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:

М_FeМn = 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
	А-44	0,14- 0,20	0,40-0,65	0,15-0,30	0,030	0,030
	В	0,28-0,37	0,50-0,80	0,20-0,40	0,030	0,030
	С	0,07-0,14	0,35-0,65	0,17-0,37	0,030	0,035
	St 37-3	0,17-0,24	0,35-0,65	0,17-0,37	0,030	0,035
	А515-6	0,14-0,21	0,60-0,90	0,15-0,40	0,035	0,035
	А36	0,15-О,20	0,85-1,15	0,17-0,37	0,040	0,040
	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
	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
	17ГС	0,14-0,20	1,00-1,40	0,40-0,60	0,030	0,030
	А	0,17-0,21	0,40-1,00	0,15-0,30	0,040	0,040
	Е	0,13-0,18	0,70-1,40	0,15-0,30	0,040	0,040
	D40	0,12-0,18	0,90-1,60	0,15-0,30	0,035	0,035
	А 572-50	0,14-0,20	0,85-1,25	0,15-0,40	0,050	0,040
	А 516-55	0,12-0,18	0,60-0,90	0,15-0,40	0,035	0,035
	А 516-70	0.14-0.22	0,85-І,21	0,15-0,40	0,035	0,035
	АВ/ЕН	0,12-0,18	1,20-1,60	0,17-0,50	0,040	0,040
	А 572-65	0,14-0.23	0,90-1,30	0,15-0,40	0,050	0,040
	А 572-60	0,14-0,25	0,90-1,30	0,15-0,40	0,050	0,040
	А 572-42	0,14-0,20	0,85-1,25	0,15-0,40	0,050	0,040
	LRA	О,14-0,22	0,30-0,60	0.17-0.37	0,030	0,040
	АВА	0,14-О,22	0,40-0,65	0,15-0,30	0,030	0,040
	SS400	0.14-0.22	0.40-0.60	0,17-0,37	0,030	0,030
		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
	А-44	0,10	0,06
	В	0,23	0,07
	С	0,05	0,06
	St 37-1	0,15	0,05
	А515-6	0,11	0,07
	А36	0,11	0,07
	St 37-2	0,09	0,08
S	St44-2	0,09	0,07
	15Г	0,09	0,05
	St 52-3	0,11	0,08
	17ГС	0,10	0,09
	А	0,12	0,08
	Е	0,09	0,05
	D40	0,09	0,08
	А 572-50	0,11	0,09
	А 516-55	0,07	0,08
	А 516-70	0.08	0,09
	АВ/ЕН	0,09	0,06
	А 572-65	0,08	0,05
	А 572-60	0,07	0,08
	А 572-42	0,09	0,08
	LRA	0,09	0,07
	АВА	0,10	0,06
	SS400	0.11	0,06
		0,08	0,06

Практична робота №6