Расчет шихты для выплавки нержавеющей стали марки SUS630 в дуговой печи с применением кислорода

Восстановительный период плавки

  Раскисление шлака. После продувки ванны кислородом шлак раскисляют смесью силикохрома и алюминиевого порошка.

  Силикохром  вводят в количестве ~13—15 кг на 1 г, но с таким расчетом, чтобы содержание кремния в ванне не превысило после введения силикохрома — 0,5% Алюминиевый порошок дается в количестве ~ 1 кг на 1 т. Для раскисления шлака присаживаем 1,5 кг силикохрома с 50% Si и 0,1 кг алюминиевого порошка на

100 кг металла.

  Считаем, что весь хром силикохрома полностью усваивается металлом.

  Силикохром  внесет хрома

  1,5·30/100=0,450 кг. 

Вес (кг) и состав шлака периода окисления                                                                 табл.9

 

Кремний силикохрома  на 50% переходит в металл, 20% окисляется кислородом воздуха и 30% раскисляет шлак. Поступит кремния из силикохрома

Si=1,5·50/100=0,750 кг.

В металл перейдет

0,75·0,5=0,375 кг.

Окислится кремния  кислородом воздуха 0,75·0,2=0,150 кг.

Пойдет на раскисление  шлака

0,75·0,3=0,225 кг.

Из силикохрома поступит марганца

1,5·0,03/100=0,00225 кг.

Считаем, что 50% марганца переходит в металл, а 50% окисляется кислородом воздуха.

Поступит алюминия из силикохрома

1,5·0,4/100=0,0060 кг.

Поступит железа из силикохрома

1,5·0,03/100=0,291 кг.

Сера и фосфор перейдут в металл в количестве

1,5·0,03/100=0,00045 кг.

Углерод окисляется полностью.

Алюминиевый порошок  вносит, кг: j

Al…………..0,1·0,9685=0,0969

Si…………...0,1·0,015=0,0015

Fe…………..0,1·0,016=0,0016

Cu…………..Cледы

Всего……………………0,1 

Считаем, что 50% поступившего алюминия окисляется кислородом воздуха, т. е.

(0,0969+0,006)·50/100=0,051 кг.

  Считаем, что поступившее железо переходит  в металл, т. е.

0,252+0,0016=0,2536 кг. 

Состав  шлака после раскисления

Весовое количество кремния, поступившего в шлак,

0,150+0,225+0,00075=0,376 кг.

Образуется окислов: кг

SiO₂……………… 0,376·60/28=0,8055

А1₂O₃ ………………0,103·102/54=0,1950

MnO………………..0,5·0,0225·71/55=0,0015 кг

Восстановится окислов:

Cr₂O₃+2А1=А1₂O₃+2Сr,

т. е. восстановлено  алюминием из шлака 0,1435 кг Сr₂О₃.

  Принимаем, что кремний идет па восстановление Сr₂О₃, МnО и FeO из шлака.

  Из сравнения  шлаков до восстановления и после  восстановления смесью силикохрома и алюминиевого порошка (принимаем, что весь алюминий идет на восстановление Сr₂О₃) следует, что кремний распределяется следующим образом: на восстановление из шлаков Сr₂O₃ приблизительно 75%, 15% на FeO и 10% на МnО. 
 
 

  Поэтому кремний восстановит из шлака:

2Cr₂O₃+3Si=3SiO₂+4Сr,

Восстановится кремнием 0,615 кг Cr₂O₃

2MnO+Si=SiO₂+2Mn

Восстановится кремнием 0,1145 кг МnО

2FeO+Si=SiO₂+2Fe

Восстановится кремнием 0,174 кг ҒеО.

Восстановление  элементов из окислов:

  

  Баланс  металла после раскисления силикохромом приведен в табл. 10.

Таблица 10

Баланс металла  после раскисления силикохромом

 

Состав шлака  после его раскисления дан в табл. 11.

После раскисления  шлака присаживают нагретый до 700° феррохром

Марки ФХ050

Расчет количества феррохрома:

100·(17–5,5577)/65= 17,603 кг,

 Присаживаем 17,603 кг феррохрома марки ФХ050 и 

Феррохром вносит элементов, кг:

Cr…………………………………17,603·65/100=11,442

Si…………………………………17,603·2/100=0,35206

P………………………………….17,603·0,05/100=0,0088

S………………………………….17,603·0,03/100=0,00528

C………………………………….17,603·0,05/100=0,088

Fe…………………………………17,603*32,42/100=5,7069

Всего………………………………17,603 кг

Усвояемость хрома  принята 98,5%.  В металл перейдет 11,442·0,985=11,27037 кг.

Окислится и  перейдет в шлак 0,17163 кг.

  Принимаем, что 20% кремния феррохрома окисляется и в шлак переходит 0,32506·0,2=0,070412 кг Si. Сера, фосфор, углерод и железо феррохрома переходят в металл. 

Образование шлака

Окислившиеся  хром и кремний из феррохрома внесут в шлак:

Сr₂O₃…………………… 0,17163·152/104=0,25084 кг

SiO₂ …………………….0,070412·60/28=0,15088 кг

  Поступит  из футеровки печи в шлак. Считаем, что на восстановительный период приходится 30% выгоревшей за плавку футеровки стен, т. е.

0,464·0,3=0,1392 кг.

Футеровка стен вносит, кг:

SiO₂ ……….0,1392·3,5/100= 0,0048

Fe₂O₃ ……..0,1392·2,05/100=0,0035

Al₂О₃……...0,1392·3,0/100=0,0042

MnO……… 0,1392·0,5/100=0,0007

СаО……… 0,1392·27,5/100=0,0383

MgO……….0,1392·63/100=0,0877

Всего…………………….0,1392 кг 

  Поступит  в шлак из подины и откосов.

Принимаем, что  за восстановительный период в шлак переходит 1/3 магнезита из подины и откосов, т. е. 0,4 кг. Магнезит вносит, кг:

SiО₂………0,004·3=0,012

Fe₂О₃ …….0,004·2=0,008

А1₂О₃ ……0,004·1=0,004

MnO……...0,004·1=0,004

СаО……... 0,004·1=0,004

MgO…….. 0,004·92=0,368

  Всего………………0,4 кг 

Поступит  из свода.

Считаем, что  на восстановительный период приходится 30% выгоревшей за плавку футеровки свода, т. е. 0,12 кг. Футеровка

SiО₂………0,12·0,94=0,1129

Fe₂О₃ …….0,12·0,011=0,0013

А1₂О₃ ……0,12·0,016=0,0019

СаО……... 0,12·0,016=0,003

MgO…….. 0,12·0,008=0,0009

  Всего………………0,12 кг 
 
 
 

Баланс металла  после присадки феррохрома