- •Практична робота №1
- •Теоретична частина
- •Практична робота №2
- •Практична робота №3
- •Практична робота №4
- •Практична робота №5
- •Тема: Розкислення спокійної сталі на устрою ківш-піч.
- •Приклад розрахунку:
- •Тема: Розкислення низьковуглецевої низьколегованої сталі на вакууматорі.
- •Практична робота №6
- •Практична робота №7 Тема: Розрахунок додаткової десульфурації сталі порошковим дротом в вакууматорі.
- •Практична частина
- •Практична робота №8 Тема: Розрахунок зневуглецюванням сталі на вакууматорі.
- •Практична робота №9
- •Практична робота №10 Тема: Відхилення від технології мартенівської плавки, зайвий вуглець.
- •Література
Практична робота №7 Тема: Розрахунок додаткової десульфурації сталі порошковим дротом в вакууматорі.
Мета: Відпрацювання методики розрахунку десульфурації сталі в вакууматорі.
Теоретична частина
Навіть при максимальному вилученні сірки з чавуну на УДЧ все ж виникає небезпека зайвого вмісту сірки в сталі після конвертерної плавки внаслідок можливого внесення сірки в металевим брухтом.
Пропускна здатність УДЧ невисока, і тому в практиці конвертерних цехів передбачена додаткова десульфурація сталі в вакууматорі порошковим дротом.
Згідно плану побудови конвертерного комплексу на ПАТ «АМК» і ківш-піч, і вакууматор оснащаються трайбапаратами для введення в метал порошкового дроту.
В останні роки все більше використання має порошковий дріт з десульфуруючим реагентом кальцію, магнію, карбіду кальцію і їх суміші зі швидким зануренням порошкового матеріалу, який знаходиться у стальній трубці, в глибину металу.
Для сталей з обмеженим кремнієм і наднизьким вуглецем найбільш доцільно використання магнієвого порошкового дроту у стальній оболонці діаметром 8-13 мм.
З точки зору мінімальної теоретичної витрати для зв’язування сірки, магній стоїть на першому місці порівняно з другими десульфураторами.
До переваг також можливо віднести незначну кількість шлаку, який утворюється на поверхні металу, завдяки низьким витратам магнію.
Утворений сульфід магнію є дуже міцним сполученням, яке завдяки низькій щільності легко переходить в шлак.
Реакція десульфурації чавуну магнієм протікає з виділенням тепла, тому втрати температури металу незначні.
Ефект десульфурації зростає при обробці металу порошковим дротом водночас з вакуумуванням.
Вакуумна обробка дає глибоке розкислення металу, що значно знижує втрати магнію на окислення і підвищує ступінь десульфурації.
Порошкова проволока вводиться в ківш однострумковим трайбапаратом під наведений високоосновний шлак і в кінці вакуумної обробки металу після розкислення металу вакуумом і зневуглецювання.
Швидкість введення порошкового дроту 5м/с, тривалість обробки складає 300-400сек, зниження температури металу біля 15оС.
Десульфурація чавуну магнієм здійснюється по реакції:
Mg + S = MgS
Практична частина
Вихідні умови:
Марка сталі ІF – спецзаказ (кожному студенту різні вихідні дані)
Вміст сірки перед вакуумною обробкою і десульфурацією 0,0047кг
Залишковий вміст сірки в сталі повинен бути: н.б. 0,002 %
Для десульфурації сталі з 0,0047 до 0,002 кг витрати магнієвого реагенту порошкового дроту при випаренні магнію 20%, окисленні 10 %, ступеню десульфурації 80 % і вмісту магнію в реагенті 83 % складуть, кг:
х *32 : 24*0,90 * 0,80 *0, 83= 0,0027
0,80х = 0,0027 х = 0,0034 кг/100кг; або 0,034 кг/т.
З цієї кількості магнієвого реагенту витрачається магнію на десульфурацію, кг:
0,0034 * 0,7 = 0,00238
Витрачається сірки на утворення сульфіду магнію, кг:
0,00238 * 32 : 24 = 0,00317
Утворюється сульфідів магнію, кг:
0,00238 + 0,00317 = 0,00555
Окислиться магнію, кг:
0,0034 * 0,10 = 0,00034
Витрачається кисню на окислення магнію, кг:
0,00034 * 16 : 24 = 0,00023
Утворюється оксидів магнію, кг:
0,00034 + 0,00023 = 0,00057
Зневітриться магнію в вигляді пару, кг:
0,0034 * 0,20 = 0,00068
В графу «Поступило матеріалів» добавляється 0,0034 порошкового реагенту.
