Расчет легирования
Заданную марку стали легируем вводом в металл феррохрома и ферротитана. В первую очередь присаживаем феррохром.
Сталь перед легированием содержит, кг (таблица 14):
углерода – 0,1579; серы – 0,027;
марганца – 0,9518; фосфора – 0,0231;
кремния – 0,27.
Расход феррохрома среднеуглеродистого ФХ 200 определим по формуле:
кг.
Это количество феррохрома содержит, кг:
-
C
Cr
Si
P
S
Fe
2,0814·0,02=0,0416
2,0814·0,65=1,353;
2,0814·0,02=0,0416;
2,0814·0,0005=0,0010;
2,0814·0,0003=0,0006;
2,0814·0,3092=0,6436;
Ʃ=2,0814.
Выгорает, кг:
-
C
Cr
Si
0,0416·0,3=0,0125;
1,353·0,15=0,2030;
=0,0416;
Ʃ=0,2461.
Переходит в сталь, кг:
-
C
Cr
P
S
Fe
0,0416-0,0125=0,0541;
1,353-0,2030=1,15;
=0,0010;
=0,0006;
=0,68;
Ʃ=1,832.
Требуется кислорода для удаления примесей, кг:
-
C→СO
Cr→ Cr2O3
Si→SiO2
0,00125·16/12=0,0167;
0,2030·48/104=0,0937;
0,0416·32/28=0,0475;
Ʃ=0,1579.
Поступит кислорода из атмосферы – 0,1579 кг.
Выход стали, после легирования феррохромом составит:
93,1369+1,832=94,9689 кг.
Получится оксидов, кг:
-
СO
Cr2O3
SiO2
0,0125+0,0167=0,0292;
0,2030+0,0937=0,2967;
0,0416+0,0475=0,0891.
Выход шлака составит:
11,13+0,297+0,0891=11,5145 кг
На основании полученных в расчетах данных составляем материальный баланс плавки после легирования феррохромом (таблица 15).
Таблица 15
Материальный баланс плавки после легирования феррохромом
Поступило, кг |
Получено, кг |
|||
Стали до легирования |
93,1369 |
Стали |
94,9689 |
|
Шлака до легирования |
11,1287 |
Шлака |
11,5145 |
|
Феррохрома |
2,0813 |
СO |
0,0292 |
|
Кислорода из атмосферы |
0,1579 |
Ʃ |
106,51 |
|
Ʃ |
106,51 |
невязка |
0 |
|
В таблице 16 приведен состав стали после легирования феррохромом.
Таблица 16
Состав стали после легирования феррохромом
Наименование |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Fe |
Ʃ |
Металл до легирования |
0,1579 |
0,9518 |
0,0270 |
0,0231 |
0,27 |
- |
91,71 |
93,14 |
Fe Cr вносит |
0,0541 |
- |
0,001 |
0,0006 |
- |
1,15 |
0,68 |
1,89 |
Всего, кг |
0,212 |
0,9518 |
0,028 |
0,0237 |
0,27 |
1,15 |
92,41 |
95,05 |
, % |
0,223 |
1,001 |
0,031 |
0,0249 |
0,28 |
1,21 |
97,23 |
100 |
Сталь перед легированием FeTi содержит, кг (таблица 16):
углерода – 0,212; серы – 0,028;
марганца – 0,9518; фосфора – 0,0237;
кремния – 0,27; хрома – 1,15.
Расход ферротитана низкоуглеродистого ФТи 30 определим по формуле:
кг.
Это количество ферротитана содержит, кг:
-
Si
Ti
Р
S
Fe
0,4230·0,04=0,0416
0,4230·0,2837=0,12;
0,4230·0,0004=0,00017;
0,4230·0,0003=0,00013;
0,4230·0,6756=0,2858;
Ʃ=0,4230.
Выгорает, кг:
-
Ti
Si
0,12·0,5=0,06;
=0,0169;
Ʃ=0,0769.
Переходит в сталь, кг:
-
Ti
P
S
Fe
0,12-0,06=0,06;
=0,00017;
=0,00013;
=0,2858;
Ʃ=0,3461.
Требуется кислорода для удаления примесей, кг:
-
Ti→ TiO2
Si→SiO2
0,06·32/48=0,04;
0,0169·32/28=0,0193;
Ʃ=0,0593.
Поступит кислорода из атмосферы – 0,0593кг.
Выход стали, после легирования феррохромом составит:
95,05+0,3461=95,3961 кг.
Получится оксидов, кг:
-
TiO2
SiO2
0,04+0,06=0,10;
0,0193+0,0169=0,0362.
Выход шлака составит:
11,5145+0,10+0,0362=11,6507 кг
На основании полученных в расчетах данных составляем материальный баланс плавки после легирования феррохромом (таблица 17).
Таблица 17
Материальный баланс плавки после легирования феррохромом
Поступило, кг |
Получено, кг |
||
Стали до легирования |
95,05 |
Стали |
95,3961 |
Шлака до легирования |
11,5145 |
Шлака |
11,6507 |
Ферротитана |
0,423 |
Ʃ |
107,05 |
Кислорода из атмосферы |
0,0593 |
невязка |
0 |
Ʃ |
107,05 |
||
В таблице 18 приведен состав стали после легирования ферротитаном.
Таблица 18
Состав стали после легирования ферротитаном
Наименование |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Ti |
Fe |
Ʃ |
Металл до легирования |
0,212 |
0,9518 |
0,028 |
0,0237 |
0,27 |
1,15 |
- |
91,41 |
95,05 |
FeTi вносит |
- |
- |
0,0002 |
0,00013 |
- |
- |
0,06 |
0,2858 |
0,3461 |
Всего, кг |
0,212 |
0,9518 |
0,0282 |
0,0238 |
0,27 |
1,15 |
0,06 |
92,70 |
95,40 |
, % |
0,222 |
0,998 |
0,0296 |
0,0250 |
0,28 |
1,206 |
0,063 |
97,17 |
100 |
Полученная сталь соответствует ГОСТ 4543–71.