Тема: «Расчет количества ферросплавов для раскисления и легирования стали»

Цель работы

1. Дать характеристику ферросплавам, применяемым в ККП для раскисления и легирования стали.

2. Выполнить расчет количества ферросплавов для раскисления и легирования стали по своему паспорту плавки.

Ход работы:

1. Характеристика ферросплавов, применяемых в ККП для раскисления и легирования стали.

Ферросплавы - это сплавы различных элементов, такие как хром, марганец, кремний, титан и другие, совместно с железом. Свое название ферросплавы получают исходя из того, какой основной компонент входит в состав, в нем так же присутствуют и другие примеси. Подобные сплавы нашли свое значимое применение в области металлургии. В основном ферросплавы применяют для раскисления и легирования стали (например, феррохром или ферросилиций). Это придает металлам ряд полезных свойств, например износостойкость и устойчивость к большим нагрузкам, а также металлы и сплавы получают определенную, необходимую структуру и требуемые свойства. При использовании в плавке ферросплавов температурные режимы ниже (чем плавление чистого металла) и затраты энергии значительно меньше, что снижает его стоимость, чем если брать его в технически чистом виде. При этом подобные сплавы имеют показатели высокого качества.

Ферромарганец сплав железа с марганцам. Применяется, в основном, в качестве легирующей добавки. Этот сплав при добавлении в сталь повышает ее прочностные характеристики. Делает ее устойчивой к коррозии и усиливает твердость и прочность.

FeMn78: Mn – 75.0 – 82.0%; Si 6.0%; С 7.0 %; P 0.05%; S 0.02%

FeMn70: Mn – 65.0 – 75.0%; Si ≤ 6.0%; С 7.0 % P – 0.30%; S 0.02%

Ферросиликомарганец — это сплав, основные компоненты которого — кремний и марганец. Применяется в металлурги при производстве легированных сталей, придает стали устойчивость и твердость. Также этот ферросплав используют при производстве сплавов марганца.

FeSiMn: Fe 10-15%; Si > 30%; Mn > 65,0%; С 2.5%; P - 0,1%; S 0.02

Ферросилиций - сплав железа с кремнием. Применяется в качестве легирующей добавки для производства изделий с повышенной упругостью (пружины, рессоры), конструкционные и инструментальные стали.

FeSi65: Si 63 - 68%; Mn 0.4%; С 0.1%; P 0.05%; S 0.02%

Феррохром – ферросплав с повышенным содержанием хрома. Придает сталям особые свойства, увеличивая пределы прочности и текучести. Также легирующая добавка в виде феррохрома придает материалам нержавеющие свойства.

FeCr010А: Cr > 65%; С 0.1%; Si ≤ 1.5%; P 0.03%; S 0.02%

Ферромолибден – сплав железа и молибдена. Применяют при производстве высокопрочных сталей, в том числе конструкционных и инструментальных. Добавка молибдена в стали повышает вязкость и устраняет хрупкость стали. Ферромолибден добавляют в стали для получения мелкозернистой однородной структуры. Так же этот ферросплав используют при получении стали и сплавов, устойчивых к высоким температурам.

FeMo: Мо > 50 - 60%; С 0.5%; Si ≤ 0.7%; P 0.05%; S 0.1%

Ферровольфрам – сплав железа и вольфрама. Это один самых важных легирующих элементов при производстве специальных и конструкционных сталей. Придает сталям твердость, устойчивость к высоким температурам. Эти свойства особенно актуальны при производстве инструментальных сталей.

FeW70: В ≥ 70%; С 0.5%; Si ≤ 0.8%; P 0.06%; S 0.1%

Ферротитан - сплав железа и титана. Используется для легирования, дегазации и раскисления. Стали, которые содержат ферротитан, отличаются повышенными механическими свойствами. Обладают жаропрочностью, улучшенной свариваемостью стали и ее сопротивляемостью коррозии.

