Внепечная обработка стали (стр. 3 из 6)

Т_нагр =47,011 + 27,979 + 2,58 + 29,006 + 20,968 + 9 = 136,544

2.4 Расчет количества и состава неметаллических включений

Определим количество неметаллических включений и их состав, исходя из условия раскисления стали с 0,12% С, 0,023% S и 0,014% Р последовательно FeMn, FeSi, Al и получением стали состава: 0,542 % Мn, 0,289% Si и 0,03 % А1.

Содержание кислорода в стали на выпуске из сталеплавильного агрегата определяем по уравнению:

a₀= 0,00252 + 0.0032 / [С%].

Тогда при [С] = 0.12 % a₀= 0.00252 + 0,0032 / 0,12= 0,029 % масс.

Для заданного химического состава стали

А. Определяем количество докрмоталлизационных неметаллических включений.

Раскисление марганцем.

Определяем количество кислорода, равновесное с 0,542 %

при Т_ликв = 1790,3⁰К:

: = 0,0094

% масс

Таким образом, присадка в сталь 0,1 %

приведет к связыванию следующего количества кислорода в процессе раскисления и охлаждения расплава до Т_ликв:

= 0,029-0,017 = 0,012 % масс.

При этом образуется следующее количество неметаллических включений (

О):

%масс.

Раскисление кремнием.

Определяем содержание кислорода, равновесное с 0,289 % Si при Т_ликв=1790,3⁰К:

,

% масс

Следовательно, при Т_ликв=1790,3⁰ К,

% масс, и % масс, после внедрения в металл 0,289 % [Si] последовательно за 0,542 % [Мп] в неметаллические включения типа SiO₂ дополнительно будет связано кислорода: % масс и образуется докриеталлизационные неметаллические включения типа SiO₂:

% масс

Раскисление алюминием.

Определяем содержание кислорода, равновесное с 0,03 % Аl при Т_ликв = 1790,3⁰К:

, ;

при этом

%масс, то есть при вводе алюминия металл будет глубоко раскислен, содержание кислорода при этом изменится так:

% масс, а количество докристаллизационных неметаллических включений типа Al₂O₃ составит:

% масс.

Рассчитаем общее количество и состав образующихся докристаллизационных неметаллических включений при условии, что процессы взаимодействия растворенного кислорода и элементов-раскислителей проходят последовательно с достижением состояния равновесия между кислородом и введенным элементом-раскислителем до ввода последующего раскислителя. Расчёт проводится на 1 т стали:

( + + ) 10= (0,053+0,027+0,009) 10=0,89 кг неметаллических включений на 1 т стали

Состав образовавшихся докристаллизационныч неметаллических включений следующий:

Б Определяем количество посткрнсталлизацпонных неметаллических включении.

Рассчитаем количество и состав количество посткрнсталлизацпонных неметаллических включении. При температуре ликвидус минимальный уровень концентрации кислорода определяется равновесием с 0,03% Al и составляет

% масс. В двухфазной области между Т_ликв и Т_сол изменение концентрации кислорода будет определяться разницей:

Рассчитаем значение

по уравнению

, ;

при этом

%масс

В двухфазной области между Т_ликв и Т_сол изменение концентрации кислорода составит:

т.е. исключительно малую величину, находящуюся на пределе чувствительности измерения с помощью кислородных зондов и анализаторов на кислород типа "ЛЕКО". Количество посткристаллизационных неметаллических включений, состоящих только из Al₂O₃ ,составит:

% масс

2.5 Расчет модифицирования неметаллических включений

- В качестве модификатора используем силикокальций СК30 (30% Са).

- Способ присадки: порошковая проволока диаметром 10-15 мм, присаживается с помощью трайб аппарата, скорость ввода 70-200 мм/мин.

Хорошая разливаемость может быть. получена при отношении

В нашем случае содержание алюминия в металле [А1] = 0,03 %. следовательно, кальция нужно ввести в металл не менее 0,003 %.

Таким образом, на 130 тонный ковш потребуется кальция:

кг/130 т

Количество СК30 необходимого для модифицирования

Наполнение проволоки 265-315 г/м, следовательно, на обработку понадобится

метров проволоки.

2.6 Расчет подогрева металла

Расчет мощности трансформатора и времени нагрева металла в печь-ковше

Расчет .мощности трансформатора

Задаем, что скорость нагрева

=4 ⁰С/мин.;в этом случае при нагреве M_ст = 116,87 т потребуется подведение мощности, равной

W = 0,53

116,87 4 = 247,76 кВт ч/мин

Соответственно необходима установка трансформатора мощностью W

МВА

Выбираем трансформатор мощностью 15 МВА

Расчет времени нагрева металла в печь-ковше

Заданное значение нагрева металла, которое необходимо достигнуть при работе печь-ковша:

'

Количество тепла, необходимое для нагрева M_ст = 116,87 т на 66⁰С, составит

МДж

Для подведения этого количества тепла к металлу, находящемуся в печь-ковше потребуется электроэнергии:

q_.эл =6610,45/3,6=1836,24 кВтч, а с учетом

=0,45 величина q = 1836,24/0,45 = 4140,53 кВт ч.