Визначаємо вихід металу на кінець плавки Х3 і витрату феросплавів

Х₃ = Х₂ + ∑Р феросплавів

Приймаємо для розрахунку засвоєння нікелю, хрому, марганцю рівним 100%, кремнію – 50%, титану – 60%.

Для легування металу використовуються феросплави: ФХ010А; ФМн 88; Н2; ФС75; ФТи35С7. Необхідно:

;

;

;

;

Підставив в ці рівняння значення % [Mе]_кін. з табл. 1, [Me]₂ (в кг) – з табл.8, а значення % [Me]_{Fe-сплави} – з таблиці в додатку, одержимо:

;

;

;

;

Х₃ = 94,761 + 0,257Х₃ – 12,696 + 0,1Х₃ – 9,598 + 0,018Х₃ – 0,298 + 0,016Х₃ – 1,067 + 0,024Х₃;

Х₃ = 94,761 + 0,415Х₃ – 23,659;

0,585Х₃ = 71,102; Х₃ = 71,102 : 0,585 = 121,5 кг.

Необхідна кількість феросплавів:

Р_ФХ010А = 0,257 ^. 121,5 – 12,696 = 18,53 кг;

Р_Н2 = 0,1 ^. 121,5 – 9,598 = 2,55 кг;

Р_ФМн88 = 0,018 ^. 121,5 – 0,298 = 1,89 кг;

Р_ФС75 = 0,016 ^. 121,5 – 1,0 67= 0,88 кг;

Р_ФТи35С7 = 0,024 ^. 121,5 = 2,92 кг.

Феросплави уносять елементів (табл. 10):

Оскільки кожен феросплав уносить кремній, корегуємо кількість ФС75 виходячи з необхідної кількості уносимого кремнію, що складає:

0,88 ^. 0,75 = 0,66 кг

Сума вмісту кремнію інших феросплавів складає:

0,093 + 0,04 + 0,161 = 0,294 кг

Треба внести феросиліцієм: 0,66 – 0,294 = 0,366кг Si,

або 0,366 ^. 100 / 75 = 0,488 кг ФС75

Таблиця 10 - Кількість елементів, що уносять феросплави

Елемент	Одиниця виміру	Феросплав	Всього, кг
ФХ010А	Н2	ФМн88	ФС75	ФТи35С7*
C	%	0,07		1,0		0,15
кг	0,013		0,019		0,004	0,036
Mn	%				0,4
кг			1,61	0,002		1,612
Si	%	0,5		2,0		5,5
кг	0,093		0,04	0,366	0,161	0,66
Cr	%				0,4
кг	12,971			0,002		12,973
Ni	%		99,5
кг		2,54				2,54
Ti	%
кг					0,818	0,818
P	%	0,03		0,3		0,05
кг	0,005		0,006		0,001	0,012
S	%	0,03		0,03		0,05
кг	0,005		0,001		0,0015	0,007
Fe	%	29,37	0,5	11,67	21,2	59,95
кг	5,443	0,01	0,214	0,103	1,751	7,521
разом	кг	18,53	2,55	1,89	0,488	2,92	26,378

*Феротитаном уноситься 6,3% мас. алюмінію, тобто 2,92 ^. 6,3 / 100 = 0,184кг.

Феросиліцієм уноситься 3% алюмінію, тобто 0,015г.

4.4 З урахуванням засвоєння елементів в сталь уноситься, кг: вуглець - 0,036; марганець - 1,612; кремній 0,66^. 0,5 = 0,33; хром - 12,973; нікель - 2,54; титан - 0,818 ^. 0,6 = 0,491; фосфор - 0,012; сірка - 0,007; залізо - 7,521; алюміній - 0,199 ^. 0,5 = 0,1.

4.4.1 Окислиться елементів:

Si : 0,66 ^. 0,5 = 0,33 кг

Ti : 0,818 ^. 0,4 = 0,3272 кг

Al : 0,199 ^. 0,5 = 0,099 кг

4.4.2 Кремній, титан і алюміній, що окислилися уносять в шлак:

SiO₂: 0,33 ^. 60 / 28 = 0,71 к.

TiO₂: 0,3272 ^. 80 / 48 = 0,545 кг

Al₂O₃: 0,099 ^. 102 / 54 = 0,187 кг

4.4.3 Надійде в шлак із футеровки печі, подіни і откосів, своду, кг:

SiO₂ 0,0024 + 0,012 + 0,0564 = 0,071

Fe₂O₃ 0,0018 + 0,008 + 0,0007 = 0,011

Al₂O₃ 0,0021 + 0,004 +0,0009 = 0,007

MnO 0,0003 + 0,004 + 0,0 = 0,004

CaO 0,019 + 0,004 + 0,0015 = 0,025

MgO 0,044 + 0,368 + 0,0005 = 0,413

всього = 0,531

4.4.4 Присаджуємо в якості охолоджуючих металодобавок 200кг/т відходів сталі 08Х18Н10Т. Відходи уносять, кг:

C = 20 ^. 0,06 / 100 = 0,01;

Si = 20 ^. 0,6 / 100 = 0,12;

Cr = 20 ^. 18 /100 =3,6;

Ni =20 ^. 10 /100 = 2,0;

S = 20 ^. 0,02 /100 = 0,004;

P = 20 ^. 0,03 / 100 =0,006;

Mn = 20 ^. 1,5 /100 =0,3;

Ti = 20 ^. 0,4 / 100 = 0,08;

Fe = 13,88

4.4.5 Уносимо вапно в кількості 2 кг, вапно уносить, кг: CaO - 1,84; SiO₂ - 0,04; FeO - 0,012; MgO - 0,04; Al₂O₃ - 0,004.