FeTi: Ti 65 - 75%; С 0.3%; Si ≤ 0.9%; P 0.03%; S 0.03%

Ферросиликокальций - сплав кальция, кремния и железа, активный комплексный раскислитель и дегазатор стали. Применяется как для печной, так и для внепечной обработки стали, обеспечивает при высокой степени раскисления минимальное количество и оптимальную форму неметаллических включений, улучшает прочностные свойства проката. Незаменим при непрерывной разливке стали.

FeSiCa: Ca 10 - 30%; Si ≥ 45 - 50%; С 0.3%; Al 1.5%; P 0.03%;

Ферроникель - сплав железа и никеля. Один из основных элементов, улучшающих свойства стали. Применяют для повышения прочности стали, вязкости и пластичности, жаропрочности.

FeNi: Ni 20 - 70%; С 0.030%; Si ≤ 2%; P 0.020%; S 0.020%

2. Производим расчет количества ферросплавов для раскисления и легирования стали по своему паспорту плавки.

Данные для расчета берутся из паспорта плавки, химический состав стали из марочника стали, химический состав ферросплавов из приложения №1.

Раскисление стали.

 

 

Таблица №4 – материальный баланс плавки до раскисления.

Материал	C	Mn	Si	P	S	Fe
Сталь конечная	0.60	0.82	0.36	0.013	0.0048	98.2
Сталь перед раскислением	0.97	0.043	0.005	0.013	0.027	98.9
FeSi	-	0.4	65	0.05	0.03	34.5
FeMn	7.0	70.1	1.3	0.05	0.03	21.5
SiMn	0.5	73.4	18.2	0.05	0.03	7.8

 

Расход ферросплава на 100 кг металлической шихты определяется по формуле:

  (1)

Где a – требующееся для ввода в металл количество кремния, равное среднему содержанию Si в стали, минус остаточное содержание Si в ванне перед раскислением;

b – содержание легирующих элементов в 1 кг ферросплавов;

c – коэффициент усвоения в металле, получается путем вычитания из единицы доли угара.

 

 

 

 

 кг

 

Это количество FeSi содержит, кг.:

Si  

Mn

P

S

Fe

Ʃ=0.808 кг.

Выгорает, кг.:

Si – 30%, Mn – 25%

Mn

Si

Переходит в сталь, кг.:

Si

Mn

P

S

Fe

Ʃ=0.627 кг.

 

 

 

 

 кг

 

Это количество FeMn содержит, кг.:

Si  

Mn

P

S

Fe

C

Ʃ=1.3 кг.

Выгорает, кг.:

Si – 30%, Mn – 25%, C – 30%

Mn

Si

C  

Переходит в сталь, кг.:

Si

Mn

C

P

S

Fe

Ʃ=1 кг.

 

 

 

Так как ферросплав комплексный, считается на оба легирующих элемента.

Считаем SiMn по Si:

 

 

 

 кг

Это количество SiMn содержит, кг.:

Si  

Mn

C

P

S

Fe

Ʃ=2.9 кг.

Выгорает, кг.:

Si – 30%, Mn – 3%, C – 30%

Mn

Si

C  

Переходит в сталь, кг.:

Si

Mn

C

P

S

Fe

Ʃ=2.7 кг.

Считаем SiMn по Mn:

 

 

 

 кг

Это количество SiMn содержит, кг.:

Si  

Mn

C

P

S

Fe

Ʃ=1.03 кг.

Выгорает, кг.:

Si – 30%, Mn – 3%, C – 30%

Mn

Si

C  

Переходит в сталь, кг.:

Si

Mn

C

P

S

Fe

Ʃ=0.95 кг.

 

Вывод: Дали характеристику ферросплавам, применяемым в ККП для раскисления и легирования стали. Выполнили расчет количества ферросплавов для раскисления и легирования стали по своему паспорту плавки.

 

Интернет ресурс:

https://infopedia.su

 

 

Лабораторная работа №3