3) Расчет
3.1) Расчет равновесной концентрации водорода
Расчет константы растворимости Сивертса
Согласно соотношению (13)
Соответственно KH = 0,0025.
Расчет коэффициента активности водорода в металле
Для расчета необходимы справочные данные по параметрам взаимодействия
Параметры взаимодействия первого порядка eHi * 102
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
Mo |
6 |
2,7 |
-0,14 |
-0,22 |
0 |
0,22 |
V |
Ti |
Al |
P |
S |
Cu |
-0,74 |
-1,9 |
1,3 |
1,1 |
0,8 |
0,05 |
Используя соотношение (15), получаем
lg ɣH = 0,0125;
ɣH = 1,0293.
Расчет равновесной концентрации водорода
Исходя из соотношения (12)
.
3.2) Расчет удельной мощности перемешивания |
Расчет удельной интенсивности продувки
Используя соотношение (11), получаем
м3/(кг·с)
Расчет удельной мощности перемешивания
Согласно соотношению (10)
Вт/кг
3.3) Расчет коэффициента объемного массопереноса
В
результате расчета по соотношению (9)
получаем
1/с
3.4) Расчет времени вакуумирования металла в ковше, необходимого для снижения содержания водорода до заданного уровня.
Для начального содержания водорода в металле 6 ppm пример расчета по соотношению (8) приведен ниже
мин.
В систематизированном виде результаты расчета представлены в таблице
[H], ppm |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Время, мин |
5.40 |
7.02 |
8.32 |
9.41 |
10.34 |
11.16 |
11.89 |
На основании результатов расчета строим зависимость требуемого времени вакуумной обработки от начального содержания водорода
4.4.Удаление азота при ковшевом вакуумировании
1) Постановка задачи
Обосновать расчетом влияние содержания серы в металле на динамику удаления азота при вакуумировании в ковше.
2) Исходные данные
Химический состав металла перед обработкой, мас,% |
|||||
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
Mo |
0,1 |
0,25 |
0,5 |
0,1 |
0,1 |
0,05 |
V |
Ti |
Al |
P |
Cu |
|
0,02 |
0 |
0,03 |
0,01 |
0,1 |
|
Содержание серы в металле, % |
||||
0,025 |
0,01 |
0,005 |
0,003 |
0,001 |
Начальное содержание азота в металле, ppm - 100
Остаточное давление в вакуумной камере, атм - 0,001
Доля азота в удаляемых газах - 0,5
Доля СО в удаляемых газах - 0,3
Температура, оС - 1600
Масса металла в ковше, т - 100
Глубина металла в ковше, м - 3
Расход инертного газа, л/мин - 500