Расчёт ОМД. Расчет технологических параметров обработки стали на агрегате ковшпечь
 Скачать 1.32 Mb.
|
3.2 Расчет процесса десульфурации стали в ковше твердой шлакообразующей смесьюСодержание серы в качественной и высококачественной стали должно составлять в пределах 0,020 – 0,025 %, а для некоторых марок стали – не более 0,010 и даже 0,003 %. Десульфурация стали протекает при наличии основных шлаков. Реакция десульфурации описывается уравнением: (СаО) + [S] = (CaS) + [O]  Для обработки металла обычно используют базовую твердую шлакообразующую смесь (ТШС), присаживаемую под струю металла при выпуске его из сталеплавильного агрегата в ковш. При соблюдении рациональных технологических параметров обработки металла быстро формируется жидкоподвижный шлак с высокой десульфурирующей способностью, обеспечивающий содержание серы в стали на уровне 0,010 – 0,015 %. Химический состав шлака может быть различным (см. таблицы 6 и 7). Таблица 6 – Рекомендуемый химический состав рафинировочного шлака для сталей, раскисленных алюминием
Таблица 7 – Рекомендуемый химический состав рафинировочного шлака для не раскисленных алюминием сталей
Также в качестве ТШС может использоваться смесь извести и плавикового шпата в соотношении (3–4):1 Для формирования в ковше низкоокисленного высокоосновного шлака оптимальный расход ТШС составляет 8–10 кг/т. Расчет процесса десульфурации стали выполняется на основе балансового уравнения распределения серы между металлом и рафинировочным шлаком [8]:  или  ,и, наконец,  ,где  – масса металла в ковше, т;  – масса рафинировочного шлака в ковше, т; – содержание серы в металле до и после обработки в ковше, %; – кратность шлака; – коэффициент распределения серы между шлаком и металлом.При этом степень десульфурации ηs равна:  Уравнение, связывающее оба показателя эффективности процесса десульфурации и  , имеет вид: Уравнение для расчета коэффициента распределения серы  в зависимости от температуры, основности рафинировочного шлака и активности кислорода в металле имеет вид: где (CaO), (Al2O3), (SiO2), (MgO)–содержание оксидов в рафинировочном шлаке %;  – коэффициент активности серы, растворенной в металле, а0–активность кислорода, растворенного в металле, %; Т –температура металла, К. При использовании для раскисления металла марганца, кремния и алюминия значение а0 определяется содержанием алюминия, как наиболее сильного элемента раскислителя. Значение а0,равновесное с алюминием, определяется по формуле:  ,где  – содержание алюминия и кислорода в металле, %.При этом активность кислорода составляет:  Пример. Выполнить расчет обработки стали марки 15ХСНД ТШС следующего химического состава: 60 % CaO, 10 % SiO2, 24 % Al2O3, 6 % MgO при расходе 10 кг/т. Температура металла на выпуске 1610ºС. Состав печного шлака (только оксиды, влияющие на коэффициент распределения серы): 68 % CaO; 8 % MgO; 21 % SiO2; 3 % Al2О3. Принимаем, что в ковш попадает 3 кг/т печного шлака. Расчет количества оксидов, образующихся при раскислении стали, приведен в таблице 8. Изменение состава рафинировочного шлака в ковше представлено в таблице 9. Таблица 8 – Количество оксидов, образующихся при раскислении стали (расчет на 1 тонну стали).
Таблица 9 – Изменение состава рафинировочного шлака
Для ковша с периклазоуглеродистой футеровкой  =10-14 из выражения  =[Al]2[O]3 при [Al]=0,03%, найдем степень раскисления металла а0: lga0 = - 3,65. Коэффициент активности серы, растворенной в металле, можно принять равным 1 (lgfs = 0)  Ls= 101,856 = 72  или 59%,где − коэффициент кратности шлака,  Определим конечное содержание серы в металле после обработки твердой шлакообразующей смесью:  : | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||