Разработка технологии выплавки низко- и среднелегированных сталей с пониженным содержанием азота (стр. 11 из 18)

Х = ((Е гот − Е ост) ∙ Т ∙ 1000) / В∙ С , (9)

где Х - требуемое количество ферросплавов, кг;

Е гот - содержание элемента в готовой стали, %;

Е ост.- остаточное содержание элемента в металле перед раскислением, %;

Т – масса плавки, тонн;

В – содержание элемента в ферросплаве, %;

С – коэффициент усвоения элемента, вводимого в металл, %.

Рассчитаем необходимое количество кремния:

FeSi = (0,14∙113∙1000)/0,65∙67=385 кг.

Рассчитаем необходимое количество марганца металлического:

Mn(мет)=((1,0-0,17)∙113∙1000)/0,90∙85=1300 кг.

Рассчитаем необходимое количество феррованадия:

FeV=((0,05∙113∙1000)/0,85∙53=130 кг.

Рассчитаем необходимое количество никеля листового:

Niлист.=((0,20-0,07) 113∙1000)/0,95∙100=165 кг.

Общая масса ферросплавов:

кг.

Масса металла после выпуска составит:

112630+1980=114610 кг.

Выпуск плавки осуществляется в сталь ковш при температуре футеровки не менее 900 ◦С, оборудованный донной пробкой, очищенный от скрапа и шлака. В процессе выпуска в ковш присаживаются шлакообразующие – известь и плавиковый шпат. Навеску ферросплавов вводить в ковш после выпуска 50-70 т. металла. Температура металла на выпуске 1610-1640 ◦С.

3.2.4 Внепечная обработка

После выпуска плавки и отданной навески ферросплавов производят усреднительную продувку металла на УКП аргоном в течение 4 минут, после чего производят отбор пробы металла и шлака. Принимаемый химический состав стали перед обработкой, приведен в таблице 20.

Таблица 20 - Химический состав стали перед обработкой

Содержание, %
С	Si	Mn	V	Nb	Al	Ti	Cu	Cr	Ni	S	P	N
0,049	0,14	0,7	0,05	-	0,005	-	0,11	0,06	0,20	0,008	0,003	0,007

Обработка стали на УКП представлена в таблице 21 [26].

Таблица 21 - Обработка на УКП

Параметры	Требования	Обработка на УКП
Толщина слоя шлака	Не более 50мм.	Ввод в ковш последовательно плавикового шпата и не менее 1200кг извести.После получения жидкоподвижного шлака ввод алюминиевой проволоки ( на 0,040% алюминия), карбида кремния и (или) карбида кальция. Раскисление производить до получения белого шлака.После раскисление произвести доводку металла по химическому составу на нижнемарочное значение.Через 5 мин. после ввода последней порции ферросплавов отобрать пробу металла и по результатам хим.анализа произвести окончательную корректировку химического состава.В конце обработки произвести замер окисленности, ввести алюминиевую и силикокальцевую проволоку
Свободный борт	Не менее 400мм.
Химический состав стали после выпуска	Не должен превышать нижнемарочный предел. Содержание углерода должно быть меньше нижнемарочного предела не менее чем на 0,02%
Шлакообразующие материалы	Известь с массовой долей СаО не менее 85%.Шпат с массовой долей CaF2 не менее 70%
Готовая сталь	Химический состав стали и величина углеродного эквивалента должны соответствовать требованиям НТД.

Согласно таблице 21 в первой порции навески отдаем в ковш последовательно плавиковый шпат в количестве 500 кг, известь в количестве 1200 кг, карбид кальция в количестве 100 кг, алюминиевую проволоку с расчетом содержания массовой доли 0,040%.

Расчет необходимого количества алюминиевой проволоки для предварительного раскисления:

Alпров.=((0,040-0,005)×115×1000/0,50×100=77 кг.

Во второй порции ферросплавов рассчитаем необходимое количество феррокремния, силикомарганца:

FeSi=((0,20-0,14)∙115∙1000)/67∙0,75=130 кг;

%(Si)=(67∙0,75∙130)/115∙1000=0,06%.

Рассчитаем необходимое количество силикомарганца с учетом получения марганца в стали на нижнемарочное значение:

Mn=((1,0-0,7)∙115∙1000)/72∙0,90=509 кг.

Силикомарганец будем вводить в металл в два приема, первая порция будет составлять 350кг, что внесет массовую долю марганца и кремния в количестве:

%(Mn)=(72∙0,90∙350)/115∙1000=0,21%;

%(Si)=(17∙75∙350)/115∙1000=0,04%.

Во второй порции присадки в ковш необходимо ввести для дополнительного раскисления шлака известь в количестве 400 кг, плавиковый шпат в количестве 100 кг, карбид кальция в количестве 20-30 кг.

Через пять минут после отдачи второй порции навески ферросплавов и раскислителей необходимо отобрать вторую пробу металла. Химический состав металла с учетом всех введеных ферросплавов приведен в таблице 22.

