Маса шлаку без оксидів заліза з відрахуванням переходу кисню у метал при переході сірки у шлак складе, кг :

4,6021 - 0,0033 = 4,5988

У залежності від режиму продувки, основності кінцевого шлаку і змісту вуглецю у металі у кінці продувки плавки співвідношення FeO до Fe₂O₃ (%) у шлаці звичайно коливається у межах 1,5 – 3,0 %. Приймаємо зміст оксидів заліза у шлаці 12 % FeO і 5% Fe₂O₃ , тоді маса оксидів шлаку без FeO і Fe₂O₃ буде складати 83 %.

Маса шлаку складає, кг : 4,5988 : 83 * 100 = 5,540

Таблиця 5. Хімічний склад кінцевого шлаку, %.

SiO2	СaO	MgO	Al2O3	S-кис	MnO	P2O5	CaF2	FeO	Fe2O3	Всього
16,408	53,545	0,713	0,884	0,062	5,684	1,054	5,650	12,00	5,000	100,0

Примітка: зниження маси шлаку від переходу кисню у метал показано у графі

S – кис.(перехід кисню зі шлаку у метал).

Фактична основність кінцевого шлаку:

%CaO : %SiO₂ = 52,545 : 16,408 = 3,202 (допускається +-0,05)

Маса оксидів заліза складає:

5,540 - 4,5985 = 0,9415, у тому числі

FeO 5,540 * 12 : 100 = 0,665

Fe₂O₃ 0,9415 – 0,665 = 0,2765

Всього: 0,9415

Окислюється заліза, кг :

0,665 * 56 : 72 + 0,2765 * 112 : 160 = 0,5357 + 0,1936 = 0,729

Приймаємо втрати металу з викидами - 1,0 кг.

Втрати заліза у вигляді корольків металу, які заплутуються у шлаці (коливається у межах 6 – 10 % від маси шлаку), приймаємо 8%.

Втрати заліза (корольки) складають, кг: 5,540 * 8 : 100 = 0,443

Маса розчиненого у сталі кисню у кінці окисювального періоду, кг:

[%O₂] = = (0,0035+0,006*0,090) : 0,090=0,045

Вихід сталі після окислювального періоду складає, кг:

100– 4,844 – 0,729 - 1,000 - 0,443 + 0,045 = 93,029

де 4,844– угар елементів з металошихти,

0,729 – залізо, що окислилось,

1,000 – втрати металу з викидами,

0,443 – втрати заліза у вигляді корольків,

0,045 – маса розчиненого кисню.

Витрати кисню на окислення заліза, кг :

0,9415 - 0,729 = 0,2125

Сумарні витрати кисню на окислення хімічних елементів, кг:

5,526 + 0,2125 + 0,045 = 5,783

Використовуємо технічний кисень, який утримує 99,5% О₂ і 0,5% N₂

Витрати технічного кисню при 95% його засвоєння, м³ :

(5,7834 * 22,4) : (0,995 * 0,95 * 32) = 4,283

Маса незасвоєного кисню:

4,283 * 0,05 = 0,214 м³, або 0,214 * 32 : 22,4 = 0,306 кг

Маса азоту:

4,283 * 0,005 = 0,0214 м³, або 0,0214 * 28 : 22,4 = 0,027 кг

Маса технічного кисню складає, кг:

5,783 + 0,306 + 0,027 = 6,116

Таблиця 6. Склад і кількість газів.

Складові	кг	м^3	%
CO2	1,121 + 0,077+ 0,012 +0,00048= 1,210	1,210*22,4:44 = 0,616	10,250
CO	6,420 + 0,0027 = 6,423	6,423*22,4:28 = 5,138	85,498
H2O	0,015	0,015*22,4:18 = 0,019	0,316
Незасвоєний O2	0,306	0,306*22,4:32 = 0,214	3,561
N2	0,027	0,027*22,4:28 = 0,022	0,366
SO2	0,00142	0,0014*22,4:64=0,0005	0,0083
Всього:	7,982	6,0095	100

Окислювально-поновлюваний напівперіод плавки

В кінці плавки для зниження змісту вуглецю у металі з 0,090 до 0,040 % без додаткового угару і переокислення заліза на випуску плавки використовують комбіновану продувку киснево-аргоновою сумішшю, з розходом кисню 760м³/хв, аргону 50м³/хв, а потім 2 хвилини однім аргоном, при цьому вуглець доокислюється спочатку киснем дуття, а потім за рахунок розчиненого у металі кисню.