Знизиться кількість металу на вагу удаленої сірки і кисню, кг:
0,00317 + 0,00023 = 0,0034
Маса шлаку збільшиться на вагу утворених сульфідів і оксидів магнію, кг:
1,2176 + 0,00555 + 0,00057 = 1,22372
Маса сталі складе, кг:
92,7248 + 0,0034 – 0,00555 – 0,00057 – 0,00068 = 92,7214
де
92,7248 – маса сталі до десульфурації порошковим дротом,
0,0034 – маса порошкового дроту,
0,00555 – маса утворених сульфідів магнію.
0,00057 – маса утворених оксидів магнію.
0,00068 – маса випареного магнію.
Внесенням магнію і кальцію в метал внаслідок малих величин нехтуємо.
При продувці металу аргоном водночас з вакуумуванням продукти реакції активно вилучаються з металу в новий наведений шлак.
Витрати порошкового магнієвого реагенту складають 0,034 кг/т.
Зі врахуванням ступеню заповнення порошкового дроту діаметром 9мм з товщиною оболонки 0,4мм при вмісту магнію в порошковому реагенті 83%, щільності реагенту 76% вазі 1 м проволоки 55 г. (0,055 кг) витрати порошкового дроту складають для вилучення 0,0027 кг сірки на ківш 250 т
0,034 : 0,055 * 250 = 154,545 м
Залишковий вміст сірки в сталі, кг/100 кг металу:
0,004705 – 0,00317 = 0,0015
Залишковий вміст сірки в сталі зі врахуванням виходу складе, кг:
0,0015 : 92,7214 * 100 = 0,0016 (перерах. на % по масі сталі)
що значно підвищує якість сталі на спецзаказ.
Примітки: в розрахунку не врахована вага стальної трубки порошкового дроту.
Висновки: використання порошкового дроту найбільш ефективний способ десуль-фурації сталі на кінцевому етапі плавки, однак може бути рекомендований тільки для особливо якісних сталей з наднизьким вмістом сірки на рівні 0,002% і нижче внаслідок високої вартості порошкового дроту.
Завдання на виконання практичної роботи № 7 Додаток
Варіант |
Вміст S |
Вміст магнію в реагенті |
ківш |
|
перед вакуум |
залишковий |
|||
1 |
0,0044 |
н.б 0,002% |
81 |
100 |
2 |
0,0045 |
н.б 0,002% |
82 |
130 |
3 |
0,0046 |
н.б 0,002% |
83 |
150 |
4 |
0,0047 |
н.б 0,002% |
82 |
170 |
5 |
0,0048 |
н.б 0,002% |
84 |
180 |
6 |
0,0047 |
н.б 0,002% |
79 |
200 |
7 |
0,0046 |
н.б 0,002% |
81 |
230 |
8 |
0,0045 |
н.б 0,002% |
82 |
250 |
9 |
0,0044 |
н.б 0,002% |
83 |
280 |
10 |
0,0046 |
н.б 0,002% |
83 |
300 |
11 |
0,0047 |
н.б 0,002% |
84 |
350 |
12 |
0,0048 |
н.б 0,002% |
82 |
100 |
13 |
0,0049 |
н.б 0,002% |
81 |
125 |
14 |
0,0050 |
н.б 0,002% |
84 |
200 |
15 |
0,0052 |
н.б 0,002% |
85 |
170 |
16 |
0,0045 |
н.б 0,002% |
86 |
160 |
17 |
0,0046 |
н.б 0,002% |
87 |
180 |
18 |
0,0047 |
н.б 0,002% |
83 |
300 |
19 |
0,0048 |
н.б 0,002% |
84 |
250 |
20 |
0,0049 |
н.б 0,002% |
85 |
220 |
21 |
0,0048 |
н.б 0,002% |
85 |
230 |
22 |
0,0047 |
н.б 0,002% |
86 |
260 |
23 |
0,0047 |
н.б 0,002% |
88 |
330 |
24 |
0,0046 |
н.б 0,002% |
83 |
350 |
25 |
0,0044 |
н.б 0,002% |
85 |
150 |