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:

РФХ010А = 0,257 . 121,5 – 12,696 = 18,53 кг;

РН2 = 0,1 . 121,5 – 9,598 = 2,55 кг;

РФМн88 = 0,018 . 121,5 – 0,298 = 1,89 кг;

РФС75 = 0,016 . 121,5 – 1,0 67= 0,88 кг;

РФТи35С7 = 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 Cr2O3, 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