Зміст вуглецю знижується від 0,090 до 0,040 %.

Водночас окислюється і марганець, його зміст понижується з 0,152 до 0,040%

Окислюється вуглецю, кг: 0,090 – 0,040 = 0,050

Приймаємо, що при комбінованій продувці 20% СО у робочому простору конвертера доокислюється до СО₂, що вимагає додаткових витрат кисню.

Витрати кисню на окислення вуглецю при комбінованій продувці, кг:

С ® СО 0,050 * 0,8 * 16 : 12 = 0,053

С ® СО₂ 0,050 * 0,2 * 32 : 12 = 0,027

Всього: = 0,080

Утворюється оксиду вуглецю СО, кг:

0,050 * 0,8 + 0,053 = 0,093

Утворюється діоксиду вуглецю СО₂, кг:

0,050 * 0,2 + 0,027 = 0,039

Окислюється марганцю, кг:

0,152 – 0,040 = 0,092

Витрати кисню на окислення марганцю, кг:

Mn ® MnO 0,092 * 16 : 55 = 0,0267 = 0,027

Утворюється оксиду марганцю, кг:

0,92 + 0,027 = 0,119

Приймаємо, що метал на випуску плавки містить 0,006 кг розчиненого кисню.

Тоді витрати кисню у метал при киснево-аргонній продувці складають, кг:

0,080 + 0,027 – (0,045 - 0,006) = 0,080 + 0,027 - 0,039 = 0,068

Загальні витрати кисню на окислення хімічних елементів при плавці, кг:

6,116 + 0,068 = 6,184

Витрата аргону складе, кг: 2 хв. по 50 м³ / хв. =100 м³

Внесенням азоту внаслідок малих величин при комбінованій продувці нехтуємо.

Вихід сталі до розкислення, кг

93,029 + 0,068 - 0,093 – 0,039 - 0,119 = 92,846

(було сталі до продувки аргоном + добавилась вага кисню – вага оксиду вуглецю і оксиду марганця)

Вихід шлаку, кг: 5,540 + 0,119 = 5,659

Вихід оксидів вуглецю при комбінованій продувці, кг

0,093 + 0,039 = 0,132

В результаті комбінованої продувки металу здійснилось саморозкислення металу вуглецем і марганцем зі зниженням окисленості металу на випуску плавки, що дозволяє понизити розхід розкислювачів, легуючих матеріалів і забрудненість металу продуктами розкислення.

Таблиця 7. Матеріальний баланс плавки до розкислення.

Поступило	кг	Отримано	кг
Чавуну	77,000	Сталі	92,846
Скрапу	23,000	Шлаку	5,659
Вапна	3,089	Корольків	0,443
Плавикового шпату	0,350	Газів	7,982
З футерівки	0,010	Fe2O3 (в дим)	1,571
Технічного кисню	6,184	Металу у викидах	1,000
		Оксидів вуглецю (від продувки аргоно-кисневою сумішшю)	0,132
Всього:	109,633	Всього:	109,633

Нев’язання = (109,633 – 109,633) : 109,633 *100 = 0

Визначимо подовженість комбінованої продувки і витрати аргону.

Витрати кисню при комбінованій продувці:

на 100кг = 0,068 кг, на тону 0,68 кг, на 250т = 0,68 *250 = 170,0 кг

У переводі на м3

170,0 * 22,4 : 32 : 0,95 : 0,9 = 139,18 м3

Подовженість продувки при витратах кисню 760м3/хв складе:

(з переводом хвилин у секунди)

139,18 * 60 : 760 = 11,00 сек

Після чого метал продувають одним аргоном 2 хвилини для м’якого доокислення вуглецю, зниження окисленності металу, очистки його від неметалевих включень, опосереднення хімічного складу по об’єму металу.

