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 А572-50.

Хімічний склад цієї марки сталі з головних розрахункових елементів, %:

вуглець - н.б. 0,14-0,20

марганець - 0,85 -1,25,

кремній - 0,15 - 0,40

На випуску з конвертера сталь мала хімічний склад:

вуглець - 0,11% ,

марганець - 0,09 %,

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 + 1,25) : 2 = 1,05 %

було Мn в сталі на зливі у ківш 0,090 %

бракує марганцю у металі 0,96

кремнію: повинно бути (0,15 + 0,40) : 2 = 0,275 %

було кремнію в металу 0,000 %

бракує кремнію у металі 0,275 %

З цього видно, що бракує небагато кремнію 0,2705% і багато марганцю 0,96 %.

Для розкислення використовуємо силікомарганець з угаром кремнію 4 %, марганцю 3 %.

Формула для підрахування кількості розкислювача по кремнію:

Мр = а : (в * с),

М SiМn= 0,275 : (0,15 * 0,96) = 1,909кг

З врахуванням виходу сталі коректуємо масу силікомарганцю, кг:

1,909 * 0,90 = 1,7181

Силікомарганець вносить марганцю, кг:

1,7181 * 0,78 * 0,97 = 1,299

Тепер бракує марганцю, кг:

0,96 – 1,299 = 0,339

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:

1,7181 * 0,027 * 0,98 = 0,045

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 + 0,045 + 0,018 = 0,133

Потрібно знизити вміст вуглецю на вакууматорі, кг:

0,133 – 0,090 = 0,043

На окислення 0,020 вуглецю витрати кисню складуть, кг:

0,043 * 16 : 12 = 0,057

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 = 0,031 0,415х = 0,031 х = 0,075.

Примітка: для повного розрахунку окалини потрібно також враховувати витрати кисню на всі розкислювачі з відрахуванням кількості розчиненого у металу кисню на випуску плавки.