4.4.6 Шлак розкислили сумішшю із ФС65 (0,15 кг) і вапна (0,3 кг).

4.4.7 Приймаємо, що 60% кремнію іде на розкислення шлаку, 40% окислюється киснем воздуху.

Уносимо кремнію: 0,15 ^. 0,68 = 0,102 кг. Приймаємо, що 75% кремнію витрачається на відновлення Cr₂O_3, 15% на відновлення FeO, 10% на відновлення MnO.

Утворюється SiO₂ - 0,102 ^. 60 / 28 = 0,218 кг

4.4.8 Відновиться оксидів із шлаку:

Cr₂O₃ - 2 ^. 152 ^. 0,102 ^. 0,6 ^. 0,75 / 3 ^. 28 = 0,166 кг;

MnO - 2 ^. 71 ^. 0,102 ^. 0,6 ^. 0,1 / 28 = 0,031 кг;

FeO - 2 ^. 72 ^. 0,102 ^. 0,6 ^. 0,15 / 28 = 0,047 кг

4.4.9 Відновиться елементів із оксидів шлаку:

Cr - 104 ^. 0,166 / 152 = 0,114 кг;

Mn - 55 ^. 0,031 / 71 = 0,024 кг;

Fe - 56 ^. 0,047 / 72 = 0,037 кг

4.4.10 Перейде заліза із ФС65 до металу: 0,15 ^. 0,3 = 0,045 кг.

4.5 Вапно уносить (кг): СaO - 0,276; SiO₂ - 0,006; FeO - 0,0018; MgO - 0,006; Al₂O₃ - 0,0006.

Через 10 – 15 хвилин після унесення в розплав охолоджуючих металодобавок шлак скачують на 70 – 90%.

4.6 Приймаємо, що шлак скачали на 90%. Маса залишившегося шлаку 1,744 кг.

Хімічний склад шлаку наведено в табл. 11.

 

Таблиця 11 – Хімічний склад шлаку

Оксид	Джерело надходження	Всього
шлак	з феро- сплавів	з футе- ровки	з ФС і вапна	з вапна	Віднов-лено
SiO2	2,806	0,71	0,071	0,224	0,04		3,851
CaO	3,746		0,025	0,276	1,84		5,887
MnO	1,058		0,004	–		0,031	1,031
MgO	0,925		0,413	0,006	0,04		1,384
FeO	0,659		–	0,002	0,012	0,047	0,626
Fe2O3	0,228		0,011				0,239
Cr2O3	3,358		–			0,166	3,192
Al2O3	0,476	0,187	0,007	0,001	0,004		0,675
P2O5	0,011		–				0,011
TiO2	–	0,545	–				0,545
Всього	13,267	1,442	0,531	0,509	1,936	0,244	17,441

 

При виплавці сталей, легованих титаном, рафінувальний шлак наводиться із вапна (8 – 10 кг/т) сталі і плавікового шпату (2,5 – 3,5 кг/т) сталі. Для інших сталей – із вапна (15 – 20 кг/т ) сталі і плавікового шпату (4 – 5 кг/т) сталі.

4.7 Вводимо шлакоутворюючі: вапно - 1 кг, плавіковий шпат - 0,35 кг.

Шлакоутворюючі вносять, кг: вапно – CaO - 0,92; SiO₂ - 0,02; _,FeO - 0,006; MgO - 0,02; Al₂O₃ - 0,002; плавіковий шпат – CaF₂ - 0,325; SiO₂ - 0,01; Fe₂O₃ - 0,004.

Після розплавлення шлакоутворюючої суміші в сталь вносимо феротитан.

Хімічний склад рафінувального шлаку та готової сталі, наведено в табл. 12 і 13.

Таблиця 12 - Хімічний склад рафінувального шлаку

Оксид	Джерело надходження	Всього, кг	Всього, %
шлак	вапно	пл. шпат
SiO2	0,385	0,02	0,01	0,415	13,6
CaO	0,589	0,92	–	1,509	49,46
MnO	0,103	–	–	0,103	3,38
MgO	0,138	0,02	–	0,158	5,18
FeO	0,063	0,006	–	0,069	2,26
Fe2O3	0,024	–	0,004	0,028	0,92
Cr2O3	0,319	–	–	0,319	10,46
Al2O3	0,068	0,002	–	0,07	2,29
TiO2	0,054	–	–	0,054	1,77
P2O5	0,001	–	–	0,001	0,03
CaF2	–	–	0,325	0,325	10,65
разом	1,744	0,968	0,339	3,051

Таблиця 13 - Склад готової сталі 08Х18Н10Т

Елемен-ти	Було в металі	Уноситься ФС65	Уносит металодобавка	Уносять легуючі	Відн. із шлаку	Вміст в Ме
кг	%
C	0,064	–	0,01	0,036	–	0,11	0,078
Si	0,4	–	0,12	0,33	–	0,85	0,60
Mn	0,253	–	0,3	1,612	0,024	2,189	1,56
Cr	8,887	–	3,6	12,973	0,114	25,574	18,19
Al	–	–	–	0,1	–	0,1	0,07
Ni	9,55	–	2,0	2,54	–	14,09	10,02
Ti	–	–	0,08	0,491	–	0,571	0,41
S	0,01	–	0,004	0,007	–	0,021	0,015
P	0,018	–	0,006	0,012	–	0,036	0,026
Fe	75,579	0,045	13,88	7,521	0,037	97,062	69,031
Всього	94,761	0,045		25,622	0,175	140,603