Витрати аргону складають:

60м3/хв * 2хв = 120 м3

Другий період: запічна доводка плавки

Запічна доводка плавки проводиться на устрою ківш-піч з наведенням нового покривного шлаку, додатковою десульфурацією сталі порошковою проволокою, розкисленням і легуванням з водночасною продувкою металу аргоном знизу через пористі пробки, нагріванням металу до температури неперервного розливу сталі.

та, точної температури розливу на машинах безперервного розливу заготівок.

Плавка випускається з низьким змістом вуглецю з урахуванням внесення вуглецю розкислювачами, легуючими, навуглецювання металу від електродів на 0,020% під час електронагрівання. При розрахунку розкислення враховується понижений угар елементів з розкислювачів і легуючих внаслідок низької окисленості металу після продувки аргоном на останньому етапі плавки у конвертері і комплексним розкисленням.

Розкислення низьколегованої марки сталі 09Г2С проводиться силікокальцієм, силікомарганцем з розрахунком по марганцю за умов угару марганцю 7%, феросиліцієм по недостачі кремнію після введення силікокальцію і силікомарганцю, алюмінієм-катанкою марки А7 у кількості 0,7кг/т, який вводиться у метал трайб-аппаратом, і феротитаном згідно нормам ТІ 226 Ст.М-06 у кількості 1,4 кг/т з угаром хімічних елементів, зниженим у 2 раза з витратами алюмінію марки А7 = 0,07кг/100кг і FеТі ФТІ 25 = 0,14 кг/100кг.

Для розрахунку кількості розкислювачів приводимо хімічний склад сталі до розкислення і готової сталі, визначивши недостачу марганцю и кремнію для сталі марки 09Г2С.

Таблиця 8. Хімічний склад кінцевої сталі і перед розкисленням на УПК.

Найменування	Хімічний склад, %
	С	Mn	Si	S	P	Fe
Сталь кінцева	н.б.0,12	1,3-1,7	0,5-0,8	0,040	0,035	ост
Сталь перед розкисленням	0,040	0,040	сліди	0,007	0,010	ост
Потрібно ввести у метал	н.б.0,045	1,460	0,650	-	-	ост

Хімічний склад розкислювачів приведений у таблиці 9.

Таблиця 9. Хімічний склад розкислювачів і порошкових реагентів.

Найменування	ДСТУ	Хімічний склад, %
		С	Mn	Si	S	P	Fe	ін. елем.
Силікокальцій (порошкова проволока)		-	-	30,0	-	-	-	Са=70,0
Силікомарганець МнС17	3548-97	1,70	74,0	17,0	0,03	0,50	6,77	сліди
Феросиліцій ФС 45	1415-78	0,20	0,60	45,0	0,02	0,05	51,63	Аl=2,00 Сr=0,50
Алюміній А7	11070-74	0,11	-	-	-	-	0,12	Аl = 99,7 Си = 0,01 Zп = 0,04 Ті=нб0,02
Феротитан ФТИ 25	4761-91	1,00	-	17,5	0,08	0,08	41,34	Ті = 25,0 Аl = 15,0

Розкислення і десульфурацію металу проводимо поданням у метал під покривний наведений шлак порошкової проволоки силікокальцію, яка складаєть-ся з 30% кремнію і 70% кальцию. Кількість шлаку п.б. не менше 0,600 кг/100кг.

Витрати силікокальцию беремо з практичного досвіду ВАТ «АМК» 1кг/т, або 0,100 на 100кг металу при коефіцієнті засвоєння кремнію металом 97 %, засвоєні металом кальцію на 9 %, окисленні кальцію киснем на 73% і сіркою на 18%.

В приведеному розрахунку витрати силікокальцію знижений внаслідок неви-сокого змісту сірки у металі на випуску плавки.

Десульфурація сталі

Визначаємо кількість елементів, які внесені в метал силікокальцієм, кг

Si - 0,100 * 0,30 * 0,97 = 0,029

Са - 0,100 * 0,70 * 0,09 = 0,006

Всього: = 0,035

Визначаємо кількість кальцію, який утворив сульфіди, кг:

Са - 0,100 * 0,70 * 0,18 = 0,013