Химический состав металлической шихты.

Шихта Марка Массовая толика, %
C Mn Si P
Углеродистый лом А2-1 0,25 0,5 0,3 0,05
Марганцевый лом Б2-2 0,4 16,0 0,5 0,1
Чугун ПВК3 3,0 0,2 0,45 0,035

Плавление шихты и следующее окисление примесей.

Во время плавления шихты в электропечи при ведении процесса с окислением примесей кремний, фосфор и марганец окисляется. Для интенсификации процесса электроплавки стремятся скооперировать дефосфорацию с плавлением. Нужную основность шлака обеспечивают Химический состав металлической шихты. загрузкой вкупе с железной частью шихты до 6% руды и 2% извести, нужную степень окисленности шлака обеспечивают присадкой в печь посреди периода плавления стальной руды в количестве 1% от массы шихты и краткосрочной (5-6 мин) продувкой металла кислородом. Во 2-ой период плавления часть шлака спускают самотеком и наводят новый шлак присадками извести Химический состав металлической шихты. и руды.

Оба эти характеристики подлежат кропотливому контролю по ходу процесса плавления. Шлаковый и электронный режимы в процессе плавления должны быть такими, чтоб содержание фосфора в первой пробе металла по расплавлении при работе по методу окисления примесей на углеродистом металлоломе не превышало 0,015%. Целью окислительного процесса является понижение содержания фосфора в Химический состав металлической шихты. металле до , дегазации металла (уменьшение содержания водорода и азота), понижение количества неметаллических включений, приведение ванны в стандартное по окислительности состояние, улучшающее условия протекания восстановительных реакций, увеличения температуры металла до уровня, превосходящего температуру выпуска на определенный интервал. После отбора первой пробы металла, не включая тока закачивают 60-70% шлака. С первым шлаком Химический состав металлической шихты. уда-
ляется из печи большая часть фосфора, окислившегося в период плавления.
Удалив шлак, в ванну печи присаживают 1 — 1,5 % массы садки свежеобожжен-
ной извести, также разжижители шлака (боксит, шамот, шпат, переработанные
флюсы ЭШП и т.п.). При совмещении периода плавления с окислительным
шлак закачивают, а обновляют его позже. Термический Химический состав металлической шихты. режим для окислительно-
го периода имеет очень принципиальное значение, потому что только в довольно нагретой
ванне удается отлично окислить углерод, обеспечить насыщенное кипение
ванны, позволяющее провести понижение содержания газов в металле, в частно-
сти водорода. Температура металла в окислительный период должна повы-
шаться в согласовании со понижением содержания углерода. К концу Химический состав металлической шихты. периода
окисления металл должен быть нагрет по последней мере на 120 — I 30" выше тем-
пературы ликвидуса. Нагрев металла нужно кропотливо держать под контролем.
После образования жидкоподвижного шлака и нагрева металла до данного
уровня печь наклоняют в сторону загрузочного окна и в ванну порциями при-
саживают металлическую руду Химический состав металлической шихты. либо агломерат в кусочках размером < 100 мм и известь.
Для окисления 0,01 % С нужно ввести в ванну 0,6 — 1,0 кг руды на 1 т ме-
талла. Чем выше температура ванны, тем меньше требуется расходовать руды.
Добавка руды в подогретую ванну вызывает насыщенное кипение ее, вызванное
образующимися в металле и удаляющимися из него пузырями моно оксида уг Химический состав металлической шихты.-
лерода (СО). Под воздействием СО шлак вспенивается, его уровень становится
выше и он стекает через порог загрузочного окна в шлаковую чашу. Самопро-
извольное удаление шлака нужно для предстоящего понижения содержания
фосфора. Так как температура металла безпрерывно увеличивается, а при более
высочайшей температуре константа рассредотачивания фосфора миниатюризируется, то даль-
нейшее Химический состав металлической шихты. понижение содержания его может быть при повторных обновлениях шлака методом неоднократного его смачивания и наведения нового. В процессе кипения
ванны должно удалиться 0,3 — 0,5 % С со средней скоростью 0,3 — 0,5 % С. Ко-
гда содержание углерода добивается данного предела, а содержание фосфора
окажется не выше 0,01 %, закачивают до 80% шлака и выдерживают ванну в те Химический состав металлической шихты.-
чение 10 мин в критериях незапятнанного кипения без введения каких-то присадок.

В окислительный период стильно применить продувку ванны кислородом,
подаваемым под давлением 0,8 — 1,9 Мпа через стальные трубки либо водоох-
лаждаемые фурмы. В процессе продувки температура ванны и концентрация
кислорода в металле регулируется интенсивностью подачи кислорода, снижая
ее либо даже прекращая на некое Химический состав металлической шихты. время подачу кислорода. 11родувка кисло-
родом высокоуглеродистой стали (0,5 — 1,0 % С) позволяет поддерживать ско-
рость обезуглероживания 1,5 — 2,0 % С/ч. За время окислительного периода тем-
пература металла растет на 100 - 120'С. При вдувании кислорода в водянистый
металл температура ванны увеличивается на 8 — 10 'С за 1 мин продувки либо 1,8-
2,0 'С на 0,01 % окислившегося углерода, потому длительность Химический состав металлической шихты. обезуглероживания можно уменьшить до 12 — 15 мин при окислении 0,5 — 0,6 % С.
Применение кислорода для продувки при расходе 5 — 7 м'1т заместо стальной руды позволяет уменьшить продолжительность окислительного периода до 30 — 50
мин при продолжительности продувки 20 мин заместо 40 — 100 мин без продувки.
Окисление углерода и нагрев металла, в особенности в период продувки ванны, тре-
буют контроля соответствия этих Химический состав металлической шихты. характеристик друг дружке. Не следует допускать
лишней интенсивности обезуглероживания, при которой нагрев металла
окажется недостающим.

Операция удаления шлака из печи хотя и очень трудоемка, связанная с
дополнительным тепловыделениями, но шлак нужно удалять как
можно полнее, потому что в восстановительный период из оставшегося шлака фос-
фор на сто Химический состав металлической шихты. процентов перебегает в металл.

В окислительный период кремний окисляется стопроцентно. Окисление
марганца, имеющего наименьшее хим сродство к кислороду, чем кремний, происходит не много. За время плавления при отсутствии руды окисляется до
60 % марганца. С повышением содержания углерода в металле растет оста-
четкое количество марганца. При продувке металла кислородом угар марганца
приблизительно Химический состав металлической шихты. таковой же, но, если ванну переокислить, т.е. допустить понижение
углерода до низких значений, то угар марганца может добиться >80 %.

Полезно в этот период использовать результаты анализа контрольных
проб металла, чтоб судить по содержанию марганца и его поведению о пра-
вильности термического режима процесса. Жаркий ход окислительного периода,
нужный для Химический состав металлической шихты. насыщенного кипения металла, также для его подготовки к
восстановительному периоду, содействует восстановлению марганца и под-
держанию его концентрации на уровне 0,2 — 0,25 %. Понижение содержания
марганца в металле за уровень 0,2 % свидетельствует о «холодном» ходе окис-
лительного процесса, о малом уровне термического режима, когда марганец окис-
ляется активно, а углерод — очень слабо Химический состав металлической шихты.. Слабенькое кипение ванные не обеспе-
чивает нормальную дегазацию металла и понижение содержания в нем неметал-
лических включений, что приводит к понижению свойства металлоизделий.

Невзирая на то, что для удаления серы создаются условия в восстанови-
тельный период, все же есть возможность частичной десульфурации в
течение окислительного периода. С этой целью нужно снять кинетические Химический состав металлической шихты.
затруднения этого процесса наведением жидкоподвижного шлака с основно-
стью 3,0 и поддерживать высшую температуру, т.е. «горячий» ход окислитель-
ного периода. Электросталь содержит больше азота, чем мартеновская сталь.
Предпосылкой является высочайшая температура в зоне электронных дуг и диссоциа-
ция молекул Х~ на атомы. Атомарный азот поглощается металлом. Для Химический состав металлической шихты. этого
процесса создаются дополнительные условия, когда оголена поверхность ме-
талла, когда отсутствует шлак, владеющий газозащитными качествами. Сни-
жение содержания азота достижимо при насыщенном и продолжительном кипении
ванны. Да и в данном случае значимая часть азота остается в стали и допол-
нительное понижение его содержания может быть методом продувки Химический состав металлической шихты. водянистого металла аргоном. Уменьшение содержания азота в стали может быть также при введе-
нии в нее титана либо циркония, образующих нитриды, из которых часть удаля-
ется в шлак, а часть остается в металле в виде включений. В окислительный пе-
риод удалению газов содействует низкое парциальное давление водорода, во-
дяных паров и азота Химический состав металлической шихты. в атмосфере печи, что нужно соблюдать, принимая
надлежащие меры. Так, источником водорода могут являться не только лишь
кислород, используемый для продувки. Содержание водорода в ванне зависит
от разности скоростей поглощения и выделения из металла. В итоге пра-
вильно проведенного окислительного периода содержание водорода в стали
можно снизить с 5 — 8 до Химический состав металлической шихты. 2 — 4 см'/100 г, а азота с 0,015 — 0,018 до 0,007-
0,008 %. Условия, создаваемые для удачного удаления газов, нужно
подвергать контролю. Углеродное кипение ванны нужно для понижения в
металле неметаллических включений, как перешедших в сталь из шихтовых
материалов (SiO3 и А12О3) и футеровки печи (MgO), так и образовавшихся в ре-
зультате Химический состав металлической шихты. окисления примесей металла кремния, марганца, алюминия и т.п.
Маленькие включения SiO2 и А10з очень медлительно всплывают из стали. Моноок-
сиды марганца и железа офлюсовывают и А12О3, виду водянистые продукты,
которые укрупняются в итоге коалесценции. Кипение ванны содействует
протеканию градиентной коагуляции и ускорению удаления их из металла. Пу-
зыри Химический состав металлической шихты. монооксида углерода, возникающие на поверхности пода, при всплыва-
нии увлекают часть включений, прилипающих к поверхности пузырей.

Кипение ванны в окислительный период имеет принципиальное значение для на-
грева металла. Высочайшая температура металла и выравнивание ее под действием
кипения нужны для правильного ведения процесса производства стали и
высококачественной ее разливки. Если к Химический состав металлической шихты. моменту смачивания окислительного шлака
металл нагрет даже несколько выше температуры выпуска, то восстановитель-
ный период проходит просто, стремительно формируется новый шлак, с большой ско-
ростью протекают реакции раскисления, удачно идет десульфурация, меньше
времени требуется для легирования стали. При скачивании шлака с относительно прохладного металла создается опасность плохого проведения Химический состав металлической шихты.
восстановительного периода. Для нагрева металла в восстановительный период
нужно поддерживать огромную мощность установки, т.е. иметь длинноватые
дуги. При всем этом перегревается футеровка и происходит ее оглавление. В шлаке
увеличивается содержание (MgO) и оксидов железа, вносимых футеровкой. На-
грев ванны в этот период может вызвать насыщение металла Химический состав металлической шихты. газами. Не считая то-
го, для нагрева металла в восстановительный период требуется больше времени
в связи с отсутствием перемешивающего фактора — кипения ванны.

В конце окислительного периода часто приходится проводить повтор-
ное кипение методом добавки в ванну чугуна до 6 кг/т. Углерод, кремний, марга-
нец, находящиеся в чугуне, производят предварительное раскисление ван-
ны Химический состав металлической шихты., образуют легкоплавкие продукты, всплывающие на поверхность металла.
Такая мера может быть вызвана тем, что к концу периода углерода в ванне ока-
залось меньше, чем нужно, а металл не нагрелся. Введение чугуна либо
другого науглероживателя, к примеру вдувание коксовой мелочи, вызовет не
только повышение длительности периода, да и Химический состав металлической шихты. усиление микронеодно-
родности металла. Науглероживать ванну в неких случаях приходится и
после смачивания окислительного шлака. В качестве науглероживателя приме-
няют электродный бой либо кокс, загружаемый на поверхность незащищенного
металла. К таковой мере приходится прибегать при производстве стали с высочайшим
(>1 %) содержанием углерода и отсутствием среднеуглеродистого ферромар-
ганца для легирования стали. Отрицательным Химический состав металлической шихты. следствием такового науглерожи-
вания является снижение температуры ванны, поглощение металлом газов из
атмосферы печи, также затягивание процесса во времени. Рекомендуется вес-
ти процесс таким макаром, чтоб не появилась необходимость науглероживания
незащищенного металла углеродом.

Присадка стальной руды в печь в конце периода расплавления и сначала
окислительного периода в довольно Химический состав металлической шихты. подогретую ванну приметно интенсифициру-
ет процесс окисления фосфора, приводит к понижению температуры металла и нарушению имеющегося сбалансированного состояния. Снижение температуры и
повышение концентрации оксидов железа в итоге присадки в ванну же-
лезной руды вызывает развитие экзотермических реакций с одновременным
повышением концентрации вещества, образующегося с выделением тепла; это
означает, что в Химический состав металлической шихты. 1-ый период будет бурно развиваться процесс окисления фос-
фора. По мере увеличения температуры ванны вероятен оборотный переход
фосфора из шлака в металл, потому неотклонимым условием дефосфорации
металла в окислительный период является непрерывное и может быть полное
удаление из печи железистых шлаков. В практических критериях количество
фосфора в металле в Химический состав металлической шихты. конце окислительного периода должно быть менее
0,015 %.

Во избежание лишнего насыщения металла кислородом окислитель-
ный период нужно заканчивать при содержании в ванне углерода не ниже
0,15 — 0,20 в случае внедрения высокоуглеродистого ферромарганца и не ни-
же 0,35 — 0,40 % при использовании кристаллического марганца. Последняя
порция руды должна вводиться в печь не позже, чем за Химический состав металлической шихты. 10 мин до окончания
окислительного периода. Не следует уменьшать длительность периода
кипения даже при работе на низкофосфористой шихте. Целенаправлено по рас-
плавлении иметь завышенное содержание углерода и форсировать плавку за
счет большей скорости окисления углерода, в особенности в исходный период ки-
пения и дефосфорации стали. В этот период скорость окисления Химический состав металлической шихты. углерода мож-
но не лимитировать.

Если содержание серы в конечном металле должно быть низким
(<0,01%), то имеет смысл проведение десульфурации в окислительный период
для улучшения критерий следующего восстановительного периода.

После окончания окислительного периода и получения результатов экс-
пресс-анализа металла 2-ой пробы на содержание в нем углерода и фосфора
процесс переводят Химический состав металлической шихты. в период подготовительного раскисления и кеширования. По-
сле удаления из печи окислительного шлака на зеркало металла (оголенную ванну) дают кусковой 45 %-ный ферросилиций и ферромарганец в таком коли-
честве, чтоб получить в стали 0,20 — 0,25 % Si и 1,5 % Мп; потом наводят вос-
становительный шлак с основностью 2,5 — 3,5 из извести (известняка) и плави-
кового шпата Химический состав металлической шихты. с добавлением раскислителей — мелко дробящего 45 %-ного
ферросилиция либо силикокальция, электродного боя либо молотого кокса. Дальше
проводят предварительное раскисление стали алюминием.

Хорошей толикой шлака от массы металла в восстановительный период считают 4-5%. Согласно законам кинетики удаления серы из металла целенаправлено поддерживать в период десульфурации высшую температуру металла
и производить Химический состав металлической шихты. смешивание ванны. Существенных результатов по удале
нию серы из металла добиваются при обработке металла рафинировочным шлаком при выпуске стали в ковш в критериях эмульгирования водянистых фаз.

Восстановительный период сталеплавильного процесса

Во время восстановительного периода сталеплавильного процесса в ос-
новной дуговой печи нужно провести раскисление металла осаждающим
способом, удаление серы, доведение хим состава Химический состав металлической шихты. стали до данного
методом легирования, регулирование температуры ванны, наведение жидкопо-
движного высокоосновного отлично расчисленного шлака для обработки метал-
ла во время выпуска из печи в ковш. Раскисление металла экстракционным
методом через шлак позволяет получить в шлаке содержание монооксида же-
леза <0,5 %, а в металле в согласовании с законом Химический состав металлической шихты. рассредотачивания содержание
кислорода <0,005 %. Это свидетельствует о добротных критериях для раскисления
металла в электропечи, где можно сделать очень восстановительную атмосфе-
ру, в какой достижимо содержание монооксида углерода 70 %, также обес-
печить положительное давление, предотвращающее подсос атмосферного воз-
духа. Из раскислителей, используемых при всем этом, стильно именовать углерод, карбид
кальция, ферромарганец, ферросилиций, алюминий, ферротитан и Химический состав металлической шихты. всеохватывающие
сплавы, такие как силикомарганец, силикокальций, силикоалюмимарганец и др.
Углерод используют в виде молотого кокса, древесного угля, ферросилиций, силикокальций и алюминий в порошке, карбид кальция — появляется в печи в
итоге взаимодействия углеродистого материала и извести. Используют для
раскисления также готовый карбид кальция. Во избежание образования пузы-
рей в металле Химический состав металлической шихты. при разливке нужно после раскисления углеродом приме-
нять более сильные раскислители, дозволяющие снизить содержание кисло-
рода до более низкого значения, чем сбалансированное с углеродом. Такового полного
удаления серы из металла, как в основной дуговой электропечи, не протекает
ни в каком сталеплавильном агрегате. Сталь, выплавленная таким макаром, со-
держит Химический состав металлической шихты. < 0,010 % S. При использовании особых способов можно еще
меньше получить серы в электростали, доведя ее содержание ло тысячных до-
лей процента. На полноту удаления серы из металла в электропечи оказывают влияние сте-
пень раскисления металла и шлака, выдержка стали под восстановительным
шлаком, содержание серы в извести и других Химический состав металлической шихты. шлакообразующих материалах.
Практика указывает, что концентрация серы в металле начинает приметно сни-
жаться только при определенной степени расчисленности металла и шлака.

На скорость и полноту удаления серы оказывает влияние и основность шлака, с уве-
личением которой эти свойства растут. Хорошим количеством
шлака в восстановительный период печей малой вместимости (5 -10 т) можно
считать Химический состав металлической шихты. 7 - 9 % от массы металла, для печей средней вместимости (20 — 30 т)-4-5 %.

Основное количество марганца при выплавке высокомарганцовистой ста-
ли способом окисления примесей можно загружать в печь сначала рафинирова-
ния, а при выплавке способом переплава можно легировать с~ аль в период за-
грузки в печь жесткой шихты.

Задачей подготовительного раскисления при выплавке высокомарганцевой
стали Химический состав металлической шихты. является получение металла, содержащего малое количество лег-
коплавких оксидных неметаллических включений, обогащенных монооксидом
марганца Мп0. Применение для этой цели кремнийсодержащих раскислителей
ведет к образованию легкоплавких трудноудаляемых из металла силикатов марганца и к увеличению содержания кремния в готовой стали, что отрица-
тельно оказывает влияние на ее механические Химический состав металлической шихты. характеристики. Предварительное раскисление ста-
ли алюминием содействует получению тугоплавких легкоудаляемых из жид-
кого металла неметаллических включений, потому можно о>кидать, что пред-
варительное раскисление высокомарганцевой стали алюминием перед ее леги-
рованием марганцем благоприятно влияет на качество этой стали вследствие
уменьшения количества, конфигурации формы и нрава расположения в метал-
ле Химический состав металлической шихты. неметаллических включений. При всем этом количество алюминия — раскислите-
ля должно определяться из условия сохранения в металле такового остаточного
содержания кислорода, которое препятствует образованию марганцовистым
включениям при следующем легировании металла марганцем. Общее коли-
чество алюминия для подготовительного раскисления находят из условия сни-
жения содержания кислорода в водянистом металле с 0,07 до 0,003 % и оно Химический состав металлической шихты. состав-
ляет (с учетом неожиданных утрат) приблизительно 2,0 — 2,2 кг/т водянистой стали.
Введение алюминия в сталь для подготовительного раскисления наращивает ес
плотность и улучшает износостойкость.

После проведения подготовительного раскисления металла и заслуги
нужной температуры его легируют марганцем. Во избежание местного
переохлаждения ванны легирующую дозу ферромарганца вводят в печь в Химический состав металлической шихты. не-
сколько приемов. При всем этом кусочки ферромарганца по массе не должны превы-
шать 5-7 кг. Продолжительность промежутков меж присадками отдельных порций
ферромарганца должна быть более 7-10 мин. После введения каждой порции
ферромарганца ванну кропотливо перемешивают. Каждую следующую пор-
цию ферромарганца присаживают только после полного усвоения предшествующей
и неплохого смешивания металла. В течение Химический состав металлической шихты. всего восстановительного пе-
риода шлак обрабатывают раскислительной консистенцией (для предотвращения окис-
ления марганца), позволяющей поддерживать основность этого шлака более
2,5-3,0. Термический и шлаковый режимы плавки в этот период должны обеспечивать вать непрерывное восстановление либо, по последней мере, стабилизацию содер-
жания марганца в металле после его легирования.

Через Химический состав металлической шихты. 12-18 мин после присадки последней порции ферромарганца и тща-
тельного смешивания ванны отбирают третью пробу металла для определе-
ния в нем содержания углерода, марганца и кремния и первую пробу шлака на
содержание FeO и МпО.

После получения результатов анализа металла третьей пробы создают
подготовительную корректировку стали по марганцу, потом ванну кропотливо пе-
ремешивают Химический состав металлической шихты., отбирают четвертую пробу металла на содержание в нем марган-
ца, углерода и кремния. Зависимо от результатов анализа металла этой
пробы хим состав стали перед ее выпуском совсем корректиру-
ют присадкой соответственного количества ферромарганца либо кристалличе-
ского марганца нужной марки. Для получения в стали требуемого содер-
жания алюминия Химический состав металлической шихты. загружают в печь первичный алюминий не позже, чем за 5-
7 мин до выпуска плавки. Алюминий вводят на нагое зеркало металла в виде
чушек ( слитков )из расчета получения нужного содержания А1 с учетом
угара .

После растворения в металле последней порции присадок ванну вновь
кропотливо перемешивают и отбирают последнюю (контрольную) пробу метал-
ла. Отбор Химический состав металлической шихты. металла этой пробы рекомендуется создавать меж порогом и
электродом первой фазы с середины ванны по ее глубине.

Окончательное раскисление и легирование высокомарганцевой стали
45Г17ЮЗ производят при ее выпуске методом введения в ковш алюминия в
количестве 2,0 — 2,5 кг/т металла.


himiya-ot-arab--izuchenie-nauka.html
himiya-v-biologii-medicine-i-proizvodstve-lekarstvennih-preparatov-referat.html
himizm-fiksacii-atmosfernogo-azota.html