Таблица 22 - Химический состав стали

Содержание, %
С	Si	Mn	V	Nb	Al	Ti	Cu	Cr	Ni	S	P	N
0,08	0,24	0,91	0,05	-	0,023	-	0,11	0,06	0,23	0,005	0,006	0,007

Для доводки до заданного химического анализа необходимо ввести силикомарганец, ниобий, алюминий, титан. Титан, а также проволока с силикокальциевым наполнителем будет применяться в качестве модификатора стали. Алюминий будет отдан после получения пробы химического состава стали и шлака, а также по результатам измерения замера окисленности металла и температуры стали.

Легирование ниобием будем производить путем ввода ниобийсодержащей проволоки.

Рассчитаем необходимое количество силикомарганца:

m(SiMn)=((1,0-0,91)∙115∙100)/72∙0,90=153 кг.

В результате ввода 150 кг силикокальция кремния будет внесено:

%(Si)=(17∙0,75∙150)/115∙1000=0,017%.

Рассчитаем необходимую навеску ниобий содержащей проволоки:

m пров = ( 0,02∙115∙1000) / 50∙0,84 = 53 кг.

Рассчитаем необходимую навеску титана:

m(Ti)=(0,011∙115∙1000)/0,32∙40=95 кг.

После отдачи последней порции ферросплавов отбирают пробу металла и шлака. В таблицах 23 и 24 представлен химический анализ полученного металла и шлака соответственно.

Таблица 23 - Химический состав стали после обработки

Содержание, %
С	Si	Mn	V	Nb	Al	Ti	Не более
							Cu	Cr	Ni	S	P	N
0,08	0,26	1,1	0,05	0,02	0,023	0,01	0,11	0,06	0,23	0,005	0,007	0,007

Таблица 24 - Состав шлака после обработки

Содержание, %
СаО	SiO2	FeO	MnO
52,6	23,5	0,61	<2,0

Завершение обработки в сталеразливочном ковше представлено в таблице 25.

Таблица 25 - Завершение обработки стали марки 08ГБФ-У

1) Перед окончательной корректировкой массовой доли алюминия в стали произвести замер активности кислорода в стали.
2) Замер активности кислорода производить при отключенной продувке металла аргоном. После проведения замера возобновить продувку металла.
3) Температура металла за 10-15 мин до конца обработки (перед вводом алюминия) должна быть на 10-15 ˚С выше заданной температуры разливки стали.
4) По результатам измерения активности кислорода и температуры стали произвести ввод алюминиевой проволоки.
5) Расчет массы, вводимой алюминиевой проволоки, для стали с массовой долей алюминия в Маркировочной пробе не менее 0,020%, производить на 0,010% выше нижнемарочного значения, с учетом остаточного содержания алюминия в стали и степени усвоения алюминия в зависимости от активности кислорода:m(Alпров)=((0,04-0,023) ×110×1000)/ 0,50×100=40кг
Активность кислорода	до 5 ppm	5-10 ppm	более 10 ppm
Усвоение алюминия	70%	65%	60%
6) Продолжительность продувки металла от момента ввода алюминиевой проволоки до ввода силикокальциевой проволоки должна составлять 3-5 минут.
7) Количество вводимой в металл силикокальциевой проволоки при содержании алюминия более 0,020% соответствует количеству в размере 150 м.
8) После ввода силикокальциевой проволоки произвести "промывочную" продувку металла аргоном в течение 2-12 мин без оголения поверхности металла (рекомендуемая продолжительность продувки – 5-7 мин).
9) Нагрев металла во время и после ввода силикокальциевой проволоки не производить.
10) Произвести отдачу 300-500 кг извести на шлак, накрыть ковш крышкой и передать на разливку.

Используя установку ковш-печь, получили сталь марки К60(08ГБФУ).

3.2.5 Разливка

Разливку производим на слябовой МНЛЗ, сечение кристаллизатора 190×1200мм. Из сталеразливочного ковша в промежуточный металл подается через огнеупорную трубу, верх которой стыкуется с шиберным затвором сталеразливочного ковша, а низ погружен в металл в промежуточном ковше. С целью предотвращения подсоса воздуха в трубу подают аргон. В промежуточном ковше металл изолируют от атмосферы, засыпая на его поверхность защитную шлакообразующую смесь. Изоляцию струи подаваемого в кристаллизатор металла обеспечиваем с помощью погружных стаканов [27].

Выводы

Для обеспечения массовой доли азота в стали 0,008% и менее, необходимо:

1) производить продувку металла техническим кислородом с расходом не более 5500 м3/плавку;

2) общая масса металлошихты не должна превышать 125-128 т;

3) ограничить массу лома типа ШЭЛ и обрези ЛПЦ до уровня не более 10 т, за счет увеличения массы лома типа (3А и ШЭ);