Технология выплавки стали 15ГХ3А

Восстанавливается из шлака и переходит в металл следующее количество оксидов:

 

Δ(FeO) = 0,4113 – 0,045 = 0,3663 кг  или

Δ(Fe₂O₃) = (0,17 + 0,054 + 0,016 + 0,015) – 0,012 = 0,243кг;   или

 Δ(MnO) = (0,58 + 0,0004) – 0,075 = 0,5054кг;    или   

Δ(Cr₂O₃) = (0,29 + 0,071) – 0,18 = 0,18кг;    или  

Δ(TiO₂) = 0.017 – 0,00375 = 0,013кг; или   

Δ(P₂O₅) = 0,03 – 0 = 0,03кг;   или

Восстановилось из шлака восстановительного периода:

0,285 + 0,17 + 0,39 + 0,12 + 0,017 + 0,022 = 1,004 кг.

 

7.7 Уточненный расчет поступления кислорода из атмосферы в ванну печи

 

В восстановительный период окислилось, кг:

– углерода –– 0,48

– кремния –– 0,21285

– марганца –– 0,00031

– алюминия –– 0,01

– хрома –– 0,07

ИТОГО:  0,77

Для окисления этих примесей требуется  следующее количество кислорода:

Поступает кислорода от восстановления элементов из оксидов, кг:

– марганца                

– хрома                      

– фосфора                 

– железа                     

 

– титана                      

 

ИТОГО:                           0,259 кг.  

 

Окисленность металла снижается, как было определено ранее, на 0,01%.

Поступает кислорода из атмосферы  в ванну 

1,4 – (0,35 + 0,01) = 1,04 кг.

Проведем проверку правильности величин, используемых в расчетах восстановительного периода, и результаты занесем таблицу 11

 

Таблица 11. Проверка принятых величин.

Величины	Значения величин		Отклонение принятого значения от расчетного, %
	Принятое	Расчетное
	7,5	8,14	8,4
(СаО)/(SiO2)	2,6	2,6	0
Ls	40	40,74	1,82
(MnO)	1	0,99	1,01
(FeO)	0,6	0,6013	0,2108
(Fe2O3)	0,16	0,6	0
(Сr2O3)	2,4	2,37	1,27
(TiO2)	0.4	0.39	2.56

 

Из таблицы 11 видно, что отклонение принятых величин от расчетных не превышает 10%. Значит, расчет выполнен правильно.

 

7.8 Определяем массы металла в конце восстановительного периода

 

 Масса металла в начале  восстановительного периода составляет 97,03 кг.

Восстановилось из шлака Mn, Cr, P и  Fe 0,982 кг.

Переело из ферросплавов в металл, кг:

 

Ферросилиция ФС45 

 

 

 

Ферросилиция ФС45    

 

 

Феррохром  ФХ001        

 

ИТОГО:                             1,2

За счет электродов происходит науглероживания  на 0,05%. Окисленность металла снижается на 0,01%. Из металла удаляется 0,015кг серы.

Количество металла в конце  восстановительного периода составляет:

 

 

7.9 Определение расхода ферротитана

 

Во время выпуска металла в ковш дается ферротитан. Содержание ТiО₂ в шлаке в конце восстановительного периода составляет 0,00375 кг, в шлаке по расплавлении –– 0,17 кг. Восстановление ТiО₂

0,17 – 0,00375 = 0,166 кг;

В пересчете на титан это составит:

В металле перед вводом в него ферротитана содержится титана:

[Тi]_распл = 0,003 + 0,277 = 0,28 кг;

 

Расход феррованадия определяем по формуле:

                                       (25)

где [Тi]_гот – содержание титана в готовой стали, %;

      – масса металла в конце восстановительного периода, кг;

      [Тi]_распл – содержание титана в металла по расплавлении, %;

      [Тi]_ФТi – содержание титана в ферротитане, %;

      U_Ti – угар титана, %;

Угар титана в ковше составляет 15–35%. Принимаем U_Ti =25%. Содержание титана в готовой стали [Тi]_гот = 0,05. Тогда

 

 

Ферротитан вносит в металл, кг:

 

– углерода

– кремния 

– фосфора 

– серы

– титана

С учетом 25% угара в металл поступает титана в количестве:

Окисляется 50% кремния, содержащегося  в феррованадии:

Остальные 50% кремния (0,026 кг), серы, фосфор и углерод ферротитана переходят  в металл.

На окисления 25% титана и 50% кремния, содержащихся в ферротитана, требует кислорода:

Выход жидкой стали составит:

Количество шлака составляет:

Поступает кислорода из атмосферы  за весь восстановительный период:

0,04 + 0,14 = 0,18 кг;

Состав готовой стали, %:

– углерод  

– кремний  

– марганец  

– титан 

– хром  

– никель  

– сера 

– фосфор    

Таким образом, состав готовой стали  по всем компонентам соответствует  заданной марке, таблица 12.

