Смекни!
smekni.com

Внепечная обработка стали (стр. 1 из 6)

Задание

Ёмкость конвертера 125 т.

Готовая сталь 12ГСГОСТ 19282-73 С Mn Si P S Cu Ni Сr
0,12-0,18 0,4-0,7 0,17-0,37 Не более 0,035 Не более 0,035 Не более 0,3 Не более 0,3 Не более 0,7-1

В графической части представлен порционный вакууматор.

Введение

Качество стали – это постоянно действующий фактор, который на всех исторических этапах побуждал металлургов искать новые технологии и новые инженерные решения. Ограниченные возможности регулирования физических и физико-химических условий протекания процессов плавки в традиционных сталеплавильных агрегатах (конвертерах, дуговых, мартеновских и двухванных печах) привели к созданию новых сталеплавильных процессов, комплексных технологий, обеспечивающих получение особо чистых по содержанию нежелательных примесей марок стали.

В тех случаях, когда технологические операции, обеспечивающие получение металла требуемого качества, непосредственно в самом агрегате приводят к потере его производительности, их выполняют во вспомогательной емкости (ковше или др.), то есть переводят в разряд внепечной, или вторичной, металлургии. Основную цель вторичной металлургии можно сформулировать как осуществление ряда технологических операций в специальных агрегатах быстрее и эффективнее по сравнению с решением аналогичных задач в обычных сталеплавильных агрегатах быстрее и эффективнее по сравнению с решением аналогичных задач в обычных сталеплавильных печах. В настоящее время методами внепечной металлургии обрабатывают сотни миллионов тонн стали массового назначения. Установки для внепечной обработки имеются практически на всех заводах качественной металлургии. Обработке подвергают металл, выплавленный в мартеновских печах, дуговых печах и конвертерах.

1. Обоснование параметров сталеразливочного ковша

Выход годной стали до раскисления – MМеп/д раск = 91,55 т.

т, следовательно, выбираем ковш ёмкостью 130т.

Рис. 1 - Основные размеры кожуха 130-т сталеразливочного ковша

1.1 Выбор и обоснование футеровки сталеразливочного ковша

С пуском агрегата ковш-печь ужесточились требования к футеровке ковшей по металло- и шлакоустойчивости, теплопотерям, температуре футеровки перед приёмом плавки.

В данном курсовом проекте предлагаю использовать конструкцию футеровки 130 – т ковша разработанную и усовершенствованную на Магнитогорском металлургическом комбинате.[8]


Рис. 2

Периклазофорстеритоуглеродистый огнеупор MgO=65-80%, SiO2
20% и С незначительно
Плотность
,кг/м3
Температура 0С Теплопроводность
,Вт/(м К)
Теплоёмкость с ,кДж/(кг К) Температуропроводность а ,м2
огнеупорность начала деформации рабочая
2600-2800 2200-2400 1500-1700 1650-1700 4,7-170
=2,37
1,05+29
3

1.2 Выбор дутьевых продувочных устройств

Наиболее преимущественным (простота устройства, отсутствие дополнительных огнеупорных материалов) способом продувки является продувка металла через шиберный затвор.

Газ вводят через металлическую трубку-фурму диаметром 8-16 мм, вставленную в выпускные отверстия деталей шиберного затвора. По окончанию продувки подвижная плита устанавливается в положение «закрыто» и при этом она перерезает трубку фурму.

2. Расчет основных параметров обработки стали

2.1 Расчёт раскисления и легирования

Для данного расчета при выплавке стали марки 12ГС принят следующий угар элементов раскислителей: углерода – 15%; марганца – 15%; кремния – 20%; хрома - 10. Угар алюминия условно принимаем равным 100%, а расход его зависит от марки выплавляемой стали. В данном расчете расход алюминия принят равным 0,030%.

В таблице 2 приведен принятый состав ферросплавов.

Таблица 2 – Состав примененных ферросплавов

Ферросплав Марка Содержание элементов %
C Mn Si P S Cr Al
Феррмарганец Мп4 6,5 76 2 0,38 сл - -
Ферросилиций СИ45 0,3 0,8 45,0 0,05 сл - -
Феррохром Фх010 0,1 - 1,5 0,03 0,03 65-73 -

Среднезаданное содержание элементов в рассчитываемой стали 30Х принято равным: [Mn]=0,55% , [Si]=0,27%, [Cr]=0,9

Необходимое количество каждого ферросплава определяется по формуле:

Мраск =

кг,

где Мст – выход жидкой стали в конце продувки, кг;

[%Э]гот.ст. – содержание соответствующего элемента в готовой стали, %;

[%Э]пер.раск – содержание соответствующего элемента перед раскислением, %;

[%Э]ферроспл. – содержание соответствующего элемента в ферросплаве, %.

МFeSi =

= 0,687 кг.

МFeМп =

= 0,523 кг

2.2 Расчёт процесса десульфурации стали в ковше

Расчет процесса десульфурации cтaлu в ковше ТШС

Химический состав ТШС:

СаО = 50%

А12О3 = 36%

SiO2 = 10%

MgO = 3%

MnO = 0%

Расход ТШС 10 кг/т стали. Необходимое количество ТШС:

т.

Mпгот.ст. =0,542% , угар 20%

Siгот.ст. =0,289% , угар 20%

А1гот.ст. =0,03% , угар 100%

Таблица 3 – Состав печного шлака

СаО MnO MgO SiO2 А12О3
51,293% 4,834% 2,076% 14,656% 1,816%

Принимаем, что в ковш попадает 5 % печного шлака

Таблица 4 – Количество оксидов образующихся при раскислении стали

Элемент Концентрация в стали % Угар элементов Введено в сталь с учётом угара, % Образуется оксидов, кг
Mn 0,542 0,065
Si 0,289 0,072 0,361
А1 0,03 0,03 0,03
Cr 0,878 0,098 0,976
ИТОГО 6,86

Таблица 5 - Изменение состава рафинировочного шлака

Материал Кол-во Состав, кг
СаО А12О3 SiO2 MgO MnO Сr2O3
ТШС 10 5 3,6 1 0,3 - -
Оксиды 6,86 - 1,28 1,64 - 0,89 3,05
Печной шлак 5 2,565 0,091 0,739 0,104 0,242 -
Футеровка ковша (MgO =92%, CaO=20%) 1,5 0,015 - - 1,38 - -
Итого 23,36 7,58 4,971 3,379 1,784 1,132 3,05

Состав конечно шлака:

CaO=

×100=32,449%; SiO2=
×100=14,465%;

MnO=

×100=4,846%; Al2O3=
×100=21,28%;

MgO=

×100=7,637 %;

Выполним расчет коэффициента распределения серы Ls.

где (СаО), (Аl2О3), (SiO2), (MgO) - химический состав рафинировочного шлака в конце обработки. %;

fs- коэффициент активности серы, растворенной в металле, принимается fs=1, по этому lgfs =0

Т - температура металла, 1903 К.

- активность кислорода

2[Al]+ 3[O] = Al2O3

Константа этой реакции будет равна

= 10-12, следовательно активность кислорода определим по формуле:

, а
= -2,985

Тогда коэффициент распределения серы будет равен: