2.1 Определение среднего состава металлической шихты

Расчет шихты первого периода плавки (до расплавления) начинается с определения среднего состава металлошихты. Средний химический состав металлической шихты определяем в соответствии с расходами чугуна и лома на плавку и их химическим составом. Полученные данные сводим в таблицу 4.

Таблица 4 - Определение среднего химического состава металлошихты

Компоненты	Расход, кг	Внесено в шихту, кг/100кг шихты
		С	Si	Mn	P	S
Чугун	64	64 ∙ 4,3 ∙ ∙ 0,01 =2,752	64 ∙ 0,8 ∙ ∙ 0,01 =0,512	64 ∙ 1,4 ∙ ∙ 0,01 =0,896	64 ∙ 0,13 ∙ ∙ 0,01 = 0,0832	64 ∙ 0,036 ∙ ∙ 0,01 = 0,02304
Лом	36	36 ∙ 0,2 ∙ ∙ 0,01 =0,072	36 ∙ 0,2 ∙ ∙ 0,01 = 0,072	36 ∙ 0,45 ∙ ∙ 0,01 =0,162	36 ∙ 0,05 ∙ ∙ 0,01 = 0,018	36 ∙ 0,05 ∙ ∙ 0,01 =0,018
Всего в шихте	100	2,824	0,584	1,058	0,1012	0,041

При проверке правильности расчета среднего состава металлошихты следует иметь в виду, что среднее содержание каждого элемента в металлошихте должно находиться в интервале: содержание элемента в чугуне – содержание элемента в ломе.

3.2 Определение состава металла по расплавлению

Содержание углерода

Содержание углерода в металле по расплавлению должно обеспечивать получение металла с заданным содержанием углерода с учетом расхода углерода на проведение доводки и науглероживания металла при раскислении и легировании стали:

[%C]_распл = [%C]_раск + Δ[%C], (1)

где [%C]_раск - содержание углерода перед раскислением;

Δ[%C] - превышение содержания углерода для проведения доводки, %.

Содержание углерода в металле перед раскислением, обеспечивающее после введения ферросплавов среднее маркировочное его содержание в готовой стали, было установлено ранее - [C]_раск = 0,20%.

Уменьшение концентрации углерода в отдельные периоды плавки может изменяться в широких пределах Δ[С] = 0,2-1,0% в зависимости от вместимости печи, принятого технологического режима плавки и т. д. Минимальное превышение содержаний углерода в металле для проведения периода доводки принимаем согласно данным таблицы 5.

Для умеренной продувки 440 т плавки минимальное уменьшение концентрации углерода в период доводки Δ[С] составляет 0,4%. Принимаем Δ[С] = 0,3%.

Тогда [%C]_распл = [%C]_раск + Δ[%C] = 0,20 + 0,30 = 0,5%.

Таблица 5 – Уменьшение концентрации углерода в период доводки

Режим продувки ванны кислородом	Емкость печи, т
	200-300	400-600	900
Без продувки	0,35	0,30	0,25
Умеренная продувка	0,60	0,40	0,30
Интенсивная продувка	0,80	0,60	0,50

Содержание кремния

При основном процессе кремний в первом периоде плавки окисляется полностью до следов. Поэтому [%Si]_распл = 0.

Содержание марганца

В зависимости от содержания марганца в шихте, интенсивности продувки ванны кислородом в период плавления и режима спуска шлака остаточное содержание марганца в металле по расплавлению составляет 10-20% от его среднего содержания в металлошихте.

При слабой продувке ванны кислородом принимаем остаточное содержание марганца равным 10% от его среднего значений в металлошихте.

Тогда [Mn]_распл = [Mn]_шихт· 10 · 0,01 = 1,058 · 10 · 0,01= 0,11%.

Содержание фосфора

В зависимости от содержания фосфора в шихте, интенсивности продувки ванны кислородом и режима спуска шлака, остаточное содержание фосфора в металле по расплавлению составляет 15-25% от его содержания в металлошихте. Для слабой продувки и интенсивного спуска шлака принимаем эту величину равной 20%.

Тогда [Р]_распл = [Р]_шихт· 20 · 0,01 = 0,1012 · 20 · 0,01=0,020%.

Содержание серы

В зависимости от содержания серы в металлошихте и топливе, количества спускаемого шлака и его основности, остаточное содержание серы в металле по расплавлению составляет 80-100% (и более) от первоначального ее содержания в шихте.

В расчете принимаем эту величину равной 95%.

Тогда [S]_распл = [S]_шихт· 95 · 0,01 = 0,04104 · 95 · 0,01=0,039%.

Таким образом, в металле по расплавлению содержится: 0,5% углерода; 0% кремния; 0,11% марганца; 0,020% фосфора; 0,039% серы.