 

 

Таблица 12  Состав готовой стали  марки 15ХГН2ТА

С	Mn	Si	Cr	Ti	Ni	P	S
0,15	0,7	0,23	10,2	0,03	1.03	0.023	0.02

 

 

7.10 Материальной баланс восстановительного периода

 

Материальной баланс восстановительного периода представлен в таблице 13

Таблица 13 материальный баланс восстановительного периода

Задано	Кг/100кг		Т/10т	Получено	Кг/100кг	Т/10т
Металл по расплавлении	97,03		9,703	Металл	100,216	10,0216
Шлак по расплавлении	6,3712		0,63712	Шлак	8,47	0,847
Ферросилиций ФС45	0,25		0,025	Газы	1,0205	0,10205
Феррохром	0,94		0,094	Невязка	0,5953	0,05953
Ферротитан	1,04		0,104
Известь	1,00		0,1
Раскислительная смесь	2,14		0,214
Магнезитовый порошок	0,1		0,01
Алюминий	0,01	0,001
Углерод электродов	0,05		0,005
Кислород из атмосферы	0,18		0,018
Итого:	109,1112		10,91112	Итого:	109,7065	10,97065

8 МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ПЛАВКИ

 Материальный баланс плавки  составляем на основании частых балансов плавления и восстановительного периода, а полученные данные заносим в таблицу 14

Таблица 14  Материальный баланс плавки

задано	Кг/100кг	Т/10т	Получено	Кг/100кг	Т/10т
Отходы 15ХГН2ТА	39,04	3,904	Металл	97,03	9,703
Отходы 20ХГНР	19,52	1,952	Шлак	6,3712	0,63712
Отходы 40ХНМА	19,52	1,952	Газы	1,4995	0,14995
Отходы 15ХА	19,52	1,952	Пыль	0,6905	0,06905
Чугун передельный	2,4	0,24	Невязка	0,3538	0,03538
Известь	4,14	0,414
Магнезитовый порошок	0,2	0,02
Кислород из атмосферы	1,305	0,1305
Раскислительная смесь	2,14	0,214
Магнезитовый порошок	0,1	0,01
Алюминий	0,01	0,001
Углерод электродов	0,05	0,005
Итого:	107,945	10,7945	Итого:	107,5912	10,75912

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

В курсовом проекте был  выполнен расчет материального баланса плавки стали 15ХГН2ТА ГОСТ 4543-71 в дуговой сталеплавильной печи 100 т методом переплава легированных отходов. Для выплавки стали 15ХГН2ТА были использованы следующие материалы: отходы 15ХГН2ТА, отходы 20ХГНР, отходы 40ХНМА, отходы 15ХА, чугун передельный, ферросилиций ФС45, ферросилиций ФС75, известь, магнезитовый порошок, зола коксика, плавиковый шпат, электроды, алюминий.

Для завалки печи в качестве шихты с учетом угара углерода в период плавления и с учетом науглероживания металла в восстановительный период использовались следующие материалы: отходы 15ХГН2ТА, отходы 20ХГНР, отходы 40ХНМА, отходы 15ХА, чугун передельный.

После завалки шихты  начинается процесс плавления. В  период плавления большинство легирующих элементов окисляется и переходят в шлак. В период плавления были добавлены следующие материалы: известь, магнезитовый порошок.

В восстановительный период в значительной степени происходит восстановления из оксидов шлака легирующих элементов в готовую сталь. Были добавлены следующие материалы: известь, раскислительная смесь, магнезитовый порошок, электроды, алюминий. Для доводки стали по легирующим элементом использовались следующие материалы: ферросилиций ФС45, ферросилиций ФС75.

Полученный состав готовой  стали по всем компонентам соответствует заданной марке стали 15ХГН2ТА ГОСТ 4543-71.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 ЛИТЕРАТУРА

 

1. Стали и сплавы. Марочник: Справ, изд. / В.Г. Сорокин и др.; Науч. ред. В.Г. 
   Сорокин, М.А. Гервасьев - М.: «Интермет Инжиниринг», 2001.

 

2. Расчет плавки стали в дуговой электросталеплавильной печи методом переплава: Методическое указания к выполнению курсовой работы студентами специальности 11.01 по курсу «Металлургия черных металлов». И 21.03 по курсу «Теория 
   и технология производства черных металлов». Магнитогорск: МГМИ, 1991.

 

 

3. Ф.П. Еднерал, А.Ф Филиппов «Расчеты по электрометаллургии стали и ферросплавов».: Металлургия, 1962 г.

 

4. В. А. Кудрин,  «Теория и технология производства стали»: Учебник для вузов. –– М.: «Мир», ООО «Издательство АСТ», 2003.

 

5. А. Ф. Каблуковский, «Производство электростали и ферросплавов»: –– М.: ИКЦ «Академкнига», 2003.

 

6. Общая металлургия: Учебник для вузов / В.Г. Воскобойников, В. А. Кудрин, А.М. Якушев – 6-изд., перараб и доп. – М.: ИКЦ «Академгнига», 2002.