Особливості технологічних процесів металургії чорних металів - Методичка

Переваги киснево-конверторного процесу перед іншими масовими способами виробництва сталі зумовили його швидкий розвиток і застосування для виплавки не тільки рядових, але і легованих, зокрема високоякісних, сталей. Киснево-конверторний процес має переваги перед мартенівським і електросталеплавильним процесами при виплавці сталей з пониженим вмістом вуглецю, марганцю, водню, азоту і кольорових металів. Поєднання киснево-конверторного процесу з сучасними способами внепічної обробки металу (внедоменна десульфурація чавуну, продування сталі інертним газом, вакуумування, обробка синтетичними шлакуми і порошкоподібними матеріалами і ін.) ще більш розширило можливість виплавки самого різного сортаменту легованих сталей.Хімічний склад сталі марки 20ХГСА знаходиться в таблиці 1.1. Таблиця 1.1 - Хімічний склад марки 20ХГСАШихтовка плавки киснево-конверторного процесу в основному складається з рідкого передільного чавуну, металобрухту та шлакоутворюючих матеріалів. Використовують чавун слідуючого хімічного складу: вуглецю - 3,70%; кремнію - 0,85%; марганцю - 0,35%; фосфору - 0,15%; сірки - 0,04%; заліза - 95,010%; температура заливки чавуну в конвертор складає 1300?С. До металобрухту предявляють вимоги, що стосуються його насипної маси, розмірам, чистоти по шкідливим домішкам, кольоровим металам (міді, олова, свинцю, нікелю, хрому, молібдену), що будуть робити шлак тугоплавким і ускладнювати процес шлакоутворення.Після завалки металобрухту заливають рідкий передільний чавун, далі кисневий конвертор установлюють у вертикальне положення, опускають в нього кисневу фурму і починають продування з інтенсивністю 3 м?/т·хв. Продувка ведеться через 5 - ти соплову кисневу фурму з хвилинними витратами - 380 м?/хв, швидкість подачі кисню в середньому становить 550 м?/сек. Положення фурми під час продування відносно рівня спокійного металу повинен забезпечувати нормальний хід шлакоутворення, окислення домішок, нагріву ванни і виключити виноси і виброси метала і шлаку через горловину конвертора.Зазвичай ці операції проводяться у випадку непопадання в задану температуру або хімічний склад. В якості таких операцій може використовуватись додувка для підвищення температури металу.Випуск плавки робиться після одержання експрес-аналізу і якщо отриманні дані відповідають заданому хімічному складу і температурі проводиться злив металу з конвертора. Команда на випуск повинна бути продубльована працівником, що управляє конвертером під час зливу плавки. Після зливу металу плавка накривається шлаками з товщиною шаруючи 150-200 мм, інакше метал у ковші швидко прохолоджується.Вміст кисню по ходу процесу, невисоке спочатку при наявності у ванні щодо високого вмісту С, Si, Mn, збільшується в міру їхнього вигоряння й досягає максимальних значень (0,03-0,08)при низьких вмістах вуглецю. Вміст вуглецю є найважливішим чинником, що регулює вміст кисню в рідкому металі. У процесі кристалізації сталі розчинність кисню зменшується й закис заліза (Feo), виділяючись із розчину, розташовується по границях зерен.Для видалення газів, котрі потрапляють у метал із атмосфери або шихти використовують або обробку інертним газом, або вакуумування.При розливці сифоном виливниці з металом потрібно певний час витримувати нерухомо біля розливної площадки.При теоретичних розрахунках плавок витрати матеріалів і продуктів плавки зручно виражати в кілограмах на 100 кг металевої шихти, а витрати тепла в Джоулях на 100 кг металевої шихти.Початкові для розрахунку виплавки сталі 20ХГСА в кисневому конвертері місткістю 160 тонн представлені у вигляді таблиць 2.1 - 2.3. Крім того враховуємо температуру рідкого чавуну 1300?C і температуру випуску сталі 1620?C. Таблиця 2.1 - Хімічний склад металевої шихти, % Таблиця 2.2 - Хімічний склад неметалевої шихти, % Вміст вуглецю, кремнію і марганцю в готовій сталі для таблиці 2.3 розраховується як середнє значення відповідних даних таблиці 2.1 (з можливістю корегування).Для попередніх розрахунків приймаємо кількість брухту в металошихті 25%. Сумарна кількість домішок в металошихті визначається по формулі (2.1): (2.1) де - сумарна кількість домішок в металошихті, кг; Таким чином, підставивши у формулу (2.1) початкові дані, отримаємо: = 0,75 · 3,70 0,25 · 0,25 = 2,838кг; 2.3 Матеріали з неметалевої шихти, що беруть участь в плавці Прийняті для розрахунку витрати матеріалів з малозначних джерел, що беруть участь в утворенні шлаку, представлені в таблиці 2.4.Орієнтовне визначення кількості шлаку, що утворюється, необхідне для зясування можливості ведення плавки по одношлаковому режиму. Тому розрахунок ведемо по відповідному рівнянню для одношлакового киснево-конвертерного процесу (2.2): (2.2) де - кількість шлаку, що утворюється, кг; 2,14 - стереометричний коефіцієнт, що характеризує кількість SIO2, що утворюється при окисленні 1 кг кремнію, кг/кг; Залишковий вміст сірки в металі розраховується по формулі (2.3): (2.3) де - залишковий вміст сірки в металі, кг; Залишковий вміст фосфору в металі визначаємо по формулі (2.4): (2.

Зміст

Вступ

1. Технологічні особливості виплавки сталі марки 26ХГА

1.1 Хімічний склад

1.2 Шихтовка плавки

1.3 Дуттьовий режим

1.4 Корегуючі операції

1.5 Випуск

1.6 Легування і розкислення

1.7 Позапічна обробка

1.8 Розливка

2. Розрахункова частина

2.1 Початкові дані

2.2 Визначення вмісту домішок в металевій частині шихти

2.3 Матеріали з неметалевої шихти, що беруть участь в плавці

2.4 Визначення кількості шлаку і встановлення шлакового режиму

2.5 Визначення максимально можливої кількості металевого брухту

2.6 Фактичні витрати брухту з урахуванням додаткового охолоджувача

2.7 Необхідні витрати вапна

2.8 Уточнення кількості шлаку

2.9 Попередній розрахунок кількості газу

2.10 Розрахунок виходу пригідного металу

2.11 Залишковий вміст домішок в металі

2.12 Розрахунок кількості домішок, що видаляються з металу

2.13 Визначення кількості і складу газу в шлаку

2.14 Визначення витрати дуття і тривалості продування

2.15 Матеріальний баланс

2.16 Визначення температури металу в кінці продування

2.17 Складання матеріального балансу плавки

2.18 Розрахунок розкислення металу

2.19 Маса і склад металу після розкислення

2.20 Витрати матеріалу на всю садку

Додаток А