Расчёт дефосфорации в печи

3.2 Расчёт дефосфорации в печи

Анализ процесса дефосфорации стали на основе рассмотренной физико-химической модели свидетельствует о том, что для достижения максимальной скорости и полноты удаления фосфора из металла в шлак применяемая для вдувания шлаковая смесь с использованием традиционных металлургических материалов должна содержать оксиды кальция, железа и фторид кальция в определённом соотношении. /5/.

Были проведены лабораторные и промышленные эксперименты в 10 – 20 тонных основных дуговых печах.

Для вдувания применяется шлаковая смесь из 65% извести, 25% железной руды и 10% плавикового шпата в количестве 2,5 – 3% массы металла с размером частиц £2 мм. Порошки вдувают после расплавления шихты при температуре металла £ 1540–1560 °С. Интенсивность вдувания порошков в металл должна составлять ³ 5 – 5,5 кг./мин. на 1 т металла при давлении транспортирующего газа (кислорода) в камерном питателе ³ 0,5 – 0,6 МПа. После окончания вдувания шлаковой смеси осуществляется продувка металла чистым кислородом под давлением 0,7 – 1,0 МПа. до заданного содержания углерода.

Выплавка конструкционных легированных сталей по указанной технологии позволяет за 5 – 6 мин. вдувания порошков снизить концентрацию фосфора в металле до следов и получить его содержание в готовой стали £ 0,005%. После вдувания шлаковой смеси последующая продувка ванны чистым кислородом не приводит к восстановлению фосфора из шлака в металл. Наблюдаемое увеличение содержания фосфора в готовой стали до 0,003 – 0,005% связано с последующим восстановлением фосфора из остатков окислительного шлака, футеровки печи и поступлением его из раскислителей и ферросплавов для легирования стали в восстановительный период плавк. /5/.

В проекте дефосфорация производится шлаковой смесью (табл. 11):

Таблица 11. Химический состав смеси

Исходные данные для расчёта:

– С_Р – фосфидная ёмкость смеси, С_Р=10²⁰;

– Р_О2 – парциальное давление кислорода, Р_О2=10^-10 атм.;

– Т – температура металла, Т=1823 К

Расчётный состав стали 10Г2СФБ в табл. 12.

Таблица 12. Химический состав стали 10Г2СФБ, %

1. Коэффициент распределения фосфора находим по формуле:

lgL_P = lgC_P + 5/4×lgP_O2 + lgf_P^T – 7325/T – 0,99,

где L_P – коэффициент распределения фосфора;

f_P^Т – коэффициент активности фосфора при температуре не равной 1873 К.

Lgf_Р,

где [j] – концентрация j-го компонента стали, %.

f_P – коэффициент активности фосфора при температуре 1873 К.

lgf_P = 0,13×0,1 + 0,12×0,35 – 0,032×1,5 = 0,007

lgf_p^T=lgf_p

lgf_p^T=

f_P^T = 1

lgL_P = lg10²⁰ +5/4×lg10^-10 +0,0072 – 7325/1823 – 0,99 = 2,5

L_P = 316,2

2. Расчёт степени дефосфорации проводим по формуле:

Результаты расчёта приведены в табл. 13

Таблица 13. Степень дефосфорации

Похожие работы

Влияние водорода на свойства стали

Скачать

125580

26

5

... содержанием в них углерода, от качества которого и зависит закаливаемость стали. Прокаливаемость определяется присутствием легирующих элементов. В условиях полной прокаливаемости механические свойства стали мало зависят от характера легированности. Исключение составляет никель и молибден, повышающие сопротивление хрупкому разрушению. В т же время никель увеличивает пластичность и вязкость стали, ...