 1539 – 79,0 · 0,17 – 12 · 0,5 – 5 · 1,38 – 25 · 0,04 – 30 · 0,035 + 2,7 · 0,03 =
= 1501ºС
Тс.к = 1501 + 10 + 20 + 20 = 1551ºС
Теперь легко подсчитать, что без принятия мер по дополнительному подогреву, температура стали на выпуске из ДПСА должна составлять
Твып = 60 + 20 + 20 + 1551 = 1650ºС
При необходимости сталь подогревают перед разливкой на МНРС химическим подогревом. Химический нагрев – это нагрев металла тепловым эффектом экзотермических реакций окисления элементов, растворенных в расплаве. Основными такими элементами являются алюминий и кремний. При окислении алюминия температура расплава может повышаться с максимальной скоростью 2-4ºС мин. Недостатками этого метода является значительное загрязнение стали неметаллическими включениями и невысоким коэффициентом полезного действия.
2.2.9 Разработка МНЛЗ
Выбор типа МНЛЗ
Для выпуска тонкого листа выбирается заготовка сечением 50 х 1200 мм. Принимается время разливки равное 90 мин., т.к. оптимальный вариант, когда время разливки равно времени плавки в ДПСА.
Найдем скорость разливки. Она определяется по формуле:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
| Новости |
| Мои настройки |
|
|
© 2009 Все права защищены.
Влияние водорода на свойства стали
Наверх